一株木质素降解细菌的分离、鉴定与降解条件优化

高效降解和转化木质素的微生物资源对于秸秆类生物质资源化利用至关重要。通过梯度稀释和苯胺蓝脱色法从木质素降解复合菌系中筛选出木质素降解细菌,经16S rRNA和生理生化试验将菌株归类为Pseudomonas guguanensis。采用单因素、Plackett-Burman和响应面分析的方法确定菌株最佳培养条件。单因素试验表明:木质素添加量、装液量、pH为显著影响因子;响应面试验确定最佳培养条件:装液量为28mL·100 mL^(-1)、木质素添加量为0.6g·L^(-1) pH为7.4。在此条件下,木质素降解率为29.1%,比优化前提高了16.4%,研究丰富了降解木质素的微生物资源。

开菲尔中可降解苯并(a)芘菌种筛选及其降解条件的优化

食品在高温加工过程中可以产生苯并(a)芘并通过摄食进入体内,带来食品安全问题,但目前还没有适合食品领域的高效、绿色、健康的苯并(a)芘去除方法。为了缓解食源性苯并芘对人体产生的危害,该文论述了从新疆传统发酵制品开菲尔中筛选出的1株可降解苯并(a)的菌株,并对其降解条件进行了优化。以新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州牧民自产开菲尔中微生物作为研究对象,在苯并(a)芘胁迫条件下富集培养,结合不同发酵时间段的开菲尔乳对苯并(a)芘的降解能力,从中对降解菌株进行分离纯化及鉴定得到1株可降解苯并(a)芘的菌株M72-4、该菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),通过单因素试验及响应面优化试验,确定最优降解范围为:苯并(a)芘初始质量浓度为18.37 mg/L,培养温度为40℃、培养基的pH值为6.92,培养时间为70 h,根据优化后的降解条件测定降解液中苯并(a)芘的残留量,获得Bacillus velezensis M72-4在最优条件下降解率达到65.78%。该研究结果为苯并(a)芘的可食用微生物降解提供一定的数据支持。

秸秆木质素降解细菌的筛选及其降解条件优化

本试验旨在分离和筛选靶向降解木质素能力强的细菌菌株,并优化其培养条件,应用于秸秆生物质中木质素的降解。利用碱性木质素为唯一碳源的无机盐培养基进行菌株初筛,通过苯胺蓝法进行复筛,对筛选出的菌株进行细菌形态学观察和16S rDNA序列测定,然后以碱性木质素降解率为评价指标,采用单因素和响应面法进行培养条件优化及产酶能力的研究。结果显示:1)筛选出的3株木质素降解细菌BH5、BH8和BJ5经鉴定分别为吉洛氏不动杆菌(Acinetobacter guillouiae)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)。2)菌株BH5在初始pH 6.8、培养温度30.3℃、接种量6.3%时木质素降解能力最佳,木质素降解率达到16.72%,所产漆酶(Lac)、木质素过氧化物酶(Lip)和锰过氧化物酶(Mnp)活性分别为1.53、15.65和43.85 U/mL;菌株BH8在初始pH 6.3、培养温度28.4℃、接种量4.7%时木质素降解能力最佳,木质素降解率达到18.01%,所产Lac、Lip和Mnp活性分别为4.17、21.66和72.26 U/mL;菌株BJ5在初始pH 6.4、培养温度29.7℃、接种量4.1%时木质素降解能力最佳,木质素降解率达到21.65%,所产Lac、Lip和Mnp活性分别为5.94、34.44和90.81 U/mL。综上所述,本试验筛选出的3株木质素降解细菌具有较高的木质素降解能力,这不仅丰富了木质素降解微生物库,同时也为后续应用微生物菌剂发酵秸秆,促进秸秆饲料化的研究提供了理论依据。

耐冷四环素降解菌筛选及其在低温猪粪四环素降解中的初步应用

四环素是畜牧业常用抗生素,其广谱性和难以代谢性导致药物普遍残留在畜禽粪便中。于严寒地区生产四环素兽药厂采集排污口污泥,采用富集筛选方法分离到1株四环素降解细菌。根据菌株显微形态特性、生理生化特征及分子生物学鉴定,将该菌株鉴定为Serratia sp.ZS-8。在10℃条件下,将其置于以四环素(50 mg·L^(-1))为唯一碳源的无机盐培养基中,培养7 d后,四环素降解率可达63.9%(降解速率0.190 mg·L^(-1)·h^(-1))。通过PlackettBurman(PB)设计筛选影响四环素降解的主要因素,再通过Box-Behnken Design优化主要因素,得到最佳降解条件为:温度18.0℃、pH 7.0、底物浓度50 mg·L^(-1),接种量4.4%。最佳降解率达到65.2%,较未优化前提高2.03%。在环境温度为10℃条件下,将该菌株接种至猪粪中,30 d猪粪中四环素残留量由11.4 mg·kg^(-1)降低至3.84 mg·kg^(-1),降解率为64.5%,显著高于对照组(22.9%)。

氰戊菊酯降解菌的筛选与鉴定及其降解条件优化

采用富集培养法从喷施拟除虫菊酯类农药的菜园土壤中,分离得到一株能降解氰戊菊酯的细菌BFE-023。经生理生化和16S r DNA序列分析,将菌株BFE-023鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。应用Plackett-Burman实验设计确定了影响该菌株降解氰戊菊酯的主要影响因素,利用响应面分析法优化了其降解条件。在优化条件下,研究菌株BFE-023对氰戊菊酯的降解过程及其中间产物3-苯氧基苯甲酸(3-PBA)的生成规律。结果表明,培养时间和降解体系中氰戊菊酯浓度及氯化铁含量是影响其降解的主要因素,优化条件下60 h内对氰戊菊酯降解率可达到88.71%,与所建立的模型预测值(88.78%)相吻合。菌株BEF-023降解氰戊菊酯的过程中,降解中间产物3-PBA的生成量呈现先明显增加后逐渐减少的趋势,说明菌株BEF-023可能具备继续降解中间产物3-PBA的能力。

高效氯氰菊酯降解菌CH7的分离鉴定及降解条件的优化

从农药厂活性污泥中,分离到一株能以高效氯氰菊酯为唯一碳源生长的细菌CH7。经生理生化试验和16S rD-NA分析,将菌株CH7鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。采用Box-behnken设计试验、响应面法(response surfacemethodology)优化菌株CH7的降解条件。在最优条件下(29.4°C,pH7.0,接种量0.15g/L),菌株CH7在12d内对100mg/L高效氯氰菊酯的降解率为90%。

氯氰菊酯降解菌DCP016的分离鉴定及其降解条件优化

采用底物定向诱导和梯度驯化的方法从农药厂活性污泥中分离到一株氯氰菊酯降解菌DCP016。通过生理生化及16S rDNA分析,将菌株DCP016鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。建立响应曲面模型,得到氯氰菊酯降解的优化条件为:氯氰菊酯浓度30.58mg/L、培养温度31.80℃、培养基初始pH 6.29。在此优化条件下,蜡样芽孢杆菌DCP016对氯氰菊酯平均降解率为83.47%。

多菌灵降解菌的鉴定及降解条件初步优化

对已分离到的多菌灵降解菌进行16S r DNA序列分析后,采用均匀设计法,优化多菌灵降解菌降解条件。用4因素6水平混合均匀设计表,综合考察培养时间、接种量、p H、温度对多菌灵降解菌降解能力的影响。通过二次多项式逐步回归得出最终降解条件为:培养时间6 d、接种量10%、p H 4.0、温度为45℃时,最优目标函数Y(降解率)为68.65%。进一步进行盆栽试验,检测该菌在实际应用中的降解效率为59.54%。

重组有机磷降解酶OpdA发酵条件的优化

OpdA是具有有机磷降解功效的基因,通过构建重组质粒pET30-opdA,并将其转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,获得了工程菌BL21(DE3)/p ET30-opdA。同时探讨了其在摇瓶及20 L发酵罐中的发酵条件,并将其应用于中试,为有机磷水解酶工业化生产和应用提供了基础。研究发现,在生长诱导温度30℃、100μg/mL Amp、0.15 mmol/L IPTG、0.1 mmol/L CoCl2、3%乙醇、pH值7.0的条件下诱导4 h(补料方式与pH值联动),发酵样品于4℃冰箱中过夜后离心破菌,发酵液的酶活可以达到约230 IU/mL。

壬基酚降解菌的分离筛选及其降解条件的优化

为了有效地对壬基酚(NP)污染水环境进行生物修复,丰富高效降解NP的微生物资源,从垃圾填埋场的垃圾渗滤液中,分离得到两株NP高效降解菌SLY7和SLY8,根据菌落的形态特征和16S r DNA序列分析,初步鉴定SLY7为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),SLY8为非脱羧勒克菌(Leclercia adecarboxylata).通过摇瓶实验考察NP的初始浓度、p H、温度以及投菌量等因素对菌株降解NP能力的影响.结果表明:菌株SLY7的最佳降解条件为温度30℃,p H为8.0,接种量3%(V/V),振荡速率120 r/min,在此条件下,历时3 d,对初始浓度为10 mg/L的NP的降解率可达72.83%;菌株SLY8的最佳降解条件为温度35℃,p H为7.0,接种量5%(V/V),振荡速率120 r/min,在此条件下,历时3 d,对初始浓度为5 mg/L的NP的降解率可达64.43%.

柠条木质素降解菌的筛选及其降解条件优化

[目的]将柠条转化为可被牲畜高效利用的优良饲料。[方法]采用柠条作为单一碳源的筛选培养基、苯胺蓝筛选培养基从牲畜粪便以及柠条腐质中分离筛选出对柠条木质素具有降解作用的菌株D-11。[结果]经微生物形态学和16SrDNA鉴定,D-11为地衣芽孢杆菌,同时对D-11降解条件进行优化。菌株D-11的最佳降解条件如下:最佳氮源为蛋白胨;温度为28~32℃;pH为7;添加诱导剂Mn2+的浓度为0.6mmol/L。在最优条件下,菌株D-11对柠条木质素降解率为18.21%,半纤维素的降解率为16.11%,纤维素的降解率为13.19%。[结论]采用菌株D-11对柠条进行发酵降解,使其转化为可被牲畜利用的优良饲料。

页岩气井场优势复合菌的构建及降解条件优化

将页岩气井场多株放线菌和细菌排列组合成30种复合菌进行降解实验,筛选出有机烃类降解优势复合菌,同时采用单因素变化降解实验和数理统计相结合的方法优化降解条件。研究表明:有机烃类降解复合菌F3+R7降解效果最好,12天降解率高达84.1%,降解了正十三烷等20种有机烃类成分物质;初始pH值7、温度31℃、初始有机烃类废弃物浓度14 g/L、氮磷比9∶1为最佳降解条件。

化学合成制药废水难降解有机物去除工艺评价及优化

化学合成制药废水是制药工业废水的主要来源之一,废水中的难降解有机物给水生环境带来严重威胁。如不能有效去除,这些毒性有机物将富集于水体或生物体,并通过食物链的放大作用增加毒性浓度,从而对水生环境或生物体造成长期性的累积危害,影响环境质量。鉴于此,本文以浙江海力生制药企业为例,分析"三维电解+水解酸化+ABR+SBR+沉淀"工艺优化在化学合成制药生产中去除难降解有机物的应用效果,旨在为进一步的工艺改进提供技术支撑。

响应面法优化羽毛降解菌Ochrobactrum intermedium JY-25的降解培养基

【目的】作为构成羽毛主要成分的角蛋白,因其存在大量相互交联的二硫键、氢键和盐键等化学键,导致羽毛结构稳定难以被常规手段降解。相较于物理、化学方法降解废弃羽毛,利用微生物产生的角蛋白酶使废弃羽毛变成可再生资源,具有高效、环保的优点。课题组前期从家禽养殖场的土壤中分离、筛选到一株羽毛降解菌,经鉴定该菌株为中间苍白杆菌JY-25。研究旨在进一步提高中间苍白杆菌JY-25的羽毛降解率,为今后工业化降解废弃羽毛提供依据。【方法】依次采用单因素试验、Plackett-Burman试验设计和响应面法对中间苍白杆菌JY-25的羽毛降解培养基进行优化。【结果】通过单因素试验确定了在降解培养基中外加碳源(糊化淀粉)和氮源(玉米粉)时,都能提高羽毛的降解率。Plackett-Burman试验设计发现降解培养基的8种成分中,糊化淀粉、硫酸亚铁和羽毛量是影响中间苍白杆菌JY-25对羽毛降解率的显著因素。最后通过响应面法确定了最佳降解培养基的组分为:羽毛2 g/L、糊化淀粉15 g/L、玉米粉10 g/L、硫酸亚铁0.02 g/L、磷酸氢二钾1.5 g/L、氯化钠0.3 g/L、硫酸镁0.025 g/L、氯化钙0.025 g/L,在该优化的培养基配方下,菌株JY-25的羽毛降解率高达76.31%,相较于初始的降解率提高了24.4%。【结论】经过多种优化方式,显著地提高了中间苍白杆菌JY-25的羽毛降解率,为菌株用于工业化降解废弃羽毛提供了理论基础。

微生物降解昭通褐煤提高游离腐殖酸含量

筛选到1株对云南省昭通褐煤降解效果较好的菌株H3,经分子生物学鉴定,该菌株与青霉菌Penicillium griseopurpureum的相似度为96%。通过正交试验筛选H3菌株生物降解昭通褐煤产游离腐殖酸的主要影响因素,结果表明,煤样粒度会明显影响H3菌株对煤的生物降解,并且当粒度小于0.074 mm、反应温度为30℃、反应时间为7 d时,菌株H3对褐煤的降解效果最好,经降解后褐煤中游离腐殖酸含量为70.34%,提高35.87%,降解率达到56.25%。通过工业分析、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析了微生物降解前后褐煤性质的变化,结果表明经H3菌株降解后昭通褐煤的水分和固定碳含量略有上升,而挥发分和灰分含量略有下降,煤中一部分芳香环可能被真菌破坏,使其微晶结构发生变化。同时,经过微生物降解后的褐煤,部分碳碳双键和碳氮单键消失,说明原煤部分官能团被破坏。

蚯触圈源啶虫脒降解菌D35的分离鉴定及其降解条件优化

【背景】啶虫脒等新烟碱类杀虫剂的残留易对非靶标生物造成伤害,投加高效降解细菌进行生物强化,可促进其快速降解。【目的】从蚯触圈中分离筛选啶虫脒降解菌并优化其降解条件,提高降解效率。【方法】制备蚯触圈基质富集筛选降解菌;通过生理生化特征和16S rRNA基因序列分析对其进行鉴定;利用单因素筛选、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验及Box-Behnken design试验优化菌株降解条件。【结果】分离得到1株啶虫脒降解菌D35,可在72 h内降解55.46%初始浓度为50 mg/L的啶虫脒,将其鉴定为一株假单胞菌(Pseudomonas sp.)。优化得到菌株降解啶虫脒的最佳环境条件为:胰蛋白胨10.19 g/L、温度为30℃、接种量为5.24%,pH 7.0、初始农药浓度50 mg/L,在此条件下72 h内菌株降解率为80.21%,较未优化前提高了24.75%。【结论】本研究对分离筛选新烟碱类杀虫剂降解菌的方法进行了探索,获得的菌株D35可高效降解啶虫脒,为快速消除环境中啶虫脒污染提供了新的微生物资源。

高岭土固定GY2B优化其降解性能

以高岭土为负载材料分别用吸附和包埋2种方法固定GY2B优化其降解苯酚的性能。结果显示,采用吸附固定法,高岭土投加浓度为20 g/L时效果最佳,苯酚降解效率相比游离GY2B提升约10%,降解时间由12 h缩短至6 h。包埋法当固定化小球组分投加为高岭土1%(m/v)、聚乙烯醇10%(m/v)、海藻酸钠0.3%(m/v)、GY2B菌悬液10%(v/v)时降解效果最佳,相比游离菌降解效率提升约14%,降解时间缩短至6 h。2种固定方式与游离菌相比均可提升苯酚的降解效果,其中包埋法效果更优,具有更大的适用推广前景。

黄孢展齿革菌对萘胺的降解优化及其动力学研究

考察了黄孢展齿革菌(Phanerochaete sp.)在不同温度、接种量、外源物质、pH值、以及不同萘胺质量浓度等单因素条件下对萘胺降解效率的影响,设定了5因素4水平对菌株的降解条件进行优化,结果表明:当温度为35℃,接种量为20%,外加碳源(海藻糖)浓度为5 g/L,萘胺为100 mg/L,pH为8.5时,其降解率最高,达到78.14%;同时,采用优化方案,建立了萘胺初始浓度为50 mg/L和100 mg/L的动力学模型。

Isolation and Screening of Strains for Silkworm Puparium Chitin Degradation and the Optimization of Chitinase Production by Response Surface Methodology

[Objective] The aim of this study was to optimize the conditions of chitinase-produce strains.[Method] A kind of screened chitinase-produce strain G-254 was habituated cultured,and then the single factor experiment was carried out to explore the effects of different carbon source,nitrogen source and inorganic salt on the activity of produced chitinase;the response surface test was used to determine the optimal conditions for chitinase production.[Result] The optimal conditions for chitinase production were：8% of glucose,5% of beef extract and 0.07% of MgSO4,and the activity of chitinase reached the maximal value（6.86 U）under these conditions.[Conclusion] The study improved the activity of chitinase produced by strain G-254 and provided good foundation for industrial production.

木质素降解菌BYL-7的筛选及降解条件优化

【背景】微生物降解木质素因其具有降解效率高和环保等特点而备受关注。【目的】筛选高效木质素降解真菌,并对其降解条件进行优化。【方法】通过愈创木酚-马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextroseagar,PDA)和苯胺蓝平板法筛选高效木质素降解菌株,利用单因素筛选及响应面试验对培养条件进行优化。【结果】筛选到一株高效木质素降解菌BYL-7,经形态和多序列分析初步确定为Trametes versicolor。单因素试验证明初始pH、温度和接种量为降解木质素显著影响因子,响应面试验确定降解木质素最优条件为:初始pH 6.7,温度25°C,接种量8%。在此条件下,碱性木质素降解率为36.5%,比未优化前提高54.0%;水稻秸秆木质素、半纤维素和纤维素降解率分别为32.8%、21.5%、13.2%,其中木质素降解率比未优化前提高36.1%;漆酶活性在第6天达到峰值120.0 U/L,比未优化前提高25.0%;木质素过氧化物酶活性在第6天达到峰值1343.8U/L,比未优化前提高36.0%;锰过氧化物酶活性在第5天达到峰值463.8U/L,比未优化前提高31.7%。【结论】研究结果为木质素的降解提供了良好的菌种资源,同时也为后续木质素的研究积累了相关数据。