固定化酵母粒子强化及其对甜高梁茎秆汁液乙醇发酵的影响

采用正交试验设计开展了三亚乙基四胺(TTA)和戊二醛(GLU)的浓度和处理时间对海藻酸钙固定化酵母粒子的化学强度影响的试验研究,并以甜高粱茎秆汁液为原料,在5 L的反应器中进行乙醇发酵试验,考察强化后的固定化酵母粒子对乙醇发酵的影响.结果表明,最优的固定酵母粒子强化处理的方案为TTA浓度为0.5%,处理时间为120 min;GLU浓度为0.5%,处理时间为8 min.连续8批次的甜高粱茎秆汁液乙醇发酵试验结果表明,最优组合强化后固定化酵母粒子用于乙醇发酵时,平均乙醇得率和变异系数(CV%)分别为84.78%和8.08%,而未强化的固定化酵母籽子为84.32%和9.68%,可见,最优组合强化后的固定化酵母粒子的发酵性能略优于未强化的固定化酵母籽子.该文为固定化酵母发酵甜高粱茎秆汁液制取生物乙醇技术的研究提供了参考.     

微生物细胞传感器及其构建研究进展

微生物细胞传感器是以微生物细胞作为生物敏感元件,可以快速地感应和监测环境中的总毒性以及各类污染物.经过几十年的发展,微生物细胞传感器从最初的仅仅利用发光菌这种非特异性的报告菌株发展到对微生物细胞进行基因水平上的遗传改造构建特异性的报告菌株.有关该领域研究的报导越来越多,本文重点综述了微生物细胞传感器报告菌株构建方面的研究进展情况,介绍了基因表达调控元件的选择和各种类型的报告基因,污染物诱导报告基因表达的机制,以及报告菌株后期的固定化和生物芯片技术,并对其今后的发展趋势进行了展望.     

新生物催化剂的筛选与开发

生物催化剂是具有催化作用的游离或固定化细胞和游离或固定化酶的统称。目前,筛选新生物催化剂的方法有两种:一是从环境样品中筛选全新的生物催化剂;二是探索现有生物催化剂的非天然新活力。本文详细综述了筛选新生物催化剂的方法及策略,并着重介绍了从微生物源开发新生物催化剂的方法。     

生物炭对白浆土土壤微生物功能多样性的影响

为探究不同施用量的生物炭对中国东北酸化白浆土土壤微生物群落碳代谢特征的影响,设置了不施用生物炭的对照(C0t)和生物炭用量分别为15 t·hm-2(C1t)、30 t·hm-2(C2t)与60 t·hm-2(C3t)的处理,运用Biolog-Eco微孔板技术分析土壤微生物群落的功能多样性.结果表明:与C0 t处理相比,...     

生物垃圾厌氧消化的强化机理探讨

综合分析了生物垃圾厌氧消化的各种强化技术与机理.由于传统化石燃料的枯竭和造成的生态环境问题,清洁再生能源的生物气体日益受到人们的青睐.但是,消化时间长,产气量较低,垃圾利用率不高等原因,导致生物垃圾厌氧发酵技术没有得到充分的开发与推广.研究认为,通过强化处理能够改善生物垃圾的物化性质,提高微生物对难降解有机物的分解能力,增加生物气产量,缩短水力停留时间,减轻后续处理的负担,优化垃圾厌氧消化过程.     

家蚕丝素固定化链霉菌的制备方法及其一般性质

黄微绿链霉菌是一种能产生葡萄糖异构酶(glucose isomemse)的微生物。我们利用该链霉菌，进行固定化处理后制备成固定化链霉菌。用蚕丝为载体材料固定化链霉菌细胞，尚未见报道。本研究用不同的丝素材料，通过吸附和交联方法固定链霉菌干菌体，制成蚕丝固定化链霉菌，并对固定化链霉菌的一般特性进行了研究。     

生物复混肥对土壤微生物群落功能多样性和微生物量的影响

在温室盆栽条件下,采用Biolog微平板法和氯仿熏蒸浸提法,研究了玉米施用等养分量的无机肥、有机无机复混肥和生物复混肥后土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的变化。结果表明:生物复混肥处理的土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)、微生物群落Shannon指数(H)和微生物群落丰富度指数(S)均最高;施用生物复混肥可明显提高土壤微生物对碳源的利用率,尤其是多酚化合物类和糖类;不同处理土壤微生物碳源利用特征有一定差异,生物复混肥在第1主成分上的得分值为正值,其他各处理在第1主成分上的得分值基本上为负值,起分异作用的主要碳源是糖类和羧酸类。在玉米生长期间各处理土壤微生物量大致呈先升高后逐渐平稳的趋势,且土壤微生物量碳、氮、磷的含量均以生物复混肥处理最高,最高值分别为333.21mg.kg 1、53.02 mg.kg 1和22.20 mg.kg 1。研究表明,生物复混肥的施用比等养分量的有机无机复混肥处理能显著提高土壤微生物群落碳源利用率、微生物群落丰富度和功能多样性,显著增加土壤微生物量碳、氮、磷的含量,有利于维持良好的土壤微生态环境。     

多环芳烃污染土壤生物联合强化修复研究进展

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是广泛存在于环境中的一类有毒有机污染物。在PAHs污染土壤修复领域中,运用一些生物化学的方式来强化生物联合修复技术可以有效缩短生物修复的时间,大大提高修复效率,最具发展前景和应用价值。本文主要以植物-微生物、植物-微生物-土壤动物两种生物联合修复方式为对象,结合各自的特点、机理和实例,推断了其修复机制的内在原因,总结了影响土壤中PAHs降解效率的主要因素(包括:PAHs的浓度水平、根系分泌物的种类、外源添加降解菌和土壤动物的数量和种类、菌属或土壤动物之间的种间竞争和部分环境因素等);同时通过综述近年来国内外强化生物联合修复PAHs污染土壤的技术原理、应用成果和存在的一些问题,指出了不同情况下制约PAHs强化降解进程的潜在限制因子(包括:表面活性剂和固定化微生物的添加量、不同表面活性剂的适度混合、载体材料的性质、固定化方式的选取、土壤养分和水分含量等);并强调在进行强化修复的过程中,要注重现场应用和安全性评价,为多环芳烃污染土壤的生物联合强化修复研究提供了理论依据和技术参考。     

竹炭固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

采用环境友好材料竹炭为主要载体,壳聚糖和海藻酸钠为辅助载体,固定从污泥中分离出的阿特拉津降解菌株,研究不同固定材料对降解菌生长的影响,以及固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解效果.结果表明,竹炭对阿特拉津降解菌具有较强的吸附固定能力,且竹炭粒径越小,固定化效果越好.利用壳聚糖和海藻酸钠交联并加固阿特拉津降解菌,增大了固定化空间,显著增加了降解菌的生物量,并提高了阿特拉津的降解效率.1％壳聚糖+5％海藻酸钠+竹炭+降解菌颗粒对阿特拉津降解菌的固定化效果最佳,施用该微生物固定化颗粒28天后,砂姜黑土及红壤中阿特拉津残留率分别为48.07％和47.23％.     

不同肥料对后茬土壤微生物及玉米生长的影响

通过盆栽试验研究了不同肥料对后茬土壤微生物学特性及玉米(Zea mays L)生长的影响.研究结果表明.生物复混肥处理的玉米生物产量分别比对照、有机肥和生物有机肥的增加51.91%,7.96%和5.21%;生物复混肥的玉米苞重比对照增加97.61%,比有机肥的增加16.24%.生物有机肥及生物复混肥处理,比对照显著增加土壤细菌、芽孢细菌数量及微生物总数量,微生物量碳、微生物量氮,土壤脲酶和酸性磷酸酶的活性,有降低真菌数量的趋势;比有机肥显著增加土壤微生物量氮和酸性磷酸酶的活性,玉米生物产量及苞重与土壤细菌、芽孢细菌、放线菌数量及微生物总数量,微生物量碳、微生物量氮,脲酶活性、酸性磷酸酶活性正相关,与真菌数量负相关,与玉米生长中期的土壤诱导呼吸强度呈负相关,而与玉米生长后期的土壤诱导呼吸强度、碱性磷酸酶活性呈正相关.     

粘土矿物固定化微生物对土壤中阿特拉津的降解研究

以粘土矿物为载体,采用吸附挂膜法对已筛选的阿特拉津降解菌株进行固定化,并应用固定化微生物降解土壤中的阿特拉津。结果表明,该菌株在粘土矿物上生长良好,根据菌种生理生化特性、环境扫描电镜图片以及16S rDNA基因的相似性分析初步鉴定该菌株为Ochrobactrum sp.。接种降解菌能明显加快阿特拉津在土壤中的降解速率,粘土矿物固定化微生物的降解效果要明显优于游离菌,粘土矿物粒径越小,固定化微生物的降解效果越好,纳米粘土矿物固定化微生物的降解效果要好于原粘土矿物。用一级动力学方程描述阿特拉津在土壤中的降解过程,不同土壤中阿特拉津的降解速率不同。阿特拉津在红壤、砂姜黑土、黄褐土中的降解半衰期（t1/2）分别为36.9、49.1、55.0 d,投加纳米蒙脱石固定化降解菌后的半衰期则分别为16.3、25.3、21.7 d。     

Enzyme activity in soil: Location and a possible role in microbial ecology

The activity of any particular enzyme in soil is a composite of activities associated with various biotic and abiotic components, e.g. proliferating cells, latent cells, cell debris, clay minerals, humic colloids and the soil aqueous phase. The location of the enzyme is at least partially determined by such factors as the size and solubility of its substrate, the species of microorganism, and the physical and chemical nature of the soil colloids. However, enzymes may change location with time, for example, many hydrolases are intracellular sensu stricto but are also found associated with cell debris and clay and organic colloids. There are difficulties in quantifying the various activities, but this may be possible by employing different types of assays, the prudent use of controls and the study of crude enzyme extracts from soil.Enzymes bound to clay and humic colloids (the immobilized or accumulated enzyme fraction) have a residual activity not found in enzymes free in the soil aqueous phase. However, the mere adsorption of enzymes to soil surfaces does not guarantee subsequent activity, and it appears that some mechanism of association with the humic polymer offers the best form of protection, yet permits the retention of enzyme activity.The catalytic activity of extracellular enzymes is discussed and a possible relationship between soil microorganisms, exogenous substrates and immobilized enzymes is suggested.     

Enzyme-electropolymer-based amperometric biosensors: an innovative platform for time-temperature integrators

A novel exogenous time-temperature integrator (TTI) based on an amperometric glucose oxidase biosensor is presented. The TTI consists of the enzyme entrapped within an electrochemically generated poly(o-phenylenediamine) (PoPD) thin film deposited on the interior wall of a platinum (Pt) or a platinized stainless steel (Pt-SS) capsule. After thermal treatment, the TTI is mounted in a continuous flow system and connected to a potentiostat for amperometric detection of residual enzyme activity. A measurement is completed within 10 min. Isothermal treatments were carried out between 70 and 79.7 degrees C. Thermal inactivation of the immobilized enzyme followed apparent first-order kinetics with z values of 6.2 +/- 0.6 and 6.6 +/- 0.8 degrees C for Pt and Pt-SS capsules, respectively. These z values suggest that the proposed TTIs have the potential to assess pasteurization processes that target microorganism such as Listeria monocytogenes and Escherichia coli O157:H7.     

微生物菌剂对盐碱土理化和生物性状影响的研究

采用盆栽试验方法,研究了微生物菌剂对盐碱土壤微生物、养分、盐分及玉米苗期生长的影响。结果表明,施用微生物菌剂后,盐碱土壤中钾细菌和枯草芽孢杆菌数量、土壤有机质含量、速效N、P、K含量状况均明显高于无添加菌剂对照处理,其中以菌剂施用量为0.4g·kg^-1土的效果最明显。施用微生物菌剂后,土壤pH、含盐量均有不同程度地降低,菌剂施用量0.4g·kg^-1土的处理在前中期表现出较好的土壤脱盐效果,而菌剂施用量0.8g·kg^-1土的处理在后期脱盐效果较好。添加微生物菌剂促进玉米苗期株高和叶片数增加,有利于玉米地上部分干物质的积累,以菌剂施用量0.4g·kg^-1土的效果最明显。差异显著性检验表明,菌剂处理玉米株高、干物质重与无添加菌剂对照相比差异均达显著水平,但不同菌剂量处理间差异不明显。综合判定菌剂施用量0.4g·kg^-1土对盐碱土理化和生物性状改良效果较好。     

微生物农业信息资源整合利用系统的设计与实现

系统地阐述了建立微生物农业信息资源整合利用系统的重要性和微生物农业信息资源整合利用系统的内容,应用软件工程和ASP动态网页技术研究开发了基于Web的微生物农业信息资源管理系统。系统由系统管理等五大模块构成,可实现微生物农业信息的实时发布、历史数据查询、浏览以及网络交互等功能,初步实现了微生物农业信息管理网络化。系统充分利用数据库技术和Web技术的优势,为微生物农业信息资源的整合利用奠定了基础。     

长期不同施肥处理对栗褐土可培养微生物数量的影响

在24年长期定位试验的基础上,以选择性培养基为基础研究长期定位施肥对土壤微生物种群及数量的影响,同时测定了土壤速效养分的含量,探讨了微生物与土壤速效养分的相关关系。结果表明,栗褐土微生物以细菌为主体,约占微生物总数的92.72%～95.91%;施用有机肥可以显著提高土壤微生物的数量,处理M1N细菌数量最多,显著高于对照;处理M1NP放线菌数量最多,处理M2NP真菌数量最多;施用有机肥可以显著提高土壤解磷细菌数量;细菌、真菌、放线菌和无机磷细菌与碱解氮、速效磷和速效钾相关性均达显著或极显著水平。     

氧化还原类酶活性在小麦秸秆静态高温堆肥过程中的变化

选取小麦秸秆为试验材料,采取发酵罐处理方法,在静态通气条件下研究了堆腐过程中堆体温度变化、氧化还原类酶活性变化、温度与酶活性变化的关系、不同酶活性之间的关系。结果表明：（1）添加微生物菌剂处理较不添加微生物菌剂处理（CK）升温快、温度高、高温持续时间长;添加微生物菌剂处理堆体温度第2d上升到50℃以上,第3d达最高温度67.1℃,50℃以上持续6d;CK堆肥第3d达到50℃,第4d达最高温度59.5℃,50℃以上持续5d。（2）过氧化氢酶活性初期较低,中期迅速升高,并维持在较高水平,堆肥第10d到堆肥结束,添加微生物菌剂处理的过氧化氢酶活性明显高于CK;添加菌剂处理多酚氧化酶活性在堆肥前期和后期高于CK,说明添加菌剂可加速木质素的降解及其产物的转化;添加菌剂处理的脱氢酶活性在堆肥中期显著高于CK;添加菌剂处理的过氧化物酶从堆肥第12d到堆肥结束活性均高于CK的过氧化物酶活性,表明添加微生物菌剂可促进物质的氧化。（3）脱氢酶活性和过氧化物酶活性在堆肥中期达到最高值,两者变化趋势相同;过氧化氢酶活性、脱氢酶活性、过氧化物酶活性在堆腐后期比较稳定,多酚氧化酶活性堆腐后期呈增长趋势。     

Delignified cellulosic material supported biocatalyst as freeze-dried product in alcoholic fermentation

Freeze-dried delignified cellulosic (DC) material supported biocatalyst is proposed as a suitable form of biocatalyst to be preserved. The alcoholic fermentation of glucose using freeze-dried immobilized cells is reported. Freeze-dried immobilized baker's yeast cells on DC material do not need any protective medium during freeze-drying. The effect of initial glucose concentration and temperature on the alcoholic fermentation kinetic parameters is reported in the present study. It was found that the freeze-dried immobilized cells ferment more quickly than free freeze-dried cells and have a lower fermentation rate as compared with wet immobilized cells. However, repeated batch fermentations showed freeze-dried immobilized cells to ferment at about the same fermentation rate as wet immobilized cells. The results indicate that the freeze-dried immobilized cells must be further studied to establish a process for the preservation of immobilized cells.     

樟子松林下土壤养分、微生物及酶活性的研究

为探讨樟子松林土壤生化特性及其与土壤肥力的关系,本文对我国最重要樟子松原产地—红花尔基地区的不同林龄樟子松林下土壤养分、微生物及酶活性进行了测定和分析,结果表明:不同林地的土壤养分、微生物和酶活性均表现出差异。土壤养分、微生物和土壤酶活性总体变化趋势是先随着树龄增加而增加,到60~70年树龄时达到最大,后随着树龄增大各项指标呈现下降的趋势。土壤微生物数量、酶活性与土壤养分含量之间呈显著相关关系,可作为评价土壤肥力的指标。