适宜水工混凝土内环境的矿化微生物梯度驯化优选

水工混凝土内部高碱性环境限制了微生物混凝土的自修复效能。利用梯度驯化方法可提高矿化微生物对高碱度的耐受性,优选出适宜混凝土孔隙内环境并具备高诱导矿化沉积能力的增强嗜碱型微生物。首先,在实验室高碱性环境下,对比巨大、科氏、枯草、巴氏等4种芽孢杆菌的活性及诱导矿化沉积量,初选耐碱性较好的微生物并对其开展耐碱性梯度驯化;随后,综合分析驯化微生物对混凝土力学性能、吸水性、渗透性和自愈能力的影响,通过扫描电子显微镜和X射线衍射对矿化产物微观形态和组成进行分析。结果表明:相较于巨大、科氏和枯草芽孢杆菌,巴氏芽孢杆菌在高碱性条件下表现出更强的活性,梯度驯化技术可进一步提高巴氏芽孢杆菌在高碱性环境中的活性,并证实通过该方法增强的耐碱性具有后代保留的特性;与掺未驯化微生物组试样相比,掺驯化微生物混凝土试样养护28 d的抗压强度提高了16.59%,吸水系数降低了37.74%,渗透系数减小了19.22%;掺驯化微生物混凝土试样的裂缝自修复试验得到裂缝最大修复宽度为0.57 mm,超过了未驯化微生物组的0.44 mm。本研究为基于微生物诱导矿化沉积技术的微生物水工混凝土研发和应用提供理论依据和技术支撑。

海水环境下巴氏芽孢杆菌驯化及钙质砂固化效果研究

为了提升微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术在海洋环境下对钙质砂的加固效果,在以往研究的基础上,设计进行了人工海水环境下巴氏芽孢杆菌多梯度人工驯化培养试验,并结合MICP固化钙质砂柱的力学试验和微细观结构分析,对巴氏芽孢杆菌的驯化效果进行了综合评价。结果表明:(1)海水环境下五梯度驯化后细菌的菌液浓度可达到淡水环境的97%以上,其与胶结液作用后碳酸盐的生成量较淡水环境下有一定幅度提高;(2)驯化后的巴氏芽孢杆菌具有很好的温度适应能力,在10~30℃温度下均有较好的MICP性能;(3)海水环境下加固的钙质砂柱无论是碳酸盐生成量还是无侧限抗压强度均较未驯化前高,尤其是五梯度驯化后的细菌,驯化后的细菌菌体变小,在海水环境生成的碳酸盐(碳酸钙和碳酸镁)晶体更小,更加致密,能更好地填充钙质砂颗粒的孔隙并胶结相邻的钙质砂颗粒,具有更优异的MICP性能。相关研究思路和方法可为MICP技术在海洋环境钙质砂地基加固方面的研究与应用提供参考。

‘美登’蓝莓对高pH值适应性的驯化提高试验

为提高‘美登’蓝莓对高pH值的适应性,以期达到我国大部分地区种植‘美登’蓝莓不需要改土或减少改土成本的目标。以高寒地区蓝莓栽培首选品种‘美登’的无根组培苗为试材,采用pH梯度(5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6)驯化培养的方法使其逐步适应高pH值。结果表明,经过梯度驯化培养的‘美登’蓝莓在pH为6.6的培养基中的分化数为7.9±1.0,明显多于不经过梯度驯化的1.8±0.8;分化出的丛生芽的生长状况(茎高、茎粗及叶色)也明显优于不经过梯度驯化的。经pH梯度驯化培养可以提高‘美登’蓝莓对高pH值的适应性。

黄鳝对盐碱耐受性的研究

采用概率单位法研究了盐、碱对黄鳝(Monopterus albus)的急性毒性作用,采用相加指数法研究了盐碱联合作用对黄鳝的影响,并且研究了驯化黄鳝对盐度的耐受性。结果表明:盐度对黄鳝((11.82±1.51)g/尾)24 h、48 h、72 h、96 h的半致死浓度(LC50)分别为17.63 g/L、16.29 g/L、15.62 g/L、15.46 g/L,其安全浓度是4.17g/L;个体大的黄鳝24 h、48 h、72 h、96 h半致死盐度比个体小的黄鳝对应值高。碱度对黄鳝((11.59±1.43)g/尾)24 h、48 h、72 h、96 h的半致死浓度分别为9.17 g/L、9.98 g/L、7.07 g/L、6.38 g/L,其安全浓度是1.92 g/L。盐碱在1∶1质量浓度混合后,对黄鳝的作用效果在不同时间段均表现为一定的拮抗作用,其安全浓度是3.48 g/L。经过梯度驯化后,黄鳝耐盐能力有所提高。利用盐碱地和咸水进行黄鳝养殖有较好的发展前景。

耐镉耐铬丝状真菌菌株的筛选与鉴定

采用梯度浓度驯化方法,从重金属镉、铬污染的稻田土壤中分离、筛选出8株耐铬、镉真菌菌株。5株耐镉浓度为16 mmol/L的菌株,4株耐铬浓度为1000 mg/L的菌株,其中X29菌株耐镉浓度为16 mmol/L,耐铬浓度为1000 mg/L。经形态观察、18S r DNA扩增和序列分析,确定了这8株菌株的种属地位分别为:绿僵菌(Metarhizium anisopliae),拟茎点霉(Phomopsis sp.),曲霉(Aspergillus sp.),木霉(Trichoderma sp.),尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae),青霉(Penicillium sp.);其中Strain35和Strain55都为青霉,其余6株分别属于不同菌株。研究结果不仅为镉、铬污染环境的微生物修复提供了重要菌株,同时也暗示了微生物在重金属降解和修复中有着良好的应用潜力。

一株木质素降解菌高温驯化及酶学性质的测定

【背景】高温引起的微生物活性降低是限制园林绿化废弃物堆肥过程中木质素降解的主要因素。【目的】驯化一株木质素降解菌芽孢杆菌NO.2,提高其在高温下的微生物活性,探究其生长情况及酶学特性。【方法】采用温度梯度方法驯化菌株,以菌株生长曲线、酶活力、木质素降解率为评价指标,探究驯化前后菌株间差异,以及驯化后菌株所产木质素降解酶的酶促反应温度和pH范围。【结果】与原菌株相比,驯化后菌株在60℃培养时最大生物量间差异不显著;漆酶(laccase,Lac)、锰过氧化物酶(manganeseperoxidase,MnP)和木质素过氧化物酶(ligninperoxidase,LiP)酶活力得到进一步提高,分别提高了30.75%、35.98%和29.62%,木质素降解率提高60.52%。酶学性质研究表明,驯化后菌株所产Lac、MnP和LiP在20-60℃、pH 3.0-9.0范围内酶活力均较高,而且具有较好的稳定性,稳定性依次为Lac>LiP>MnP。【结论】温度梯度驯化方法可有效提高微生物对高温环境的适应性,扩大木质素降解酶的酶促反应温度和pH范围,在进一步自主研制专用降解园林废弃物微生物菌剂中具有应用潜能。

1株高耐镉菌株的分离与鉴定及16S rDNA序列分析

采用梯度浓度驯化方法,从重金属镉污染土壤中分离、纯化1株具有较强镉抗性的菌株(编号为6–5)。经形态观察和生理生化分析、16S rDNA序列同源性比较以及系统发育分析,鉴定该菌株为贪铜菌属细菌,能耐受镉离子的最高浓度为20 mmol/L,在0.54 mmol/L镉离子LB培养基中,该菌株对镉离子的吸附量达72.18%。最低抑制浓度试验结果表明,该菌株对铅、铜、铬、锰、锌也表现出了一定的抗性。

一株高耐镉菌株的分离、鉴定及系统发育分析

采用梯度浓度驯化方法,从极度重金属污染环境的土壤中取样分离、纯化1株具有较强镉耐受性的菌株(编号为LY29-1-5)。经菌落、菌体形态观察、生理生化及系统发育分析,该菌株初步鉴定为大肠杆菌(Escherichia coli)。该菌株能耐受镉离子的最高浓度为15 mmol/L,在最低抑制浓度试验中,该菌株对铅、铜、锌也表现出了一定的耐受性。