嗜酸铁还原菌JF-5改性镧膨润土吸附砷及其矿物颗粒迁移研究

利用嗜酸铁还原菌(Acidiphilium cryputum JF-5),通过生物还原技术释放膨润土中的Fe^(2+)以强化镧改性,从而得到一种新型生物镧改性膨润土。通过等温吸附实验考察生物镧改性膨润土对As(Ⅴ)的吸附效果,并与国际上商用的锁磷剂(Phoslock)进行对比,通过柱实验探讨生物镧改性膨润土在石英砂柱中的迁移行为。结果表明:(1)JF-5能够强化膨润土还原释放Fe^(2+),从而加强La^(3+)负载,低固液比(1.6 g/L)下制备生物镧改性膨润土具有最高的La^(3+)负载量(370 mg/g)。(2)生物镧改性膨润土对As(Ⅴ)的吸附行为符合Freundlich模型,最大吸附量为7.58 mg/g,与Phoslock的最大吸附量(3.08 mg/g)相比大幅提高;对As(Ⅴ)的吸附动力学过程与Phoslock相似,均能在4 h内快速去除As(Ⅴ)。(3)生物镧改性膨润土在石英砂柱中的迁移行为可以用对流扩散模型描述,在0.38、0.77、1.54 mL/min的流速下,生物镧改性膨润土在石英砂柱中的滞留量分别为3.68、3.77、2.29 mg,可见中等流速条件下溶液在石英柱中能够更充分接触介质从而提高滞留量。

生物小分子刺激石油污染地下水中土著菌的降解特性

基于石油污染地下水微生物降解机制,针对我国东北某石油污染地下水低温、低氧、寡营养环境的特点,采集石油污染地下水,研究生物小分子物质刺激石油污染地下水中土著菌降解石油烃效率.结果表明:以石油烃为唯一碳源,在无机盐基础营养液中分别添加生物小分子氨基酸和有机磷源时,氨基酸类物质抑制土著菌降解石油烃,其中抑制能力为甘氨酸(-20.49%)>谷氨酸(-7.81%)>丙氨酸(-4.88%);有机磷酸脂类促进土著菌降解石油烃,其中促进能力为卵磷脂(7.91%)>甘油磷酸二钠(7.01%)>磷酸三乙脂(0.03%);进一步补充生物小分子碳源可提升土著菌降解效率,其中提升能力为蔗糖(8.03%)>葡萄糖(6.01%)>麦芽糖(2.91%);在石油烃初始质量浓度为10 mg/L的地下水中添加无机盐、卵磷脂和蔗糖,作用7 d时,受生物小分子物质刺激作用,降解率可提升至77.26%;联合16SrRNA扩增子测序,对刺激前后土著菌进行高通量测序,证明生物小分子促进土著菌群协同代谢降解石油烃时,石油烃优势菌属丰度和功能基因表达呈正效应关系.

锯末添加量对餐厨废弃物生物干化效率和细菌群落的影响

餐厨废弃物存在含水率高、内部孔隙率低等问题,可以通过添加辅料来改善,适宜的辅料添加量有助于促进生物干化过程有机质降解和腐殖质形成,以提高生物干化效率。锯末作为一种富含碳源且低成本的辅料之一,近年来被广泛应用于各种废弃物资源化利用的研究中,但餐厨废弃物与锯末的配比如何影响微生物群落演替进而提升生物干化效率的过程机制尚不清楚。该研究在55 L生物干化反应器中,探究餐厨废弃物与锯末湿质量比为5:1(T1)、7:1(T2)和10:1(T3)三种处理对生物干化过程中的关键理化指标(包括温度、含水率、挥发性固体含量、电导率、酸碱度、种子发芽指数、总有机碳、总氮、总磷、总钾和碳氮比等)和细菌群落结构的影响。结果表明:与T1、T3相比,T2处理高温期持续时间最久,分别延长了50.00%、100.00%,在生物干化结束时含水率最低、有机质降解率最高,水分去除率达37.14%,挥发性固体降解率为15.88%;T2的种子发芽指数比T1、T3处理分别提前3、6 d达到80%以上,且在生物干化结束时,总养分含量升高28.32%,其中总磷含量升高最为显著,升高了121.62%,约为其他处理的1.92和1.90倍,说明T2处理的物料配比更有助于堆体腐熟和提高养分含量;此外,T2处理的Bacillus、Ureibacillus和Thermobifida等堆肥有益菌属的相对丰度更高,且Chao1和Shannon指数更大;相关性分析表明Ureibacillus、Symbiobacterium、Tepidimicrobium和Bacillus与堆体温度显著正相关(P<0.05),Thermobifida、Pusillimonas、Vulgatibacter、Mycobacterium与种子发芽率指数显著正相关(P<0.05),与挥发性固体含量、含水率和总氮含量显著负相关(P<0.05)。餐厨废弃物和锯末的湿质量比为7:1时,水分去除和有机质降解效果最好、细菌群落丰富度尤其是堆肥有益菌属的相对丰度最高,有利于定向筛选和培养功能微生物,提高餐厨废弃物生物干化效率。

基于电化学阻抗谱的致病菌检测传感器的研究进展

几千年来,致病菌对人类健康构成了巨大威胁。实现致病菌的实时监测可有效阻止致病菌的传播,从而降低对人类健康的威胁。迄今为止,已有电化学、光学、压电和量热等多种技术用于细菌的检测。其中,基于电化学阻抗技术的传感器由于其成本低、读取时间短、重现性好、设备便携等优点,在实时细菌检测中展现出了巨大的应用潜力。本文主要综述了近三年来电化学阻抗技术在细菌传感中的典型应用。众所周知,电极材料在基于电化学阻抗的传感器的构建中发挥着极其重要的作用,因为细菌生物识别元件的固定化,以及所制备的传感器的灵敏度、经济性和便携性都主要取决于电极材料。因此,为了向新入行的研究人员提供基于不同电极材料制备电化学阻抗传感器清晰的制备过程,我们尝试根据不同的电极平台对基于电化学阻抗技术的传感器进行分类。此外,还讨论了目前的难点、未来的应用方向和前景。我们希望通过本文的综述,能够为刚进入该领域的研究人员开展基于电化学阻抗技术,制备快速、灵敏、准确地检测多种致病菌的传感器研究提供指导。

微生物燃料电池回收氨氮合成微生物蛋白研究

基于微生物燃料电池(MFC)对有机废水中的氨氮进行回收,回收效率可达41.3%,同时产生95.5J的电能;在MFC体系中,氨氮迁移规律符合Levenberg-Marquardt方程(R^(2)>0.95).进一步将回收的氨氮协同CO_(2)通过氢氧化细菌合成微生物蛋白,固碳效率为1.1LCO_(2)/(L·d),细胞干重产量为2.41g/L,蛋白质含量为49.4%,氨基酸的产量为1.19g/L.本实验产出的微生物蛋白的氨基酸含量高于斑鰶鱼,氨基酸种类多于市场植物蛋白饲料,具有较强的市场竞争力和实际应用潜力.本系统可协同转化CO_(2)和氨氮合成蛋白,提供绿色可持续的蛋白供应源,助力实现碳中和的目标,对有机废水资源化利用产生积极的推动作用.

芽孢杆菌生物合成纳米硒条件优化及活性评价

作为生防菌的枯草芽孢杆菌XP(Bacillus subtilis subspecies stercoris strain XP)不仅具有较强的耐硒与耐盐能力,而且还可将毒性较高的无机硒转化为安全性高、生物活性好的纳米硒(SeNP),然而目前其合成SeNP的效率并不高。为提升菌株XP生物合成SeNP的效率,该研究针对其合成工艺条件做了进一步优化。首先,通过单因素试验,初步筛选出适宜范围量值的初始亚硒酸盐Se (IV)浓度、摇床转速、XP接种量;其次,将这三个因子作为影响因素,以SeNP产量为响应指标,利用Box-Behnken响应面法(RSM)进行分析;最终,通过响应面法获得枯草芽孢杆菌XP产SeNP的最优发酵工艺条件。研究结果表明,枯草芽孢杆菌XP合成纳米硒的最佳发酵条件为:初始Se (IV) 3.4 mmol/L、摇床转速157 r/min、菌株XP接种量9.9%,此发酵条件下纳米硒的产量达到1.82mmol/L,相对优化前提升了60%以上。此外,通过种子发芽试验,进一步证明此工艺条件下合成的纳米硒具有较高的生物活性,可有效提升油麦菜种子活力,促进种子萌发。

广谱生防菌对番茄枯萎病的防病效果及其机理

筛选于健康大豆植株根部的4株拮抗菌,室内平板对峙试验表明,其对番茄枯萎病病原菌Fusarium oxysporum f.sp.radicis lycopersic及其他多种病原菌有广谱抑菌能力,最佳抑菌率可达51.00%~86.81%,无菌滤液及挥发性气体亦有广谱抑菌效果。盆栽试验表明,其对番茄枯萎病有良好防控效果,发病程度降低了42.33%~51.33%,而菌株SR10和SR22处理与苯菌灵的防病效果无差异。16S r RNA种属鉴定其为多粘芽孢杆菌（SR10、SR11）,油菜假单胞菌（SR21）和解淀粉芽孢杆菌（SR22）。代谢特性检测表明,4株菌均能产生蛋白酶、β-1,3葡萄糖酶、HCN、IAA、SA;不分泌几丁质酶;菌株SR10、SR11和SR22能够固氮;菌株SR21能水解产生磷酸盐;菌株SR21和SR22可以产生铁载体。抗生素合成基因检测显示3株芽孢杆菌属菌株（SR10、SR11、SR22）均具有杆菌溶素基因（bac A）和脂肽基因（srf AA）,菌株SR10和SR22具有伊枯草菌素A基因（itu D）,菌株SR22具有丰原素基因（fen D）和芽孢菌霉素基因（bmy B）;假单胞菌属菌株SR21具有藤黄绿菌素基因（plt D）、硝吡咯菌素基因（prn D）和2,4-二乙酰藤黄酚基因（phl D）。

生物炭配施有机菌肥对豫中烤烟生长与产量及品质的影响

在施用等量烟草专用肥(m(N)∶m(P_2O_5)∶m(K_2O)=10∶10∶20)750 kg·hm^(-2)的基础上,设置CK(不施有机物料)、T1(增施生物炭1 500 kg·hm^(-2))、T2(增施有机菌肥1 500 kg·hm^(-2))、T3(增施60%有机菌肥+40%生物炭)、T4(增施50%有机菌肥+50%生物炭)、T5(增施40%有机菌肥+60%生物炭)6个处理,研究了生物炭配施有机菌肥对烤烟生长与品质的影响。结果表明,T3处理改善了整个生育期烟株的农艺性状;T2处理在30 d时显著提高了硝酸还原酶活性(10.85 mg·g^(-1)·h^(-1)),60 d(9.40 mg·g^(-1)·min^(-1))和90 d(3.36 mg·g^(-1)·min^(-1))和转化酶活性;T3处理在30 d时显著提高了谷氨酰胺合成酶活性(22.38 mg·g^(-1)·min^(-1))。T1处理提高了上部叶的总糖(215.4 g·kg^(-1))以及还原糖含量(200.3 g·kg^(-1));T3处理提高了中下部叶总糖(172.6,155.5 g·kg^(-1))、还原糖含量(149.0,131.0 g·kg^(-1))和钾含量(10.0,12.4 g·kg^(-1))。与对照相比,T2和T3处理烤后烟致香物质总量最高,分别达到874.80和818.26μg·g^(-1),并提高了烟叶的产值和产量及中上等烟的比例。综上所述,施用有机菌肥(T2)及60%有机菌肥配施40%生物炭(T3)有利于提高烤烟生长、品质及经济效益。

微生物菌剂净化富营养化景观水体的研究与应用

应用土著微生物培养液和BBL1菌剂,采用投菌法对富营养化人工景观湖水进行净化试验,分别考察了曝气、载体和底泥对净化效果的影响。试验结果表明,含有生物促生剂的土著微生物培养液和BBL1菌剂均能降低水中的CODCr、氨氮、总磷和浊度,在有载体的状态下,其净化作用更为显著,底泥的存在强化了BBL1菌剂对氨氮的去除,其去除率大于90%,BBL1菌剂对曝气的敏感性大于土著微生物菌剂。实际试验的结果表明,BBL1菌剂能有效地对受污染的景观池水进行生物修复,处理后的池水清澈,水体中的溶解氧浓度显著提高,所用生物促生剂不含外来微生物,对人体和鱼类无毒性。

海洋微生物生物活性物质研究

海洋微生物以其分类的多样性和遗传背景的特殊性而具有产生新型生物活性物质的巨大潜力 .本文对海洋微生物产生的生物活性物质的研究进展进行了综述 .从报道的研究结果看 ,占海洋微生物主导地位的海洋细菌产生的活性物质种类最为丰富 ;海洋真菌和海洋放线菌虽非海洋微生物中的主要菌群 ,但其产生新型生物活性物质的潜能不可低估 .此外 ,目前研究主要局限于那些在常规条件下易于培养的微生物类群 ,今后的趋势之一是对于非可培养海洋微生物产生的生物活性物质的探索 .我国应充分利用国内海洋微生物资源优势加强这一领域的研究 .

冰核细菌生物学特性及其诱发植物霜冻机理与防霜应用

就国内外有关冰核细菌生物学特性及其诱发植物霜冻机理与防霜应用的研究进展作以概述。阐述了冰核细菌种类、分布、影响冰核活性的成冰因素 ,冰核活性等级划分、冰核细菌保存方法以及冰核细菌诱发植物霜冻机理 ;简介了冰核细菌分子生物学研究进展 ;药剂和生防菌能够防除植物上冰核细菌减轻或控制霜冻危害 ,并已取得成效 ,是防御植物霜冻的一条新途径。

棉花黄萎病拮抗菌的筛选及其生物防治效果

筛选到2株拮抗菌ZJ6和ZJ1并对其进行了鉴定,研究了其在盆钵试验中防治棉花黄萎病的效果,通过PCR的方法扩增了其含有的抗生素合成基因。结果如下：1）根据生理生化特性和16S rDNA序列分析,菌株ZJ6和ZJ1均鉴定为Bacillus subtilis。2）拮抗菌ZJ6和ZJ1与复合有机肥（氨基酸肥料∶猪粪堆肥=1∶1）混合施用（ANT-ZJ6,ANT-ZJ1）以及由ZJ6和ZJ1与复合有机肥二次发酵后制成的生物有机肥（BOF-ZJ6,BOF-ZJ1）对棉花黄萎病均有显著的防治作用,发病率降低39.8%~68.1%,病情指数降低56.3%~82.4%。其中ANT-ZJ6和BOF-ZJ6的防治效果达80%左右。与ANT相比,BOF的防治效果更好,特别是BOF-ZJ1比ANT-ZJ1的防治效果提高了20.8%。3）施用拮抗菌能显著改变根际土的微生物种群结构,施用BOF-ZJ6和BOF-ZJ1后,细菌数量分别增加了7.1和8.5倍,放线菌数量分别增加了11.7和32.6倍,而真菌数量分别下降了53.0%和68.2%,病原菌数量分别下降了98.6%和98.5%。4）ZJ6含有bamf、enBf、enD、ituA、ituB、ituC和ituD基因,它们分别是Bac illomyc in、Fengy-c in和Iturin生物合成的相关基因;ZJ1含有fenB、fenD、sboA和QK基因,它们分别是Fengyc in和Subtilisin生物合成的相关基因。总之,施用含有拮抗菌ZJ6和ZJ1的生物有机肥能有效防治棉花黄萎病。

生物炭配施菌肥对植烟土壤养分和可溶性有机碳氮光谱特征的影响

在生物炭与有机菌肥配施条件下,研究植烟土壤在生长期内土壤基础养分和可溶性碳(DOC)、氮(DON)含量的变化,为植烟土壤的合理施肥提供理论依据。采用田间试验的方法,在施相同化学肥料的基础上,设置CK(不施有机肥)、T1(生物炭)、T2(有机菌肥)、T3(生物炭菌肥)、T4(50%有机菌肥+50%生物炭)、T5(60%有机菌肥+40%生物炭)、T6(40%有机菌肥+60%生物炭) 7个处理。结果显示,各有机肥处理与对照相比对提高土壤养分含量作用明显,与其他处理相比,T2处理显著提高了移栽后60 d的土壤铵态氮含量; T5处理则显著提高了整个生育期的硝态氮含量;与其他处理相比T5处理显著提高了60 d速效磷含量,T2处理显著提高了60 d时土壤速效钾含量。T1和T3处理与其他处理相比显著提高了旺长期(移栽后60 d)土壤DOC含量,T3处理的DOC/SOC比值达到最高(8. 31 mg/g)。T2处理土壤DON含量在90 d达到最高(57. 09 mg/kg),T5处理的土壤DON含量则在60 d最高(97. 98 mg/kg);与其他处理相比,T3、T4、T5和T6处理降低了移裁后90 d植烟土壤成熟期的芳香化指数(AI),提高了E2/E3值。综上所述,在豫中烟区,有机菌肥及60%有机菌肥配施40%生物炭施肥措施,最有利于提高土壤氮素含量,生物炭和生物炭菌肥施肥措施有利于提高土壤可溶性碳含量。

细菌在植物病害生物防治中的应用

综述了生防细菌的种类及在棉花黄萎病、水稻稻瘟病、小麦全蚀病、烟草青枯病、油菜菌核病防治中的应用。

稻曲病菌拮抗菌的筛选及拮抗活性测定

从对稻曲病菌具有拮抗能力的18株芽孢杆菌中选出拮抗作用较强的2个菌株A1、H-51,分别对稻曲病菌进行抑菌率、致畸性、孢子萌发影响以及对水稻促生性试验。结果表明,拮抗菌2个菌株的发酵液对稻曲病菌最大抑制率分别为67.66％和62.87％,对病菌分生孢子的萌发抑制率分别为77.37％和59.74％,但对水稻促生作用不明显。

四种拮抗细菌对水稻纹枯病菌的抑制因子

用菌丝体生长抑制法检验了 4种拮抗细菌S 1 1、S 1 3、S 1 4和S 1 8的不同细胞组分对水稻纹枯病菌的抑菌作用。初步结果表明 :菌株S 1 8对水稻纹枯病菌起抑制作用的物质主要是脂多糖 (LPS) ;菌株S 1 1对水稻纹枯病菌起抑制作用的物质主要是胞外蛋白。而S 1 3和S 1

氯嘧磺隆高效降解细菌的分离与筛选

从北京市、河北省一些农田和农药厂排污口活性污泥中分离得到7株具有明显降解氯嘧磺隆作用的降解细菌,这些菌株能够以氯嘧磺隆为唯一氮源生长,对氯嘧磺隆的降解率为65.85%至94.78%不等。其中F-1和E-1两株菌为本试验的最高效率的降解菌,在40ml培养基、细菌起始浓度7.6×107cfu/ml、30℃恒温、180r/min条件下培养72h,F-1菌株对底物氯嘧磺隆50mg/L的降解效率为67.5%;E-1菌株对底物氯嘧磺隆10mg/L的降解率为94.78%。

一株甜瓜枯萎病病原拮抗菌的筛选与防治效果初报

从海南11个市县甜瓜地、蔬菜地中分离到570株菌株,通过室内平板对峙、继代培养、发芽率等实验,筛选出3株对甜瓜枯萎病防治效果较好和对甜瓜种子发芽率有促进作用的菌株D1、F1、H3,进行盆栽试验,结果显示,F1菌株防治效果最好,并且在先接种108CFU/mL的F1再接种107CFU/mL的病原菌,对甜瓜枯萎病的防治效果达到70.6%;经形态特征、生理生化和16SrDNA测序实验鉴定,确定F1菌属于Bacillus methylotrophicus。

某市给水管网管壁中微生物生长特性研究

通过传统的建立在培养法基础上的细菌分离鉴定方法,对某市给水管网中的管壁生物膜进行了微生物组分分离、纯化和鉴定。分离得到的细菌、真菌、酵母、放线菌微生物合计22种,其中细菌占绝大多数。所得的细菌里大多数为革兰氏阳性好氧杆菌,也有少量的革兰氏阴性菌和球菌,且绝大多数细菌为非致病菌。研究结果表明,尽管通常管网水中细菌较少,能达到国家的水质标准,但管壁生物膜上的微生物生长也应引起足够的重视。

江苏省3个番茄种植基地枯萎病菌种群数量监测及生防菌B1619的控病效果

为明确生防细菌B1619对番茄枯萎病的田间防治效果,分离鉴定了江苏省铜山、溱潼和沭阳3个番茄种植基地枯萎病菌的种类,检测了番茄全生育期土壤中枯萎病菌的种群数量变化。结果表明,分离获得的枯萎病菌分别属于镰刀菌属的3个种,它们出现的平均频率分别为:尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum为74.5%;茄病镰刀菌F.solani为21.3;轮枝镰刀菌F.verticillioides为4.2%。尖孢镰刀菌是引起番茄枯萎病的优势种群。3个番茄种植基地番茄全生育期枯萎病菌种群数量消长规律基本一致,番茄枯萎病菌数量在番茄定殖后迅速繁殖,盛果期达到最大值,采收后数量开始下降。在番茄定植时用生防菌B1619处理土壤后,枯萎病菌的数量明显比未处理过的对照低,在盛果期枯萎病菌的种群数量平均下降了43%,说明生防菌B1619对番茄枯萎病菌的生长繁殖具有较好的抑制作用。在3个番茄种植基地开展了生防菌B1619防控番茄枯萎病田间试验示范,结果显示,用生防菌B1619处理土壤后,铜山基地的番茄枯萎病发病率为1.5%(对照17.8%);溱潼基地没有发病;沭阳基地的发病率为0.1%(对照52.3%)。生防菌B1619具有开发成防治设施茄科蔬菜枯萎病生物杀菌剂的潜力。