毒死蜱降解菌降解特性及其降解条件优化

为获得用于修复毒死蜱（Chlorpyrifos,CP）污染环境的高效降解菌,从大田土壤中分离、筛选出1株能降解毒死蜱的菌株,经形态特征和16S rDNA序列分析,该菌株为Bacillus属细菌,命名为H27。单因素降解条件实验初步获得毒死蜱降解的最适时间为48 h,最适温度为25℃,最适pH为7.0。降解酶定位实验结果表明,该降解菌产生的降解毒死蜱的代谢酶主要是胞内酶。为了提高降解率,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定毒死蜱初始浓度为25 mg·L^-1时,其最优降解条件为降解时间54 h、pH为7.2、温度为24℃,在此实验条件下毒死蜱的降解率为88.96%。     

4株苯磺隆降解菌的分离鉴定及其生长特性

从长期受农药苯磺隆污染的土壤中通过采用富集培养分离技术得到4株以苯磺隆为唯一碳源生长的细菌,分别将其命名为B1、B2、B3和B4。通过观察这4种菌株的形态学特征,研究其生理生化特性以及分析其16S rDNA序列,初步鉴定菌株B1为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),B2为戴尔福特菌(Delftia sp.),B3为微杆菌(Microbacterium sp.),B4为产碱杆菌(Alcaligenes sp.)。并通过研究温度、初始pH值、接种量、苯磺隆初始浓度、培养基体积、氮源、碳源、Mg²⁺浓度等因素对4种菌株生长情况的影响,确定了菌株的最佳生长条件。结果显示,B1菌株的最适温度为35℃,其他3株菌株均为30℃。菌株B3最适pH为8.0,其余3株菌株均为pH7.0。B1和B3菌株最适接种量为15%,B2和B4最适接种量为10%。菌株B3最适苯磺隆初始浓度为100mg·L^-1,其余菌株最适苯磺隆初始浓度均为200mg·L^-1。4株菌株最适培养基体积均为75mL,最适氮源均为硝酸铵,最适碳源均为葡萄糖。B2菌株最适Mg²⁺浓度为100mg·L^-1,其余3株菌株均为200mg·L^-1。B1和B4菌株最适NaCl浓度为20g·L^-1,B2菌株NaCl浓度为-30g·L^-1,B3菌株最适NaCl浓度为50g·L^-1。该结果为利用微生物对农药苯磺隆污染的土壤进行原位生物修复提供理论依据。     

三种农用抗生素降解真菌的筛选及其降解性能

为了从重金属污染的土壤中分离筛选出能降解土霉素、诺氟沙星、磺胺二甲嘧啶的真菌菌株,利用抗生素作为唯一碳源进行抗生素降解真菌富集驯化培养,分离纯化耐受真菌,将纯化后的菌株回接到以抗生素作为唯一碳源的液体培养基中,运用高效液相色谱法（HPLC）及紫外分光光度法对各菌株抗生素降解能力进行检测,并通过菌落形态学特征、ITS序列和系统发育树对菌株进行分子鉴定。筛选到4株抗生素降解真菌KS248、KS256、KS257、KS272,分别鉴定为轮状镰刀菌（Fusarium verticillioides）、腐皮镰刀菌（Fusarium solani）、聚多曲霉（Aspergillus sydowii）、微紫青霉（Penicillium janthinellum）。其中,菌株KS248、KS256、KS257具有土霉素、诺氟沙星、磺胺二甲嘧啶降解能力;菌株KS272具有土霉素、诺氟沙星降解能力。在抗生素初始浓度1500 μg·L^-1、30℃、150 r·min^-1条件下避光培养7 d后,菌株KS272降解土霉素、诺氟沙星能力最强,降解率分别达到40.29%、10.59%,菌株KS256降解磺胺二甲嘧啶能力最强,降解率达到18.53%。筛选出的菌株均具有2种及以上抗生素降解能力,对抗生素的降解率从高到低依次为土霉素、诺氟沙星、磺胺二甲嘧啶,且随着抗生素浓度增加,菌株对各抗生素降解能力有不同程度的削弱。     

具毒死蜱降解功能的水稻内生菌降解特性及应用

为挖掘毒死蜱降解内生菌资源、强化功能内生菌在农业生产中的应用,通过微生物梯度驯化技术,从农药池周边生长的水稻根组织中分离纯化获得一株能以毒死蜱为唯一碳源的降解内生菌CP40,研究了该菌株的毒死蜱降解特性及对作物中残留毒死蜱降解的影响。基于16S rRNA和细菌形态学特征,将菌株CP40鉴定为芽孢杆菌（Bacillus sp.CP40）。菌株CP40含有机磷降解酶基因opd,异源表达该基因后毒死蜱的降解率达58.4%。降解条件优化实验表明,毒死蜱初始浓度为10 mg·L^-1、温度为30℃、pH为7时,菌株CP40对毒死蜱的降解效果最佳。此外,发现菌株CP40具有促生能力,接种菌株CP40可显著促进水稻生长,并能将水稻体内毒死蜱含量降低30.9%。研究表明,功能内生菌在调控水稻体内毒死蜱的降解过程中可发挥重要作用。     

一株邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯降解菌的筛选鉴定与降解特性

为了进一步研究土壤中主要邻苯二甲酸酯(PAEs)污染物的微生物修复,选择邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)作为目标污染物,采用富集驯化法从设施菜地土壤中筛选出一株可同时降解邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的细菌AS001。通过形态、生理生化特征、16S rDNA序列分析,初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.),重点考察了该菌株在不同转速、pH、初始浓度、接菌量和温度条件下对邻苯二甲酸酯的降解特性。结果表明,菌株AS001的最佳降解条件为:转速175 r·min^-1,pH 7.0,初始浓度100 mg·L^-1,接菌量4%,温度35 ℃,且不同条件下菌株对DBP的降解效果高于对DEHP的降解效果。为该区域土壤中PAEs污染修复的环境条件提供一定的理论依据。     

石油污染土壤中正十六烷降解菌的效果研究

从山东东营石油污染土壤中驯化筛选出一株正十六烷降解菌 TZSX2,经生理生化和 16S rDNA 基因测序,通过构建细菌系统发育树确定其为红球菌属（Rhodococcus）。通过不同环境因子对 TZSX2 的生长情况和其对正十六烷的降解率的影响研究,确定菌株 TZSX2 的最适生长和降解温度为 28~36 ℃,对正十六烷的降解率超过 30%;TZSX2 能够耐受较高浓度的正十六烷,在正十六烷浓度为 2 mL·L^-1 时,降解率为 79%,正十六烷浓度为 20 mL· L^-1 时,降解率仍可达到 12%;在碱性条件（pH=9）下对初始浓度为 10mL·L^-1 的正十六烷的降解率高达 91%。综上,所筛选的 TZSX2 菌株可以耐碱性,适用于极端环境中石油污染的修复,对高浓度的正十六烷具有优异的降解效果。     

呕吐毒素降解菌A4的分离及降解特性研究

为了给呕吐毒素（DON）污染的谷物和饲料脱毒提供菌株资源,本研究从赤霉病污染区域的小麦田采集土壤样品,通过富集培养,分离筛选到一株DON降解菌,通过形态、16S rDNA、gyrB基因序列对降解菌进行菌种鉴定,液相色谱串联质谱和核磁共振鉴定降解产物,明确其降解途径和解毒机制,通过菌株生长特性、降解特性和基因组间差异分析比较DON降解菌A4、A8和A16之间的差异。结果表明：分离筛选获得DON降解菌A4,该菌能在10 h内降解9.7 μg·mLP＞-1P＞ DON,降解率高达97%。经鉴定,A4为德沃斯氏菌（Devosia sp.）。A4通过降解DON为3-keto-DON进行脱毒。A4的最适生长温度为35℃,最适NaCl浓度为2%,其耐热性和耐盐性优于菌株A8和A16。A4的最适降解温度为35℃、最适降解pH为8.0,其降解速率高于菌株A8和A16。通过平均核苷酸相似度（ANI）分析,A4与A8和A16之间的ANI分别为81.54%和77.87%,均低于95%,因此属于不同种的菌株。研究表明,筛选得到的新型DON脱毒菌株A4具有良好的抗逆性,为DON的污染控制提供了新的降解菌资源。     

单壁碳纳米管对紫花苜蓿根际土壤中PAHs降解及微生物群落的影响

为探究单壁碳纳米管（SWCNTs）对紫花苜蓿根际土壤中多环芳烃（PAHs）降解及微生物群落的影响,以高浓度PAHs污染土壤为供试土壤种植紫花苜蓿,并添加不同含量的SWCNTs,通过室内盆栽试验,分析了根际土壤中PAHs的降解效应及微生物群落响应。结果表明：添加0.5 g·kg^-1和5 g·kg^-1 SWCNTs使土壤中PAHs的去除率分别显著降低了3.43%和6.98%（P<0.05）,SWCNTs对PAHs降解的抑制作用主要来源于5环和6环高分子量PAHs。添加SWCNTs对紫花苜蓿生长并未产生毒害作用,当SWCNTs的添加量为5 g·kg^-1时,紫花苜蓿根长、地上部鲜质量和根鲜质量与对照（不添加SWCNTs）相比分别显著增加了21.44%、49.13%和100.00%（P<0.05）。qPCR和高通量测序结果表明,添加SWCNTs对土壤细菌生物量、丰富度和多样性无显著影响,但显著改变了土壤细菌群落组成。较高添加量的SWCNTs（5 g·kg^-1）显著降低了污染土壤中PAHs潜在降解菌属Phenylobacterium、Reyranella、Brevundimonas和Pseudorhodoferax的相对丰度。研究表明,添加SWCNTs抑制了根际土壤中PAHs的去除,尤其是5环和6环PAHs,同时改变了土壤中微生物群落,并且抑制了与PAHs降解相关的微生物。     

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 rRNA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 ℃、pH 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 rRNA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。     

氟磺胺草醚及其降解菌对大豆生长及生物固氮的影响

从生长于氟磺胺草醚污染土壤的大豆根瘤中筛选出的Sinorhizobium sp.W16菌株,能高效降解氟磺胺草醚并能缓解氟磺胺草醚的生物负效应。以大豆（苏C1008）为研究对象,采用盆栽试验,探究Sinorhizobium sp.W16对大豆生长、氮累积量、根瘤固氮酶活性及根际土壤氮循环相关微生物功能基因丰度等的影响。结果表明：氟磺胺草醚的施用量（以有效成分计）超过450 g·hm^-2时显著降低了大豆生物量,抑制了大豆根瘤固氮酶活性和土壤脲酶活性,降低了土壤固氮细菌（nifH）、氨氧化古菌（AOA）、氨氧化细菌（AOB）基因丰度,限制了植物-根际系统的生物固氮及有机氮素转化;接种Sinorhizobium sp.W16降解菌显著提高土壤中氟磺胺草醚的降解率至81.97%,且显著提高了大豆根瘤干质量、根瘤固氮酶活性和土壤nifH基因丰度,增强了大豆的固氮作用,同时刺激了脲酶活性,提升土壤AOA和AOB的基因丰度,增加了土壤有效氮素的供应,从而使大豆植株氮含量提高了15.85%~24.93%。研究表明,氟磺胺草醚的施用抑制了大豆-根际系统的生物固氮作用,但接种Sinorhizobium sp.W16降解菌不仅能有效降低土壤中氟磺胺草醚的残留量、缓解氟磺胺草醚对大豆的持续药害,还增强了植物-根际系统中生物固氮能力、土壤有效氮素供应及大豆的氮素累积,对修复氟磺胺草醚污染土壤、增强大豆固氮具有较好的应用价值和市场前景。     

不同人为干扰下纳帕海湖滨湿地植被及土壤退化特征

以滇西北高原纳帕海湖滨退化湿地为研究对象,对比分析了人为隔断水源补给、牛羊过度放牧和家猪拱地三种人为干扰下湿地植被和土壤退化特征。结果表明：三种干扰方式下,纳帕海湖滨湿地植物群落类型多样性、物种丰富度、物种数、Shannon-Wiener指数、沼生植物重要值以及土壤有机质、全氮、速效氮、含水率、毛管孔隙度变化规律为：人为隔断水源补给＞牛羊过度放牧＞家猪拱地,而土壤容重和全钾含量变化规律完全相反。Pearson相关性分析表明,不同人为干扰下相同土壤指标之间相关性质和相关强度不同;CCA分析表明植物群落种类组成和分布与土壤含水率和全磷含量显著相关。以原生湿地样点为对照,人为隔断水源补给、牛羊过度放牧和家猪拱地样带土壤退化指数分别为-7.40%、-14.53%、-45.01%。认为纳帕海湖滨湿地退化是三种干扰协同作用结果,但作用程度不同,其顺序为家猪拱地＞牛羊过度放牧＞人为隔断水源补给。     

一株DMP降解菌的分离鉴定及特性研究

为分离邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解菌,本研究以长期覆盖塑料废弃物垃圾场的土壤为试材,采用选择性培养基筛选降解DMP的菌株,并研究其降解和生长特性。结果表明,分离获得了一株能降解DMP的菌株QD15-1,根据其菌落的形态特征、生理生化试验及16S rDNA碱基序列同源性分析,鉴定QD15-1为Paracoccus sp.,革兰氏阴性。底物利用试验表明,菌株QD15-1具有降解多种邻苯二甲酸酯(PAEs)的能力;以DMP为唯一碳源,菌株QD15-1生长的最佳条件为pH 8,温度30℃;动力学试验表明,降解DMP过程符合一级动力学方程,随着DMP初始浓度的增加,半衰期缩短;该菌株中含有降解PAEs的基因——邻苯二甲酸双加氧酶基因(PApht Ab)和3,4-二羟基-3,4-二氢邻苯二甲酸脱氢酶基因(PApht B)。液相质谱试验表明,降解的中间产物有邻苯二甲酸单酯、邻苯二甲酸,推测其降解DMP的途径为:将DMP降解成邻苯二甲酸单酯,再分解成邻苯二甲酸(PA),通过PApht Ab和PApht B的作用进一步降解。综上所述,QD15-1是一株高效降解DMP的菌株,在修复DMP污染方面有一定的应用前景。     

以生活污水中油脂为复合碳源的特性菌株筛选与降解效率研究

为了构建一套高效率的污水处理体系,从污水样品中分离、筛选出一株对动植物油脂均具有较强降解能力的菌株JZZ2.在生理生化特性和16S rDNA序列系统发育分析的基础上,评价了该菌株对不同类型动植物油脂的降解能力,同时对其脂肪酶和生物表面活性剂活性进行了分析.研究发现,该菌株属于Pseudomonas aeruginosa,在含1％油脂的MS培养基中,30℃培养24 h的Pseudomonas aeruginosa JZZ2对橄榄油、色拉油、芝麻油和牛油的降解率分别为72.4％、90.2％、82.3％和84.5％,同样条件下培养48 h的Pseudomonas aeruginosa JZZ2脂肪酶活性为2 200 U· L-1,研究进一步发现油脂的添加能够促使其生物表面活性物质的产生.由此可见,Pseudomonas aeruginosa JZZ2对动植物油脂均具有较强的降解能力,能生成脂肪酶和生物表面活性物质是其具有油脂降解特性的主要原因之一.     

磷酸三(2-氯乙基)酯降解菌的降解条件优化研究

采用H-1菌株降解有机磷系阻燃剂磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP),通过单因素试验和正交试验对降解条件进行优化,得到TCEP的最佳生物降解条件:温度为30℃、p H为7.0、培养时间为7 d、TCEP初始浓度为20 mg/L,此条件下TCEP的降解率达到最大,为86.00%。其中,温度对TCEP降解的影响最大,其次是TCEP的初始浓度及p H,培养时间的影响最小。     

水中2,4-二氯苯酚的光催化降解研究

以高压汞灯、紫外灯、氙灯和太阳光为光源,进行了ZnO、ZnS、TiO2及纳米TiO2对2,4-二氯苯酚溶液的光催化降解研究。结果表明,ZnO、ZnS、TiO2及纳米TiO2对2,4-二氯苯酚均有较强的光催化效果;在相同催化剂浓度下,以ZnO的催化效果最好,其次是TiO2;4种光源中以高压汞灯下的光解最快,太阳光次之;纳米TiO2对2,4-二氯苯酚的光催化降解属于一级动力学反应;曝气能加快2,4-二氯苯酚的光催化降解。     

秸秆降解菌株的筛选、鉴定及生物学特性研究

为筛选优良秸秆降解菌株,解析不同菌株降解秸秆的生物学过程。本研究利用以秸秆为唯一碳源的筛选方法从土壤中获得3株具有秸秆降解能力的菌株yj1、yj2和yj3。根据8d的秸秆降解率确定菌株降解秸秆的最优温度和pH,并测定和比较参与秸秆降解的内切葡聚糖酶(EG)、β-葡萄糖苷酶(BG)、木聚糖酶、木质素过氧化物酶(LiP)、锰过氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac)的活性。结果表明:1)筛选得到的yj1、yj2和yj3菌株分别属于假单胞菌属、芽孢杆菌属和短杆菌属。2)3种菌株分别在最适温度37、30和37℃以及最适pH 8、8和7时培养8d后,秸秆降解率达到峰值,在偏碱性条件下菌株yj2的秸秆降解率为26.61%。3)菌株yj1和yj3无木聚糖酶的活性,但LiP、MnP和Lac酶活性较高。菌株yj2的6种酶均具有较高的活性,协同完成秸秆降解。因此,菌株yj2可以作为碱性土壤条件下秸秆降解的候选菌株。     

基于Monte-Carlo仿真的双应力步降加速退化试验优化设计统计分析研究

针对高可靠性长寿命产品的性能往往受到多个应力的影响,且在有限试验时间内难以获得大量性能退化信息的问题,采用Monte-Carlo对试验过程进行仿真,运用退化失效环境因子对Monte-Carlo仿真产生数据进行折算,利用最小二乘对双应力步降加速退化试验统计分析,建立基于Monte-Carlo仿真的双应力步降加速退化试验优化设计统计分析模型。通过仿真实例,验证该方法的有效性、可行性。     

降解地膜对南疆棉田土壤水热及棉花产量的影响

为探讨降解地膜对南疆棉田土壤水热及棉花产量的影响,选取3种氧化-生物双降解地膜[天壮1号(T-1)、天壮2号(T-2)、天壮3号(T-3)]及一种新型生物降解地膜(HS),以PE普通地膜为对照,通过测定棉田降解地膜的降解情况及土壤水热,计算其棉田耗水及土壤生长度日,筛选适宜南疆棉田生产的降解地膜。结果表明:在棉花进入吐絮期时,T-3和HS的降解率达88.6%和58.7%,而T-1和T-2仅为15.9%和13.4%。不同降解地膜对棉田的水热状况也存在一定影响,对于生育期总耗水量而言,T-3和PE的耗水量较大,为688.6 mm和690.7 mm,但T-3的耗水模数明显高于PE处理。在土壤生长度日上,4种降解地膜在棉花全生育期土壤生长度日均低于PE地膜,其中T-3和HS的土壤生长度日比PE地膜低了294.3℃·d和222.8℃·d。在棉花产量和水分利用效率上,T-1比PE高6.2%和7.2%,HS明显低于PE地膜,但T-3和PE地膜差异不大。综上,T-1和T-2增温保墒效果好,产量较高,但降解效果差。T-3降解速度较好,增温保墒的性能低于PE地膜,但能够满足作物对温度和水分的需求,使棉花产量和水分利用效率接近PE地膜。因此,在南疆棉田降解地膜T-3替代PE地膜应用于棉花生产具有一定的可行性。     

固定化厌氧微生物处理含五氯酚废水

在厌氧条件下，分别以海藻酸钙（CA）和聚乙烯醇（PVA）为固定化微生物包埋剂，采用正交试验法，确定了其适宜的包埋条件，对形成的两种固定化微生物小球进行了比较，其中CA球的机械强度及吸附性能不及PVA球，但传质性能强于PVA球，在低负荷下CA球的PCP去除率高于PVA球，在高负荷下，则反这，固定化微生物对废水中PCP处理效率均优于未包埋的活性污泥。     

Preliminary Studies on Chlorimuron Degradation in Soil by Effective Microogranisms

A wheat (Triticum aestivum L) bioassay method was used for preliminary determination of chlorimuron degradation in soil by EM (effective microorganisms). Under the conditions of this study, chlorimuron half-life was greater than 30-50 days in soil containing different initial concentrations of chlorimuron. After adding EM, chlorimuron degradation half-life ranged from 10-15 days, which was about 15-30 days shorter than without EM. Chlorimuron degradation was not significantly affected by EM populations applied at 50-200 mL·kg-1. Both monopotassium phosphate and urea enhanced the ability of EM to degrade chlorimuron, but brown sugar had no significant effect.