光合细菌Rhodopseudomonas faecalis JS提升细菌抑藻能力的机制研究

抑藻细菌在蓝藻水华的发展及消亡过程中起着重要的调节作用。增强抑藻细菌的抑藻能力将有助于加速蓝藻水华的消散,然而目前尚缺乏有效的原位调控手段。为了探究光合细菌Rhodopseudomonas faecalis JS对抑藻细菌抑藻作用的促进作用及其机理,本研究首先进行富营养化水体土著细菌的抑藻实验,研究光合细菌R.faecalis JS对原位菌群抑藻能力的促进作用;通过对原位菌群中纯菌的分离与鉴定,进一步研究R.faecalis JS对不同种属细菌抑藻能力的促进作用;通过乙醇提取、HPLC及液质联用技术,对R.faecalis JS促进细菌抑藻作用的活性物质进行分离鉴定,探究R.faecalis JS对抑藻细菌抑藻能力的促进机理。结果表明:①光合细菌R.faecalis JS的发酵液能够增强富营养化水体原位菌群的抑藻效果。②从原位混合菌群中分离得到38株纯菌,有6株细菌(AB-3、AB-6、AB-13、AB-26、AB-31、AB-38)的抑藻率在添加R.faecalis JS发酵液后出现显著性提升,其中P.putida AB-31菌抑藻能力的增幅最大,其抑藻率由13.59%升至81.70%。这些细菌的系统分类学鉴定结果显示,R.faecalis JS发酵液能够提升抑藻作用的抑藻细菌都属于Pseudomonadota假单胞菌门,表明R.faecalis JS提升细菌抑藻能力具有门水平上的特异性。③对R.faecalis JS发酵液中的活性物质进行分离,得到22种潜在的活性代谢物,验证发现代谢物中的N-己酰基-DL-高丝氨酸内脂和N-丁酰基-DL-高丝氨酸内脂能够显著提升AB-31菌的抑藻作用,说明光合细菌R.faecalis JS可能通过释放群体感应信号分子的方式提升抑藻细菌的抑藻作用。研究显示,光合细菌R.faecalis JS具有原位提升细菌抑藻作用的潜力,这将为蓝藻水华的治理提供新的方法和思路。

光合细菌Rhodopseudomonas产氢的影响因子实验研究

利用光合细菌Rhodopseudomonas 8株菌株研究初期活性、光照强度、C源种类、菌株差异对生物产氢的影响表明 ,不同菌株的C源利用性有较大差异 ,但对乳酸钠都有很好的利用性 .细菌的初期活性对产氢有一定程度的影响 ,稳定生长期的细菌比对数生长期的细菌产氢活性略高 .光照强度对产氢活性的影响明显 ,在光饱和度以下 ,光照强度大则产氢速率高 .不同菌种的产氢性能有效大差异 ,从上海地区有机污染环境中分离到的RhodopseudomonasB2 1 菌株在以乳酸钠 ( 50mmol·L- 1 )为C源、谷氨酸钠 ( 1 0mol·L- 1 )为N源 ,60 0 0Lx光照、30℃下 ,最大产氢速率达到 1 4.7ml·h- 1 ·g- 1 细胞干重 .

光合细菌Rhodopseudomonas palustris捕光天线LH2中类胡萝卜素分子间三重态能量传递的光谱学证据

紫色光合细菌Rhodopseudomonas (Rps.) palustris的外周捕光天线LH2含有多种类胡萝卜素分子(Car), 研究多种共存的Car的生理学功能具有重要意义. 文中采用纳秒时间分辨吸收光谱手段分别在生理学温度(室温)和低温(77 K)下研究了Car三重激发态(3Car* )的动力学行为. 在用纳秒光脉冲选择性地激发Car后记录到其宽带、非对称的三重态吸收( Tn ←T1 )光谱, 这一光谱特征是由含不同C = C共轭双键数目(N)的Car所致. 不同Car对Tn ←T1吸收谱的贡献在室温下严重交叠, 在低温下却可以清晰辨别. 在室温下Tn ←T1吸收峰的短波侧随探测光延时的增加而变窄, 历经约1 μs达到光谱平衡, 但在低温下同样的光谱动力学却并不显著. 上述光谱动力学变化被解释为不同Car间的激发态平衡过程. 对室温下的时间分辨光谱的全局分析(Global Analysis) 分离出峰值波长在545和565 nm的两个主要光谱组分, 分别被指认为N = 11和13的Car的Tn ←T1吸收光谱. 短波长组分的寿命为0.72 μs (空气饱和样品)和1.36 μs (生物除氧样品), 而对应的长波长组分的寿命为2.12和3.75 μs. 这种N小的Car寿命短的反常行为表明不同共轭链长度的Car间可能存在着三重激发态能量传递, 由此推测Rps. Palustris的LH2中单个α,β-亚基内存在两种不同共轭长度的Car.

全面供光策略调控废水培养光合细菌产单细胞蛋白

为拓展蛋白质来源,缓解中国饲料蛋白资源短缺现状,该研究通过供光策略调控强化了沼泽红假单胞菌(R.palustris)从废水中回收菌体资源及单细胞蛋白(single cell protein, SCP)的效果,并解析了不同供光策略下物质合成与污染物降解之间的相关性。结果表明:在白炽灯、120μmol/(m^(2)·s)的光强及18 h光/6 h暗(L/D)的光周期条件下菌体的生物量及日产量可达(1 140.56±19.72) mg/L及(0.32±0.02) g/(L·d),相较于24 L/0 D、 3 L/21 D及9 L/15 D组分别提高了17.06%~93.21%、54.43%~299.93%(P<0.05);在白炽灯、120 μmol/(m^(2)·s)的光强及3 h光/21 h暗的光周期条件下,菌体的蛋白质质量分数最高,为67.47%,相较于其他所有试验组提高了21.96%~44.54%(P<0.05)。化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)和氨氮(ammonia nitrogen, NH_(4)^(+)-N)去除率在白炽灯、120 μmol/(m^(2)·s)的光强及18 h光/6 h暗的光周期条件下可达72.03%~78.40%。相关性分析表明,光强、光质分别与蛋白质含量及浓度呈显著负相关;而光周期与蛋白质浓度呈显著正相关,因此,光周期是R. palustris从废水体系中提升SCP产量的有效调控方法。该研究为提高废水体系中光合细菌合成SCP提供了新的方法与思路。

光合细菌对活性污泥微生物群落结构及功能的影响

构建光序批式反应器(PSBR)处理模拟生活污水,考察光合细菌投加量、pH值、光照强度和溶解氧(DO)对反应器污染物去除性能影响,通过16S r RNA测序技术揭示光合细菌对活性污泥微生物群落结构、功能和氮代谢通路的影响.结果表明:10%光合细菌投加通过促进微生物种间协调功能使PSBR系统CODCr、NH_(4)^(+)-N和TN去除率提高,pH值、光照强度和DO分别为7、5000lux和3mg/L时,PSBR脱氮性能最好.光合细菌提高了活性污泥微生物多样性和丰富度,Proteobacteria菌门和norank_f__Saprospiraceae菌属相对丰度增多.光合细菌促进部分参与硝化过程和反硝化过程的功能基因(amo、hao和nap)和酶(AMO、HAO和NAP)丰度增加,活性污泥的整体氮代谢潜力得到提升.

细菌性疫病对菜豆光合特性和生理指标的影响

为研究菜豆侵染细菌性疫病后的一系列生理变化,以不同菜豆细菌性疫病抗性品种‘双丰3号’(SF,抗病品种)和‘猫眼’(MY,感病品种)为试验材料,测定接种后不同时段菜豆细菌性疫病对光合作用参数、光合色素含量、POD、SOD活性及超氧阴离子含量积累的影响。结果显示:(1)不同抗性品种间,除胞间CO_(2)浓度增加外,2个品种的净光合速率、气孔导度、气孔限制值和水分利用效率均呈现下降状态,且增幅和降幅表现为MY>SF。(2)菜豆细菌性疫病侵染导致2个品种的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素含量均有所下降,且总体含量表现为SF>MY。说明SF的光合作用和光合色素含量受菜豆细菌性疫病胁迫的影响小于MY。(3)MY的POD活性总体高出SF 3倍,SOD活性表现为SF>MY,且在超氧阴离子含量积累方面,SF的释放量比MY早2 d变少,其防御机制出现时间早于MY。说明维持较高的光合性能是对菜豆细菌性疫病具有较强抗性的生理基础,且POD和SOD活性都可以作为菜豆细菌性疫病的抗性鉴定生理指标。

光合细菌沼泽红假单胞菌Atp2蛋白对水稻生长及抗逆的影响

【目的】探究光合细菌沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻生长、防御酶活性及防御相关基因转录水平的影响,为生防菌在水稻上的推广应用提供理论依据。【方法】以水稻品种CO-39为试验材料,用0(蒸馏水,CK)、20和50μg/mL Atp2蛋白3种处理液对水稻种子和叶片进行处理,对生长14d的水稻体内叶绿素a/b和过氧化氢(H_(2)O_(2))含量,以及过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱氨肽还原酶(GR)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)等水稻防御酶活性进行检测;运用实时荧光定量PCR检测水稻体内防御相关基因(OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2、OsPR1a、OsCHT1和OsPAL1)的转录水平。【结果】与CK相比,Atp2蛋白处理水稻叶片后,其体内叶绿素a/b显著(P<0.05,下同)或极显著(P<0.01,下同)升高,而处理种子后叶绿素a/b无显著变化(P>0.05);Atp2蛋白处理后水稻体内H_(2)O_(2)含量均升高,其中处理叶片后H_(2)O_(2)含量极显著升高;Atp2蛋白处理后水稻体内POD和CAT活性显著或极显著下降;Atp2蛋白处理后水稻体内SOD、GR和PAL活性均极显著升高;Atp2蛋白处理种子后水稻体内PPO活性显著或极显著升高,而处理叶片后PPO活性显著或极显著下降。Atp2蛋白处理后水稻防御相关基因OsWRKY70、OsLOX1、OsAOS2(50μg/mL Atp2蛋白处理水稻叶片外)、OsPR1a和OsCHT1表达均上调,其中OsWRKY70、OsLOX1和OsCHT1基因表达显著或极显著上调;Atp2蛋白处理种子后OsPAL1基因表达极显著上调,而处理叶片后OsPAL1基因表达极显著下调。【结论】沼泽红假单胞菌PSB06 Atp2蛋白对水稻有较好的促生抗逆效果,具有推广应用潜力。

饲料中添加高硒光合细菌对中华绒螯蟹抗氧化能力和食味品质的影响

试验旨在探究高硒光合细菌在中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)池塘养殖中的应用效果。试验选用设施条件一致的养殖池6个,随机分为3组,试验蟹规格为(165±20) g/只。对照组投喂普通商品饲料,试验1组投喂1轮拌有高硒光合细菌培养物的试验饲料,试验2组投喂两轮含硒试验饲料,每轮连续4 d,有机硒日投喂量为130μg/kg蟹。结果显示,与对照组相比,两个试验组中华绒螯蟹肥满度、背甲红绿值(a*值)显著提高(P<0.05),血清、肝胰腺总抗氧化能力(T-AOC)显著提高(P<0.05),肝胰腺丙二醛(MDA)含量显著下降(P<0.05),肌肉和肝胰腺土腥味均显著减弱(P<0.05),肌肉鲜味显著增强(P<0.05)。与对照组相比,试验2组中华绒螯蟹肝胰腺和肌肉硒含量显著升高(P<0.05),肝胰腺a*值、黄蓝值(b*值)均显著升高(P<0.05);血清、肝胰腺超氧化物歧化酶(SOD)活性、谷胱甘肽(GSH)含量显著提高(P<0.05),血清MDA含量显著下降(P<0.05)。研究表明,投喂2轮试验饲料可显著提高中华绒螯蟹生长性能、肝胰腺与肌肉硒含量,提高机体抗氧化能力,改善色泽和可食部分风味。

光合细菌代谢与其在医药领域的应用

光合细菌代谢途径多样,能够产生多种生理活性物质,具有固碳、固氮、产氢等功能,目前已广泛应用于能源、环境、食品和养殖等领域。近些年,有关光合细菌代谢产物免疫调节功能的研究逐渐增多,其在医药领域应用已成为业内热点。本文概述了光合细菌的主要代谢能力,总结了光合细菌代谢产生具有营养药用价值的多元产物类型,并对光合细菌在制药领域进行的基础理论研究和实际应用进展进行了综述,以期为光合细菌在医药领域的进一步应用提供参考。

RhP光合细菌制剂对河流湖泊水质的提升和微生物群落的影响

光合细菌在水环境治理中得到了广泛应用,但在河流湖泊较大水体中光合细菌对水质和微生物群落的影响还缺乏充分研究。我们分析了一种用于水污染治理的光合细菌产品(RhP制剂)的微生物组分,检测了该制剂对实验水体化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)的影响。同时回顾分析了该制剂在岳阳市南湖(约3500万m^(3)水体)三年水污染治理过程中对水质的影响。另外,还测试了该制剂对自贡市石梯河1.9km河段(约50万m^(3)水体)水质的提升作用,用高通量测序分析了河水中微生物群落的变化。通过形态学、吸收光谱及高通量测序发现该制剂的主要有效成分为沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris),其削减实验水体COD、TN和TP的能力较强。该制剂对南湖水质有较好提升,TN去除率最高53.39%,TP去除率最高62.27%。对水质较好的石梯河河水主要污染指标COD有一定改善,对微生物群落的丰富度和多样性影响不大。该制剂治理效率和生态安全性好,适合河流湖泊的水生态治理。

光合细菌废水处理技术的研究进展

废水中存在大量有机物,是造成环境水体恶化的主要原因。传统的废水处理技术处理效率好,但存在二次污染、处理成本高、废水中有机物无法资源化利用等问题,因此寻找一种绿色环保和可持续的替代方案显得尤为重要。光合细菌(PSB)废水处理技术作为一种潜在的有机物资源化处理方法,在废水处理领域得到广泛关注。回顾了近年来光合细菌废水处理技术在废水处理中的研究进展,重点探讨了光合细菌降解污染物的途径以及影响因素,并介绍了光合细菌废水处理工艺的主要形式、规模化应用以及资源化应用现状,最后对光合细菌废水处理和资源化未来发展趋势进行了展望。

基于光合细菌红假单胞菌的废水处理与协同固碳作用研究

为探讨光合细菌在废水处理和协同固碳作用中应用的可行性,利用红假单胞菌处理废水,研究其在处理时间120 h内对废水的化学需氧量(COD)的去除能力,并在处理过程中通过通入CO_(2)研究红假单胞菌对废水处理与协同固碳的能力。结果显示:红假单胞菌在有氧有光条件下,光合微生物处理效果最佳,400 mL模拟废水中添加的红假单胞菌浓度为0.5 g/L,处理120 h,废水COD值由2753.50 mg/L降低至185.57 mg/L。红假单胞菌不仅能有效处理废水,显著降低废水COD值,同时能实现对CO_(2)的固定。

紫色光合细菌LH1-RC复合物的结构生物学研究进展

紫色光合细菌作为研究光合作用分子机制的一种古老的模式生物,通过无氧光合作用将太阳能转化为化学能,其光合作用原初反应主要发生在由捕光天线复合物1(LH1)及反应中心复合物(RC)组成的核心复合物(LH1-RC)中。近年来,随着晶体学和冷冻电镜技术的迅速发展,多个不同菌种来源的LH1-RC复合物的三维结构被解析出来,极大地拓展了人们对该复合物的认识。文章系统总结了近年来紫细菌光合膜蛋白复合物的结构生物学研究进展,为深入了解光合作用分子机制、提高光合效率、促进人工光合作用系统的开发及应用提供了理论基础。

光合细菌污水资源化进展

光合细菌废水处理是一种可以同时实现废水净化和资源回收的新兴技术,它能够有效降低各种污水中的有机物以及氮、磷的浓度,且PSB细胞中含有的色素、蛋白质、辅酶等具有较高的经济效益。因此,可以收集PSB细胞对其进行资源化再生,在回收大量营养物质的同时,解决剩余污泥问题。梳理了光合细菌的研究发展进程;详细介绍了光合细菌在各类污水处理等方面的应用,并提出光合细菌在污水处理方面的新的思路。

光合细菌处理苝系染料废水制备絮凝性菌体蛋白的研究

首先对光合细菌进行驯化,同时绘制光合细菌生长密度曲线,得到絮凝性菌体蛋白收获的最佳时间为10 d。取1 L苝系染料生产废水,在室温条件下,得到了最佳处理条件,即pH调节为7.5,加入碳酸钙0.8 g,最适基础营养液投加量为6 mL,处理时间为10 d,絮凝性菌体蛋白产量达到112.4 g/L(废水)。通过对菌体蛋白进行分析鉴定,得到该物质为糖蛋白。最后经过一个月的喂养对比实验,证明该絮凝性菌体蛋白可作为鱼的饲料。

光合细菌发酵液肥对番茄生长及产量的影响

为研究光合细菌发酵液肥对番茄生长及产量的影响,本试验以常规施肥(甜稼大量元素水溶肥料13-6-40,75 kg/hm^(2))为对照,设置了滴施光合细菌发酵液肥+常规减量施肥(45 kg/hm^(2))、喷施光合细菌发酵液肥+常规减量施肥(45 kg/hm^(2))2个处理,测定处理后番茄的最大叶片长、最大叶片宽和叶柄长等性状以及单果质量、可溶性固形物含量、坐果数、产量和经济效益。结果表明,与常规施肥相比,施用光合细菌发酵液肥并减施化肥可达到类似效果。光合细菌发酵液肥滴施的番茄最大叶片长、最大叶片宽、叶柄长、茎粗、开展度和株高较CK增加1.50、1.20、0.75、0.10、12.00和3.05 cm;光合细菌发酵液肥喷施有助于提高番茄单果重、坐果数、可溶性固形物含量、产量和利润,并且其增产效果最为明显,较常规施肥增产17.1%,增收81270元/hm^(2)。综上,光合细菌发酵液肥部分替代化肥滴施有助于提高番茄最大叶片长、最大叶片宽和叶柄长等植株长势;光合细菌发酵液肥喷施的番茄单果重量、坐果数、产量和利润有所提升,提高生产效益。研究结果为番茄生产科学选用肥料提供参考。

海洋红酵母、光合细菌和EM菌对锦鲤色素稳定性的影响研究

在水产养殖中,益生菌作为饲料添加剂既能促进鱼生长发育和新陈代谢,同时又能增加鱼体光亮度。海洋红酵母、光合细菌和EM菌具有丰富的营养和生物活性物质,同时含有天然色素——虾青素。本试验中,以锦鲤幼鱼为研究对象,采取拌料投喂方式,将海洋红酵母、光合细菌和EM菌应用于锦鲤的养殖试验中,旨在探析海洋红酵母、光合细菌和EM菌对锦鲤体色的影响。

高效选育产氢光合细菌的研究

降解有机废水转化太阳能为氢能是一条理想制氢途径 .为使选育的菌株实用性更强 ,本文选用有机废水主要降解产物—乙酸为唯一氢供体 ,在自然生态环境条件下 ,利用紫色非硫细菌培养基 ,紫色硫细菌培养基和绿硫细菌培养基 ,从不同的水域环境中进行了产氢光合细菌的筛选 .从影响太阳能转化效率主要因素出发 ,本文对分离纯化的 1 5株光合细菌进行形态学特征研究基础上 ,着重进行了最适生长温度、光合色素成分、利用硫化物能力和耐盐能力的测定 ,并将其分为 4个类群 .在对每组细菌初筛基础上 ,本文对选育出的 8个菌株进行了生长动力学测定 ,其中Z ,SP2 ,R3,Y7菌株能利用乙酸快速生长 .对其产氢动力学研究表明 ,这些菌株均具有光合放氢活性 ,其中Z菌株产氢得率最高 .在含有 2 0mmol·L-1 乙酸钠和 5mmol·L-1 谷氨酸钠的培养基中 ,其产氢得率为 3 0 8.9ml·g-1 .这 4个菌株生理生态特性完全不同 ,且能利用乙酸光合放氢 ,在有机废水光合制氢技术中具有重要的潜在应用价值 .

铁和镍对光合细菌生长和产氢的影响

基于金属元素在生物体功能发挥中的作用以及它们参与光合细菌光合放氢的重要性 ,着重进行了铁和镍对沼泽红假单胞菌 (Rhodopseudomonaspalustris)Z菌株和一株红杆菌(Rhodobactersp.)细胞生长、光合放氢和光合色素合成影响的研究。结果表明 ,高浓度Fe3+可显著提高两菌株光放氢能力和生物合成能力 ,最适浓度的Fe3+可使其产氢能力分别达对照组的 1 32倍和 2 8倍 ,产氢得率分别为 360 6mL g和 385 9mL g,生物量分别为对照组的1 42倍和 1 5 4倍。 9μmol LNi2 +的添加可使两菌株产氢能力分别达对照组的 1 48倍和 1 96倍 ,产氢得率分别为 42 9 7mL g和 45 6 3mL g。而当Ni2 +浓度为 1 2 μmol L时 ,两菌株的产氢活性受到不同程度的抑制 ,产氢得率分别降低 46 7%和 1 9 4%。在铁浓度相同时 ,添加 6μmol LNi2 +能明显促进两菌株的生长。而当Ni2 +浓度大于 6μmol L时 ,细胞生长受到抑制。Fe3+和Ni2 +对Rhodobactersp .菌株类胡萝卜色素有显著影响。研究结果显示 ,42 6nm色素峰随铁浓度的增加和镍的添加而消失 ,同时 。

光合细菌固定化及其净化养鱼水质的研究

光合细菌固定化及其净化养鱼水质的研究ＡＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＰＨＯＴＯＳＹＮＴＨＥＴＩＣＢＡＣＴＥＲＩＡＩＭＭＯＢＩＬＩＺＡＴＩＯＮＡＮＤＩＴＳＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮＯＦＲＥＡＲＩＮＧＦＩＳＨＷＡＴＥＲＱＵＡＬＩＴＹ战培荣王丽华于沛芬李怀明（中国水...