基于苯酚降解的粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis JF101的全基因组分析

粪产碱杆菌属对芳香族类物质表现出广泛的降解能力,本研究对1株粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)JF101开展苯酚降解基因解析,并进一步挖掘其潜在功能。通过对菌株JF101全基因组测序、组装和功能注释,分析其降解苯酚的功能基因,并与5株近缘菌株开展比较基因组学研究。结果表明,JF101基因组大小为4 143 816 bp,GC含量为57.44%,含有3 804个编码蛋白基因和55个tRNA、9个r RNA、5个sRNA,在COG、GO、KEGG数据库中分别注释到3 040、2 529、2 415个基因。鉴定了11个苯酚降解基因。比较基因组学表明,菌株JF101没有质粒,与同属的5株菌株有2 008个共有同源基因家族和5个特异基因家族。此外发现菌株JF101含有与相容性溶质转运相关的Trk、Kdp等基因,实验测定了其耐盐能力。通过对菌株JF101全基因组的解析,为进一步阐释其苯酚降解机制及发展实际工程应用奠定了基础。

氮源NH_4Cl浓度对粪产碱杆菌发酵生产热凝胶的影响

研究了利用粪产碱杆菌 (Alcaligenesfaecalis)发酵生产热凝胶的发酵条件 ,氮源是菌体生长的限制性底物 ,单纯地提高初始底物 (氮源 )浓度并不一定能促进细菌的生长和产物的合成。在分批发酵过程中 ,底物消耗导致培养环境pH的改变也是影响细菌进一步生长和产物合成的重要因素。通过增加培养基中初始氯化铵的浓度并同时控制发酵过程的pH条件 ,得到了较高的菌体浓度 ,热凝胶的合成水平也得到了显著提高。当培养基中NH4 Cl浓度提高到 3 6g L时 ,菌体浓度达到 7 2g L ,热凝胶合成的产量可达 30 5g L ,比原来NH4 Cl浓度为 1 1g L时提高了 5 1 7%。提高菌体浓度意味着需要提高溶氧水平来满足细菌的生长和代谢。初始氮源NH4 Cl浓度的增加虽然能使菌体浓度得到提高 ,但发酵过程对溶氧的需求也相应增加 ,需要提高搅拌转速和通风以增加供氧水平。但高搅拌速率产生的高剪切力对热凝胶的凝胶性能将产生破坏作用 ,因此在发酵过程中需要综合考虑细菌培养密度对合成热凝胶产量和质量的影响。

粪产碱杆菌青霉素G酰化酶在大肠杆菌中组成型表达及分离纯化

将粪产碱杆菌青霉素G酰化酶基因构建重组表达质粒pKKFPGA ,pKKFPGA再转化宿主菌DH5α,所得重组菌不需诱导便能高效表达青霉素G酰化酶 ,表达量达 2 5 90u L ,比野生型粪产碱杆菌表达量高 4 32倍 ,其菌体比活力达 30 0 (u L) A6 0 0 。菌体破碎后的上清液经DEAE_SepharoseCL 6B离子交换层析和Butyl_SepharoseCL 4B疏水层析 ,即可得纯度提高 2 0倍、比活为 6 8 6u mg的青霉素G酰化酶 ,两步纯化的总收率达 91%。Western印迹分析表明 5 %的原前体青霉素酰化酶在胞内形成了包涵体 。

氨水流加用于粪产碱杆菌热凝胶发酵

热凝胶是粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在氮源限制条件下生成的水不溶性胞外多糖,分泌到胞外后就附着在菌体外壁,因此在细胞生长期提高生物量对促进热凝胶合成有重要意义。热凝胶分批发酵时,起始NH4Cl浓度提高到3.6g/L时能促进菌体生长和热凝胶合成,但是过量NH4Cl会抑制热凝胶合成,且生物量提高不是很明显。为了进一步提高菌体浓度,在菌体生长期,氨水取代NaOH溶液进行流加控制pH为7.0,随后又用2mol/LNaOH控制pH5.6。实验表明,氨水流加使菌体浓度大大提高,流加24h使菌体浓度达到18.8g/L。但是菌体浓度过高也会抑制热凝胶的合成,在氨水流加14h时,菌体浓度在11.9g/L左右,热凝胶产量最高(72g/L)。

粪产碱杆菌ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性

为明确粪产碱杆菌Alcaligenes faecalis ZWS11菌株对烟嘧磺隆的酶促降解特性,采用丙酮沉淀、超声波破碎和高速离心等方法,提取制备了ZWS11菌株的胞外和胞内粗酶液以及菌体碎片悬浮液,并分别测定了其酶活力。结果表明：当V（菌体发酵液）：V（丙酮）=1：3时提取到的胞外粗酶液具有较高的酶活力;胞外粗酶液、胞内粗酶液和菌体碎片悬浮液对24.9μmol/L烟嘧磺隆的平均降解率分别为87.4%、16.9%和17.4%,胞外粗酶液的降解能力与胞内粗酶液或菌体碎片悬浮液相比差异显著（P〈0.05）,由此确定对烟嘧磺隆起降解作用的酶属于胞外酶。最适降解条件研究表明：该降解酶的酶促反应适宜温度为35℃,较适p H值为6.0,反应时间为30 min,在此条件下其对烟嘧磺隆的降解率在80%以上。此外,该降解酶在35~70℃、p H值4.0~9.0范围内均能够保持较高的酶活力,对烟嘧磺隆的降解率均在60%以上,表明该降解酶具有较好的热稳定性和酸碱稳定性。加入不同浓度十二烷基硫酸钠（SDS）和苯甲基磺酰氟（PMSF）,对该降解酶的活力表现出了不同程度的抑制作用。研究结果可为烟嘧磺隆降解酶制剂的规模化生产及被烟嘧磺隆污染土壤的生物修复提供科学依据。

粪产碱杆菌胞内核苷酸的反相高效色谱法测定

建立了用反相离子对色谱法同时精确测定产热凝胶粪产碱杆菌胞内中ATP、ADP、AMP、UTP、UDP、UMP、NADH、NAD+及UDP-glucose含量的方法。采用AgilentZorbaxSB-AqC18反相色谱柱(5μm,4.6×250nm),紫外检测波长为254nm,以乙腈-含10mmol/L四正丁基溴化铵的0.2mol/LNa2HPO4-NaH2PO4缓冲液(体积比10.5∶89.5)为流动相,流速为1.0mL/min时,成功分离了上述九种核苷酸,分离效果良好。且九种核苷酸的线性范围为10～100mg/L,回收率均在97%～104%之间,说明其准确度较好。相对标准偏差均在3%之内,说明本方法精密度和重现性均较好,且其最低检出限均在0.1～0.3mg/L之间。该方法为研究热凝胶发酵过程中粪产碱杆菌胞内的核苷酸变化和氧化-还原态趋势及其胞内的核苷酸水平和热凝胶生物合成的关系提供了基础。

恒化培养条件下粪产碱杆菌凝胶多糖的发酵动力学研究

通过恒化培养实验研究了不同稀释速率下粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)的生理代谢特性变化,利用Monod、Luedeking-Piret、Herbert-pirt模型分析了粪产碱杆菌的生长、多糖合成以及底物葡萄糖消耗的动力学变化。结果表明,在铵离子限制条件下的菌体比生长速率与铵离子浓度之间的动力学模型为μ=0.36S/(2.27+S),凝胶多糖比产率与铵离子浓度间的动力学模型为qp=0.0612S/(2.27+S)+0.14×(1-S/64.94),以及比底物葡萄糖消耗速率与比产率的动力学模型为:qs=1.5μ+qp+0.0625。通过对恒化培养模型及生产菌生理代谢参数的分析,统计分析表明该生产菌最佳限制性铵离子浓度为5.75 mg/L,得到控制最适比生长速率为0.21 h-1时,A.faecalis的最高产率可达到0.85 g/L/h,并且最大比产率高达0.171 g/g/h,产率和比产率与批培养过程相比分别提升了118%和200%,能够显著提升凝胶多糖的生产效率。

光电子作用下土壤微生物粪产碱杆菌反硝化性能研究

本文在对普通培养条件下异养微生物粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis,A.faecalis)反硝化特征研究的基础上,运用电化学方法于一定电势下(-0.15 V、-0.06 V、+0.06 V vs.NHE)模拟半导体矿物导带光电子能量,探讨不同能量的光电子对A.faecalis反硝化特性及细胞生长代谢的影响。实验显示,在普通培养条件下,A.faecalis在有氧和无氧环境中均不能还原NO-3,但还原NO-2效果明显。在模拟光电子实验体系中,A.faecalis可在不同电势(-0.15 V、-0.06 V、+0.06 V)的阴极石墨电极表面附着并形成具有反硝化活性的菌膜;其中,外加电势为-0.15V的实验组菌膜量最多,其NO-3去除率也最高,10天达到52%;-0.06 V体系略低,NO-3去除率为30.5%,+0.06 V体系菌膜量最少,其NO-3去除效果也最差,仅为10.6%。而在不添加微生物的电化学体系中,3个外加电势下的NO-3浓度均未发生明显变化。本实验研究结果证明了一定能量的半导体矿物光电子可影响土壤异养微生物A.faecalis的生长代谢及反硝化行为。

贯叶连翘总提取物对谷氨酸棒状杆菌和粪产碱杆菌的抗菌作用

报道了经光照和未经光照处理后贯叶连翘总提取物对谷氨酸棒状杆菌和粪产碱杆菌的作用 ,结果表明 ,总提取物对谷氨酸棒状杆菌有强烈的抑菌和杀菌作用 ,对粪产碱杆菌有抑菌作用 ;其抑菌或杀菌作用与其浓度有关 。

天然半导体光催化与异养微生物粪产碱杆菌的生长代谢

土壤中广泛存在含铁、锰氧化物等天然半导体矿物(鲁安怀,2003)。经前人研究,天然半导体金红石的光催化作用能有效促进化能自养微生物氧化亚铁硫杆菌(Acidthiobacillus ferrooxi-dans)的生长(吕明等,2008)。对于含有天然半导体矿物和有机质的土壤体系中。

粪产碱杆菌在不同电极电势下的生长

粪产碱杆菌是土壤中最常见的异养微生物之一(Gamble等,1977),为革兰氏阴性杆菌,直径约0.7～1.0μm,周生鞭毛运动(丘元胜,1981),主营化能异养,亦可营兼性化能自养(李信等,1989),在微氧情况下具有固氮功能(尤崇杓,1983)。该菌不仅能联合水稻根部固氮。

蜡蚧轮枝菌拮抗菌——粪产碱杆菌生物学特性的初步研究

分离到了一种对蜡蚧轮枝菌具有明显抑制作用的细菌,采用生理生化反应方法对该细菌进行种类鉴定.结果表明,该细菌为粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)菌株.在不同温度下对该细菌的生长速度和对不同抗生素的敏感性进行研究,发现在弱酸性条件下,该菌生长最快的温度为30-39℃,对卡那霉素、氯霉素、四环素、链霉素都敏感,对卡那霉素的完全抑制最低浓度为60μg.mL-1.

粪产碱杆菌对富营养化景观水体水质改善能力的研究

在室内采用投菌法,利用粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)对富营养化景观水体进行处理试验研究,通过不同的投菌量0.05‰、0.1‰、0.2‰,对水体进行处理.结果表明,粪产碱杆菌对富营养化水体中的总氮(TN)、总磷(TP)均有一定的去除效果,其中在投菌量为0.1‰时处理效果较好.通过进一步的连续投菌净化试验,水体中的TN、TP显著降低,处理后,藻类基本得到控制.由此可见,粪产碱杆菌能够有效地去除水体中的氮、磷,具有净化富营养化水体的作用.

粪产碱杆菌AF01产可溶性胞外多糖发酵条件的优化

粪产碱杆菌(Alcaligenes Faecalis)AF 01产可溶性胞外多糖(EPS),本文采用单因素和正交实验设计,对其进行发酵优化研究。实验结果表明,最优发酵培养基:蔗糖50 g/L,KNO_3 1.1 g/L,酵母膏0.5 g/L,Ca CO_3 15 g/L;最优发酵条件为:发酵时间4 d,初始pH7.0,接种量为2.5%,转速200 r/min,温度30℃。在此条件下,该菌株可溶性胞外多糖的产量有了极大的提高,达到10.8 g/L,为该胞外多糖的规模化生产提供了重要的参考。

粪产碱杆菌在不同底物限制性条件下连续培养

为了提高菌体阶段菌体的生长密度、对分批发酵有一些优化指导作用,对菌体本身特性进行了研究。以葡萄糖、氯化铵分别为限制性底物,对粪产碱杆菌进行了连续培养,模拟了粪产碱杆菌在不同的营养条件下的发酵情况,并对连续培养特性和动力学性质进行了分析。结果表明:在葡萄糖限制条件下粪产碱杆菌的比生长速率与限制性底物浓度的关系符合Monod方程,建立了相应的模型方程;同时还建立了两种限制条件下的葡萄糖的消耗动力学模型;并对两种限制条件下的维持系数、菌体产率进行了比较。比较表明:葡萄糖限制对菌体产率的影响比氯化铵限制时大,在氯化铵限制条件下菌体产率最大为0.4 g/(h.L),而葡萄糖限制条件下菌体产率最大只为0.3g/(h.L)左右;氯化铵限制条件下的维持系数是葡萄糖限制条件下的2倍,说明发酵过程中主要的维持消耗是在产胶期热凝胶的合成过程中。

粪产碱杆菌感染引起女性阴道炎1例

我院于2003年2月从1例女性感染患者阴道分泌物中分离出粪产碱杆菌致阴道炎1例，现报告如下。

粪产碱杆菌合并滴虫感染引起女性阴道炎1例

我院于2003年2月从1例女性感染患者阴道分泌物中分离出粪产碱杆菌合并滴虫感染致女性阴道炎1例，现报告如下：

粪产碱杆菌矿化土壤中重金属离子的研究及应用

以福建某铅锌矿区污染耕地土壤为研究对象,通过微生物矿化技术将土壤中超标的重金属由离子形态转换成碳酸盐结合态,从而降低土壤污染风险。从矿区本土微生物中筛选矿化菌种进行培养,得到了BF1、BF2两种脲酶活性较高的粪产碱杆菌,经研究表明在重金属离子浓度区间为Pb 0.01~1 g/L、Cd 0.001~0.01 g/L、Zn 0.01~1g/L、尿素浓度100 g/L、脲酶催化底物尿素时间2 h、矿化时间48 h、pH值为6~8条件下,细菌对重金属离子矿化效果较好。在混合离子体系中,BF1细菌对Pb^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)的矿化效果好于BF2菌。用BF1菌对两种实际土壤进行修复试验发现,Pb^(2+)、Zn^(2+)的矿化率均到达83%以上,Cd^(2+)在60%左右,修复后土壤中重金属有效态均达到福建地方标准要求,可用于后期农业生产。

粪产碱杆菌D-氨基酰化酶的分离纯化及发酵条件优化

采用热激法将含粪产碱杆菌D-氨基酰化酶基因载体的质粒导入大肠杆菌,筛选重组子,对该工程菌产生的D-氨基酰化酶用Ni 2+柱进行分离纯化;通过单因素实验优化D-氨基酰化酶的发酵条件。结果表明,纯化后的D-氨基酰化酶比活力为456.71U·mg-1,纯化回收率为50%,纯化倍数为12.4倍;最佳发酵条件为:37℃通气培养至菌体浓度OD600值为0.6时,加入0.5mmol·L-1诱导剂IPTG诱导5h,在此条件下,D-氨基酰化酶酶活力为90.9U·mL-1。

粪产碱杆菌青霉素G酰化酶的分离纯化及酶学性质

采用DEAE-Sepharose阴离子交换层析和Butyl-Sepharose CL 4B疏水层析，从重组大肠杆菌DH5α菌体中分离纯化得到粪产碱杆菌青霉素G酰化酶（AfPGA）。经纯化，AfPGA纯度较粗酶提高50．6倍、比活达到212．7U／mg，经HPLC测定纯度为92．8％，收率为78％。理化性质分析表明：AfPGA含有2个亚基（α亚基和β亚基，其Mw分别为2．90×10^4和5．92×10^4；AfPGA等电点约为7．9～8．0，最适pH约为10．0，并在pH〉7．0时表现出了稳定的催化活力。