环洞庭湖四个淡水湖渔场底泥产几丁质酶细菌的筛选鉴定、分布和产酶量研究

为了解淡水湖渔场底泥中产几丁质酶菌株的产酶量和分布情况,对环洞庭湖的4个淡水湖渔场的表层底泥样品进行了无菌采集。利用稀释涂布平板法、点种法和摇瓶发酵法从底泥样品中筛选分离到26株产几丁质酶菌株,几丁质酶活在0.07~0.69 U/mL之间。对26株产几丁质酶菌株进行16S rRNA基因鉴定和系统发育分析。结果表明,26株菌株都分布于变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的芽胞杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)和微小杆菌属(Exiguobacterium)。且产几丁质酶细菌在4个淡水湖渔场表层底泥中的分布情况为安乐湖>东湖>北民湖>西湖。对产几丁质酶菌株的降解活力、种类组成及数量分布的研究可为淡水湖渔场底泥中产几丁质酶微生物资源的开发及应用提供参考。

几丁质降解菌Acinetobacter sp.WML1的生物安全性和发酵优化

Acinetobacter sp.WML1分离自淡水湖渔场沉积物,能降解几丁质,具有一定的应用价值。为了评价菌株WML1的生物安全性,为菌株的安全使用提供参考和保障,采用常规纸片扩散法检测耐药性,用血琼脂平板划线法检测溶血性,用溴甲酚紫显色法检测氨基酸脱羧酶活性,用试剂盒测定硝酸还原酶活性。在菌株生物安全性分析的基础上,通过单因素试验法和正交试验法进行菌株WML1产几丁质酶发酵条件的优化。结果表明,菌株WML1对多种抗生素敏感,无溶血性,无硝酸还原酶活性,有精氨酸脱羧酶活性及微弱的赖氨酸和鸟氨酸脱羧酶活性;其最优产酶条件为0.4%黄豆粉、0.20%半乳糖、0.03%KH2PO4、0.07%K2HPO4、0.002%FeSO_(4)、0.05%Mg SO_(4)·7H2O、0.001%ZnSO_(4)、0.60%胶体几丁质、pH 9.5、5.0%的接种量、25 m L的装液量(对应250 m L容量瓶)、37℃的培养温度,优化后的几丁质酶活为(2.72±0.09)U/m L。综上所述,不动杆菌WML1在使用安全性上危害较小,可防可控,经发酵条件优化后其所产几丁质酶的活性提高了约4.61倍,为产几丁质酶菌株的工业化应用提供了理论基础。

五株有机高分子化合物降解菌的生物安全性分析

以分离自环洞庭湖水系的3个淡水湖渔场表层底泥样品中的2株产几丁质酶菌株及3株产胶原蛋白酶菌株为研究对象,对其进行酶活分析及分子生物学鉴定,并通过药敏性、溶血性、氨基酸脱羧酶活性及硝酸还原酶活性实验对其安全性进行评价。结果表明,2株产几丁质酶菌株AL1、BM1分别被鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp.)和假单胞菌(Pseudomonas sp.);3株产胶原蛋白酶菌株ALJ1、BMJ1及DJ2分别被鉴定为Pseudomonas sp.、Pseudomonas sp.和微小杆菌(Exiguobacterium sp.)。安全性试验结果表明,菌株DJ2、BMJ1分别对6种和4种抗生素高度敏感,其余菌株仅对1种抗生素高度敏感;除菌株AL1外,其余4株菌均无溶血性;除菌株DJ2外,其余4株菌均有氨基酸脱羧酶活性;5株菌均无硝酸还原酶活性。综上,菌株BM1和DJ2是降解有机高分子化合物的较安全菌株,可将其应用于有机高分子化合物的降解。

洞庭湖周边养殖型湖泊夏季浮游植物功能群及营养状态评价

本研究于2020年7月底调查分析了常德市周边东湖(N29°23’31"~29°20’14",E112°40’22"~112°37’15")、北民湖(N29°43’52"~29°41’30",E111°54’10"~111°51’28")、毛里湖(N29°28’58"~29°23’4",E111°58’30"~111°52’40")和安乐湖(N28°49’48"~28°47’47",E112°12’39"~112°9’39")浮游植物的种类组成、生物量以及水体理化指标,以探究亚热带养殖水体浮游植物功能群特征及其营养状态。结果表明,毛里湖为中营养水平,安乐湖为轻度富营养化水平,东湖和北民湖均为富营养化状态;东湖浮游植物生物量最高,平均为23.69 mg/L,安乐湖最低,平均为6.71 mg/L;四个湖泊均以蓝藻为优势门类,其中北民湖和毛里湖蓝藻生物量占80%以上,安乐湖最低,约为39%。按Reynolds等的浮游植物功能群标准,可分为17个浮游植物功能群,其中,东湖优势浮游植物功能群有H_(1)、S_(1)、MP、P、C,北民湖H_(1)、L_(M)、C、MP,毛里湖H_(1)、S_(1)、S_(N)、L_(O),安乐湖H_(1)、S_(1)、T、A、L_(O)、M。冗余分析(RDA)结果表明,优势功能群与水体透明度(SD)、总氮(TN)、总磷(TP)、p H相关;浮游植物功能群能较好地指示养殖型湖泊生境特征。

土壤中的草甘膦对枳苗生长及根际土壤有机酸、酶活性及微生物的影响

为了研究土壤被草甘膦污染后对枳根际土壤环境的影响,以枳幼苗为试材,利用含有不同量(0~20 mg/kg)草甘膦的盆栽基质(土壤、泥炭和蛭石按体积比3∶1∶1混合制成)种植枳幼苗,培养4个月后对不同处理的枳幼苗生长情况以及根际土壤中的有机酸含量、土壤酶活性和微生物数量进行比较。结果表明,在5 mg/kg草甘膦条件下,枳苗生长、根际土壤酶活性以及细菌生物量没有受到明显影响。随着草甘膦含量递增,根际土壤中草酸与琥珀酸含量以及真菌生物量呈现先增后减的趋势。在高含量(20 mg/kg)草甘膦条件下,枳苗的株高、茎粗、叶干质量、茎干质量、主根长、总根长、总表面积、总根尖数、根干质量和根系活力均会显著降低,根际土壤中草酸、琥珀酸、丙二酸和柠檬酸含量显著减少,根际土壤中的过氧化氢酶、脲酶、转化酶和酸性磷酸酶活性显著下降,根际土壤细菌和真菌生长也明显受到抑制。

淡水湖渔场沉积物中产胶原蛋白酶菌株的筛选及发酵优化

【背景】胶原蛋白酶能够高效降解水不溶性的胶原蛋白,在各行业中都有着广泛的应用。淡水湖渔场中大部分动物残骸中的胶原蛋白都会沉降到沉积物中,因而其生态环境中应含有丰富的产胶原蛋白酶菌株。【目的】以环洞庭湖水系淡水湖渔场沉积物为样品,筛选产胶原蛋白酶菌株,并对其中一株产酶量和生物安全性均高的菌株进行鉴定及发酵产酶条件的初步研究,以期为胶原蛋白和胶原蛋白酶的工业生产及应用奠定基础。【方法】采用稀释涂布平板法和点种法筛选产胶原蛋白酶菌株,通过茚三酮显色法测定发酵液胶原蛋白酶酶活,并结合16S rRNA基因序列比对和系统发育分析确定产酶菌株的种类。采用滤纸片扩散法检测菌株抗生素敏感性和溶血性,用溴甲酚紫显色法检测菌株氨基酸脱羧酶活性,硝酸还原酶活性测定用试剂盒,通过单因素试验法和正交试验法进行菌株产胶原蛋白酶发酵条件的优化。【结果】从环洞庭湖水系中的4个淡水湖渔场的表层沉积物中共筛选分离得到113株产胶原蛋白酶菌株,并从中挑选一株来自东湖沉积物的产酶量和生物安全性均高的菌株,该菌株为Exiguobacterium属细菌,命名为Exiguobacterium sp.DJ1。菌株DJ1的最佳产酶条件为:30.0 g/L明胶,10.0 g/L蛋白胨,5.0 g/L鱼粉,0.5 g/L KH_(2)PO_(4),0.2 g/L MgSO_(4)·7H_(2)O,0.1 g/L NaCl,pH 8.5,3%的接种量,28℃的培养温度,100 mL/250 mL的装液量。优化后的胶原蛋白酶酶活达(185.45±23.87)U/mL,约为优化前的3.7倍。【结论】淡水湖渔场沉积物中含有丰富的产胶原蛋白酶菌株。菌株DJ1具有较高的产酶能力和生物安全性,经发酵条件优化使该菌株的酶活提高了约3.7倍,为胶原蛋白和胶原蛋白酶的工业化应用奠定了理论基础,具有广阔的应用前景。