尼古丁降解菌L1的分离鉴定与降解特性分析

通过对分离于烟草叶片的154株具有降解尼古丁细菌菌株筛选，获得能高效降解尼古丁的L1菌株。通过形态观察，16S rDNA序列分析和生理生化测定将其鉴定为Bacillus simplex。菌落生长密度测定和高压液相色谱分析表明， L1菌株最适生长尼古丁浓度为1g/L，随着菌落密度增加，尼古丁降解效率逐渐升高，36 h最高降解率达到75.0%。而低尼古丁含量不利于L1菌株的生长，过高尼古丁含量对L1菌株的生长和降解效率具有反馈抑制作用。菌株L1降解尼古丁过程中无色素产生，说明其尼古丁代谢途径有别于节杆菌。     

拟除虫菊酯类农药残留降解菌的筛选及其生理特性研究

从活性污泥的富集培养物中分离得到可降解几种拟除虫菊酯农药的菌株qw5,初步鉴定qw5为地衣芽孢杆菌 (Bacilliuslicheniformis)。菌株qw5在通气、pH7～ 8、温度 3 0℃左右的环境条件下生长较好。培养 5天 ,菌株qw5对氰戊菊酯、氯氰菊酯、溴氰菊酯的降解率分别为 5 3 .8%、41 .2 %和 61 .7%。经质谱分析 ,菌株qw5降解氰戊菊酯产生中间代谢产物 3 -苯氧基苯甲醛。qw5对小白鼠无致病力 ,对几种常用的抗生素敏感。盆钵和小区试验表明 ,菌株qw5对青菜中残留的拟除虫菊酯有明显去除效果。     

氯氟氰菊酯降解菌的分离和培养条件研究

从某农药厂排污口的污泥中采集样品,经驯化富集后筛选到1株能高效降解氯氟氰菊酯的细菌X2.在30℃,pH 7.0基础培养基中,该菌在7 d内对浓度为200 mg/L的氯氟氰菊酯的降解率为77.2%.依据生理生化特征及16S rDNA测定分析,将该菌株确定为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.).降解特性研究表明,在温度25～30℃,pH为7.0～8.0的条件下,该菌株能有效降解氯氟氰菊酯,因而可以将其应用于氯氟氰菊酯污染土壤的生物修复.     

基于构建微生物传感器的甲基对硫磷降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

有机磷农药是目前环境中残留量最多的农药之一,对其残留量的检测及降解机制的研究对于环境污染及生态修复具有重要意义。微生物传感器由生物学元件与换能器构成,因具有成本低廉、易于微型化及选择性高等特点而被广泛应用于各种生化物质的分析和检测。本文从长期受农药污染的土壤中分离出4株能以甲基对硫磷为碳源生长的菌株,根据形态特征和16S r RNA基因序列同源性分析,对4株降解菌进行鉴定,利用高效液相色谱测定降解率,选取降解率最高的1株菌进行降解机制研究,以期将其应用于测定环境中甲基对硫磷残留的电位型微生物传感器的构建。结果表明,在甲基对硫磷初始浓度50 mg·L-1、30℃、p H 7.0的培养条件下培养7 d,4株菌对甲基对硫磷的降解率均在78%以上,其中1株菌的降解效率可达100%。16S r RNA基因序列测定表明,该菌株属于克雷伯氏菌属,命名为Klebsiella sp.MP-6。利用液相色谱-质谱联用对其降解产物的研究表明,菌株MP-6水解甲基对硫磷主要产生二甲基硫代磷酸(dimethyl thiophosphoric acid,DMTP)和对硝基苯酚(p-nitrophenol,PNP),极少部分PNP通过产生4-硝基邻苯二酚(4-nitrocatechol,4-NC)和1,2,4-苯三酚(1,2,4-BT)进一步代谢。结果表明,基于测定中间产物对硝基苯酚(p-nitrophenol,PNP)的电位响应信号,该菌株适用于构建测定海水及土壤等环境中有机磷农药的微生物传感器。     

猪毛角蛋白降解菌的分离筛选及其降解特性研究

为了筛选能高效降解猪毛角蛋白的微生物,该研究利用猪毛角蛋白为唯一碳氮源的培养基从土壤中分离角蛋白降解菌,并对其菌种分类及降解角蛋白的特性进行了研究。通过驯化共筛选到6株能够降解猪毛角蛋白的菌株,经过7 d发酵培养,菌株X-3对猪毛角蛋白的降解率达77.3%,降解效果最佳。结合菌株形态特征、生理生化特征及16S rDNA发育进化树分析,初步鉴定该菌株为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。菌株X-3是一株广谱的角蛋白降解菌,对猪毛、羊毛、鸡毛、鹅毛、鸭毛的降解率均大于60%。该菌株在角蛋白底物作用下可产生角蛋白酶和二硫键还原酶,且酶活与猪毛角蛋白降解率变化存在显著的正相关性,表明菌株X-3产生的角蛋白酶和二硫键还原酶在角蛋白降解中起到非常关键的作用。在降解过程中,产生了大量的可溶性蛋白,二硫键中的硫也随之转化为硫酸盐、亚硫酸盐和巯基化合物,其中硫酸盐是主要的转化形式。该菌株的分离筛选丰富了猪毛角蛋白降解菌的微生物资源库,在氨基酸饲料生产中具有潜在的应用价值。     

一株芽孢杆菌属的苄嘧磺隆降解菌的分离鉴定和降解研究

The objectives of this study were to isolate a bensulfuron-methyl (BSM)-degrading strain of Bacillus spp. and to evaluate its effectiveness in remediation of a BSM-contaminated soil. A BSM-degrading bacterium, strain L1, was successfully isolated in this study. Strain L1 was identified as Bacillus megaterium based on its morphological, physiological, and biochemical properties, G+C content, phylogenetic similarity of 16S rDNA, and fatty acid compositions. Two experiments were used to examine BSM degradation by strain L1. When BSM was used as a sole carbon source in a mineral salt medium, the average degradation rate of BSM by strain L1 was 12.8%, which suggested that the strain was able to utilize BSM as a sole carbon and energy source. In addition, supplement of yeast extract (200 mg L-1) significantly (P ≤ 0.01) accelerated the degradation of BSM by strain L1. Almost complete degradation (97.7%) of BSM could be achieved in 84 h with addition of yeast extract. In addition, when a sterile soil was supplemented with BSM (50 mg L-l), BSM degradation rate was 94.3% in 42 d, indicating the potential of using microbes for the remediation of BSM-contaminated soils in fields.     

土壤中酚的微生物降解试验研究

为研究微生物对土壤中酚污染的净化能力,培养分离出了一株能有效降解酚的芽孢杆菌,并通过土柱试验研究了其降解特性和影响因素。结果表明,该芽孢杆菌在温度为16℃~30℃时,对浓度为50~500mg L-1范围内的酚污染(相当于10~l00μg g-1的土壤酚含量)降解率高达96.1%以上,且对pH值适应范围较大。     

柴油降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

以柴油为唯一碳源,在富集、驯化培养基础上,从胜利油田石油污染土壤中筛选出一株柴油降解微生物WS14,通过外观形貌、Biolog鉴定等生理生化分析以及16S rRNA基因序列分析,确定该微生物为不动杆菌属（Acinetobacter sp.）。通过对筛选到柴油降解菌的生长因子研究发现：适合WS14菌株生长的最佳pH值为6.0～8.5,适宜温度为35℃,最佳培养时间为72h,并且柴油含量为11.5%时菌株的生长量最大;实验结果显示,WS14菌株对高盐和高含量柴油具有一定的耐受性,能够在5%含盐量和30%柴油含量的环境生长。     

木糖氧化无色杆菌反硝化亚种细菌的分离鉴定及其菲降解特性研究

利用选择性富集培养及升华法,从石油污染的土壤中分离到2株菲降解细菌,它们在以菲为唯一碳源的培养基上生长良好。应用BIOLOG细菌鉴定系统和分子生物学方法对两株细菌进行鉴定,两株菌分别为坚强芽孢杆菌(Bacillus.firmus)和木糖氧化无色杆菌反硝化亚种(Achromobacter.xylosoxidanssub.sp.denitrificans),两株菌均具有邻苯二酚氧化酶活性。两株细菌在液体培养条件下都表现较强降解菲的能力,液体培养60.h约90%的加入菲被降解。通过测定液体培养基中菲浓度和菌体密度变化发现,菌株降解菲的量与其生长密度相关;随着菌体浓度(吸光度)的增加,代谢底物菲的浓度明显降低,两株菌混合使用能够大幅度提高降解菲的能力。     

普施特降解菌Bacillus sp.zx2和zx7生长及降解特性

芽孢杆菌zx2和zx7是普施特高效降解菌,研究其生长和降解特性旨在为普施特污染土壤的生物修复提供科学依据。采用瓶培养法,对芽孢杆菌zx2和zx7的生长特性及单菌和复合菌对普施特的降解特性进行了研究。结果表明,zx2和zx7均可在普施特初始浓度≤200mg·L-1的无机盐培养液中生长良好,zx2在温度25～35℃和pH4.0～7.0时生长良好,而zx7适宜在温度30～35℃和pH5.0～8.0时生长,可见在适应性上二者互补。在最佳条件（温度32℃、pH6.0和普施特初始浓度为200mg·L-1）下,zx2和zx7在无机盐培养液中对普施特降解动态均符合阻滞动力学,半衰期分别为3.8d和2.8d,培养6d时普施特降解率分别为85.81%和90.27%。在培养过程中,zx2的pH是降低的,而zx7的pH基本不变,可初步表明二者降解机理不同;zx2和zx7复合菌（1∶1）对普施特降解率比单菌低,为82.70%,这可能是因为zx2或zx7降解普施特的过程中利用了对方产生的降解产物。     

GF-4/PMS与GF-1/WFV两种传感器地表反射率及NDVI一致性分析

2015年12月中国成功发射高分系列中首颗地球静止轨道卫星高分四号(GF-4),实现与高分一号(GF-1)近极地轨道卫星的优势互补,构成了具有多种空间和时间分辨率的对地观测体系。该文研究并分析了GF-4/PMS与GF-1/WFV地表反射率与NDVI的一致性,结果表明:一致性研究的最优空间尺度为50 m;GF-4/PMS与GF-1/WFV地表反射率存在较好的线性关系,各波段相关系数R均在0.7以上,传感器之间反射率的系统性偏差可以通过线性回归模型校正,校正后各波段反射率的RMSE明显降低;NDVI能够消除不同波段地表反射率"同增同减"偏差的影响,在GF-4地表反射率校正前后均表现出与GF-1较好的一致性,校正前后相关系数R分别为0.74和0.77。因此,GF-4在农业和植被遥感中具有较好的高分系列数据延续性和应用潜力。     

协同多时相国产GF-1和GF-6卫星影像的艾草遥感识别

艾叶具有巨大的食用和医用价值,近些年艾草种植面积在中国南方地区显著增加。掌握艾草空间分布信息对于区域作物种植结构调整、艾草产业布局优化具有重要现实意义。该研究以中国艾草主要生产地--湖北省蕲春县为例,探讨国产高分1号（GF-1）和高分6号（GF-6）卫星影像识别艾草的潜力。本文首先基于高分影像构建了20个光谱特征,然后采用随机森林分类器进行分类,最后分析了红边指数对识别艾草的贡献度。为了评估协同GF-1和GF-6影像识别艾草的潜力,研究还比较了不同影像组合情景识别艾草的精度。结果表明,协同GF-1和GF-6影像提取的蕲春县艾草的用户精度是92.73%,制图精度是88.74%,均显著高于基于单一GF-1或GF-6影像识别艾草的精度。各乡镇艾草遥感制图面积和统计面积拟合的相关性系数R2达到0.7,表明研究结果能够准确反映艾草的种植面积和空间分布。基于随机森林的重要性得分排名前50的特征中,红边波段以及红边植被指数的数量占比达54%,其中6月23日GF-6影像的红边波段I贡献度得分最高,是识别艾草的最优光谱特征。GF-6的另一新增的紫波段相较于其他传统波段,也对于区分艾草和其他作物做出了重要贡献。5月上旬和9月上旬分别为艾草第一茬和第二茬叶片快速繁殖生长阶段,是艾草的最佳识别时期,6月下旬和9月下旬也是区分艾草和其他作物的关键时期。研究表明,GF-6 WFV影像的新增波段以及基于红边波段构建的植被指数能够有效提高作物识别的准确性,协同GF-1和GF-6影像通过提高影像时间信息,能较好捕获作物的关键物候特征,从而提高作物识别精度。该研究为充分发挥多源国产高分卫星协同利用优势提供了典型应用示范,呈现的作物识别方法不仅适用于艾草,也适用于其他区域和其他农作物。     

GF-1 PMS1与ZY-3 MUX传感器NDVI数据的对比分析

中国民用对地观测卫星在近10 a得到迅速发展,2012年和2013年相继发射的ZY-3和GF-1遥感卫星已成为中国现阶段主要应用的高分影像卫星,但二者对地观测能力是否相同并不清楚。因此,基于2对同日过空的GF-1 PMS1和ZY-3 MUX影像对,利用归一化植被指数NDVI对二者的植被观测能力进行对比。结果表明,GF-1 PMS1和ZY-3 MUX的植被观测能力虽然很接近,但也存在一定的差异。主要表现在ZY-3 MUX植被指数NDVI的信息量和信号总体强于GF-1PMS1,后者的低估幅度为可达-3%;但随着NDVI的增强,GF-1 PMS1的低估会逐渐减少,在NDVI的高值区甚至可超过ZY-3 MUX。由于二者之间存在差异,因此它们如要应用于同一项目,建议要进行数据转换,以确保结果的准确对比。分析表明,这2种传感器数据之间的差异是二者在光谱响应函数、空间分辨率以及定标精度等方面的差异引起的。     

基于国产高分一号卫星数据的区域土壤盐渍化信息提取与建模

土壤盐渍化是干旱半干旱地区土地退化的主要原因之一,给当地生态系统和社会经济的可持续发展带来了严重的威胁,而对盐渍化空间分布信息的提取是治理盐渍化的基础。因此,选取生态脆弱区渭—库绿洲为研究区,利用2014年7月19日GF-1多光谱影像数据,提取光谱指数及波段信息,结合实际采样点的土壤表层电导率数据(0~10 cm),采用偏最小二乘回归模型(partial least squares regression,PLSR)对土壤盐渍化进行模拟,并对研究区盐渍化分布进行模拟和评估。结果表明:实测土壤表层电导率与光谱指数相关性较好;利用PLSR对渭—库绿洲土壤表层盐渍信息建模,对土壤盐渍化信息提取效果较好,精度较高;充分利用了GF-1影像包含的信息,提高了高分辨率遥感影像盐渍化信息提取的精度;非盐渍化和轻度盐渍化面积分别占总面积的42.88%和17.16%,绿洲中部偏东及东南区域,盐渍化现象稍弱,可成为今后绿洲扩张的重点方向;而中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占总面积的29.51%、8.57%和1.88%,绿洲北部/西部及西南方向的重度盐渍化区域紧挨绿洲区域,已严重威胁了绿洲经济的健康发展,亟待治理。     

溴苯腈降解菌株Pseudomonas sp.BX-1的分离鉴定及降解特性研究

为解决溴苯腈残留问题,采用连续富集传代培养的方法,从长期生产溴苯腈的农药厂污染土壤中分离筛选到1株溴苯腈降解菌株BX-1。经过形态学特征、生理生化特征和16S rRNA基因序列系统发育分析,将菌株BX-1鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)。菌株BX-1能以溴苯腈为唯一碳源生长,能在40h内将50 mg·L-1的溴苯腈完全降解,其降解溴苯腈的最适温度为30℃,最适p H值为7.5。0.1m M Fe2+能轻微地促进菌株BX-1降解溴苯腈,而Hg2+能强烈抑制该降解过程。此外,菌株BX-1对溴苯腈的降解效果与起始接种量呈正相关。借助MS/MS鉴定出菌株BX-1降解溴苯腈的中间代谢产物为3,5-二溴-4-羟基苯甲酸和2,6-二溴苯酚。该研究结果为全面阐释溴苯腈的微生物降解机制和溴苯腈污染土壤的生物修复提供了新的种质资源。     

一株阿苯达唑降解菌株ZS-1的分离鉴定与降解特性研究

阿苯达唑(albendazole)类药物是一种广谱抗蠕虫药物,在水产养殖上有重要作用,但大量使用直接进入水体,并通过食物链富集影响人体健康.为了获得一株阿苯达唑高效降解菌,本研究从长期施用阿苯达唑药物的水体中分离到一株能以阿苯达唑为唯一碳源生长的菌株ZS-1,通过菌落表型、生理生化特征和菌株16S rRNA基因序列的相似性分析(测序后GenBank登录号:No.KC763472),将其鉴定为红球菌属(Rhodococcus sp.).ZS-1对阿苯达唑的降解特性表明,在以阿苯达唑为唯一碳源的无机盐培养基中,该菌株能有效地降解100 mg/L的阿苯达唑,3d内对50 mg/L阿苯达唑的降解率高达90.6％.菌株ZS-1降解阿苯达唑的最适pH值和温度分别为7.0和30℃,Cu2+对ZS-1降解阿苯达唑有一定的抑制作用.该研究为阿苯达唑污染水体的生物修复提供了理论依据.     

基于GF-1卫星遥感的冬小麦面积早期识别

GF-1号卫星是中国高分卫星系列首颗卫星,自2013年04月26日发射以来,提供了大量的2 m/8 m/16 m空间分辨率的卫星数据,成为中国农业遥感监测的主要数据源之一。该文以GF-1卫星携带的16 m空间分辨率的宽视场(wide field view,WFV)传感器为主要数据源,采用2013年10月2日、10月17日、11月7日和12月5日4个时相的数据,以多尺度分割后的对象为基本分类单元,采用分层决策树分类的方法对冬小麦面积进行提取,并利用地面样方数据对分类结果进行了精度验证。结果表明,北京市顺义区冬小麦面积7 095 hm2,分类总体精度达到96.7%,制图精度为90.0%,其他未分类类别精度为97.3%,Kappa系数为0.8。研究区内冬小麦的播种时间可以分为10月1-5日早播、10月6-10日中播、10月11-15日中晚播、10月16-20日晚播等4个时间段,不同播期对应着归一化植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)不同的变化规律,是分层的基础,结合波段反射率、波段反射率和、波段反射率比值等参数的变化规律,通过分层可以有效的剔除草坪、桃树等容易同冬小麦混淆的地物类型,GF-1/WFV提供的多时相遥感数据能够可靠的反映冬小麦发育变化的规律,是冬小麦面积准确提取的基础,在农作物面积遥感监测业务运行中具有较大的开发应用潜力。     

基于GF-1与Landsat-8多光谱遥感影像的玉米LAI反演比较

近年来,中国遥感事业已取得长足进步,高分一号(GF-1)卫星首次实现了中国自主研发的高分辨率对地观测。为探讨国产GF-1卫星影像在农业遥感长势监测中的适应性,以许昌地区为研究对象,选取同期Landsat-8卫星影像,结合地面采样数据LAI,从传感器光谱响应特征、经验回归模型监测精度以及LAI空间一致性等3方面进行2类遥感数据的对比评价。结果表明,GF-1影像近红外、红、蓝波段光谱响应与Landsat-8有差异,与绿波段光谱响应非常吻合,各波段光谱反射率与Landsat-8影像同类光谱间均存在显著线性关系。通过各波段组合多种归一化植被指数,采用经验回归模型反演LAI发现,GF-1影像反演的最优模型为NDVI的指数模型,R2为0.848,Landsat-8影像反演的最优模型为蓝红组合的归一化植被指数(blue-red NDVI,BRNDVI)的指数模型,R2为0.687,2类影像反演LAI与地面实测值均呈现较为一致的线性关系。由许昌地区玉米LAI值空间分布可见,GF-1影像反演的玉米LAI值与Landsat-8影像反演值过渡趋势一致,在许昌西部种植结构复杂地区,GF-1影像以其空间分辨率优势更能凸显LAI分布差异。通过该文研究表明,GF-1卫星的高时间分辨率以及高空间分辨率特征能够代替传统中分辨率数据成为农业遥感长势监测中的重要数据源,该数据在农业遥感其他领域的应用是今后研究的重点。     

一株高浓度烟碱降解菌的筛选、分离和初步鉴定

采用以烟碱为唯一碳源氮源的选择培养基,从烟草和植烟土壤中分离筛选出15株高浓度烟碱降解的菌株,其中菌株D9烟碱降解能力最强,其烟碱降解率为82％,耐受烟碱的最高浓度为8g／L。经常规形态特征、16SrDNA同源序列以及系统进化树分析,初步鉴定该菌株为类似氧化微杆菌,命名为Microbacteriumsp．GYC29。本研究为微生物降解烟碱的研究及应用提供了菌种资源。