沱江流域水体抗生素残留对微生物多样性的影响及生态风险评估

为调查评估沱江流域水体中抗生素残留水平和生态风险,并探究抗生素对微生物群落结构和多样性的影响。以沱江流域6个国级/省级水环境质量监测点为采样点,分析水体抗生素浓度,评估环境风险,并研究残留抗生素与微生物群落结构之间的相关性。结果显示,沱江流域水体中抗生素检出浓度在0.71~177.98 ng/L,这可能与城市生活废水与养殖企业废水的排放有关,中下游区域抗生素的检出浓度远高于上游区域。6个监测点位中有4个处于高风险等级。高通量测序结果显示,Shannon指数、Simpson指数和Chao1等微生物多样性指数在中游最高,下游最低;变形菌门、拟杆菌门和放线菌门是水体中优势细菌种群,在SHM监测点中种群丰度占比高达92.72%。水体中部分抗生素种类与水体微生物种群分布相关性显著,微生物群落结构受残留抗生素影响。

Paraglaciecola hydrolytica中新型β-琼胶酶Aga2的异源表达及酶学性质分析

琼胶寡糖具有抗氧化、抗肿瘤和调节肠道菌群等多种生物活性,而微生物来源的琼胶酶是酶法制备琼胶寡糖的重要工具酶。目前报道的琼胶酶数量较少,而具有优良酶学特性的琼胶酶数量更少,极大阻碍了酶法制备琼胶寡糖的工艺开发进程。因此有必要发掘更多微生物来源的新颖琼胶酶。从副居冰菌属Paraglaciecola hydrolytica细菌基因组中挖掘到一个新颖琼胶酶基因aga2,构建至表达载体pET28a(+),并在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达;通过镍金属亲和层析纯化蛋白并探究温度、pH、金属离子、NaCl浓度对Aga2活性的影响;采用^(13)C核磁共振、薄层色谱和基质辅助激光解吸飞行时间质谱分析酶解产物。Aga2与已知琼胶酶的最高相似度为53.7%。同时Aga2在IPTG(Isopropyl-beta-D-thiogalactopyranoside)浓度为90μmol/L,20℃下诱导9 h时,可溶性表达量最高。纯化的Aga2最适反应温度为50℃,且40℃孵育3 h后仍保持72.9%的相对酶活力,具有较好的温度稳定性。Aga2的最适pH为6.0,在不同pH(4-9)下放置5 h后,仍保持62.6%以上的相对酶活力,具有较好的pH稳定性。Aga2在NaCl浓度为2.5 mol/L时仍保持78%的相对酶活力,具有较强的盐耐受性。同时Aga2对Ni^(2+)、Ca^(2+)、Ba^(2+)、K^(+)、Mg^(2+)、Zn^(2+)、EDTA、DTT、Urea、SDS、TritionX-100有耐受性。薄层色谱结果表明,该酶属于内切型β琼胶酶,产物为新琼四糖和新琼六糖。Aga2具有温度和pH稳定性、盐耐受性和重金属离子耐受性,具有良好的工业应用前景。