节杆菌属细菌处理有机物和重金属污染物的研究进展

有机污染物和重金属造成的环境问题日益严峻。节杆菌属细菌具有很强的环境适应性和抗逆性,广泛分布于各种环境特别是土壤和水体中。研究发现该属菌株具有高效降解环境中的有机污染物和吸附重金属的能力,被用于污染水体和土壤等的生物修复研究与应用。该文从节杆菌属降解污染物菌株、降解污染物的种类、降解机理和影响因素的研究等方面,介绍了节杆菌处理污染物的研究进展。

节杆菌菌株LZP08X的分离鉴定及其降解苯酚特性

目的:从柳州市某钢铁公司焦化污水处理厂的活性污泥中,筛选分离出高效降解苯酚的菌株,对其进行分类鉴定和苯酚降解特性的研究。方法:采用苯酚为唯一碳源和能源的无机盐培养基,经过富集培养,平板分离,耐受性试验和苯酚降解能力测定。结果:获得一株能高效降解苯酚的菌株,命名为LZP08X,通过形态观察和生理生化特征分析,初步鉴定为节杆菌属(Ar-throbacter sp.)。该菌株降解苯酚的最适条件为:温度35℃,pH 9.0,装液量20%(v/v);其降解苯酚过程符合一级反应动力学方程,在苯酚初始浓度为400mg/L时,于12h内,降解率达99%,降解速率常数K值为0.39,半衰期为1.78h。结论:节杆菌属(Arthrobact-er sp.)菌株LZP08X苯酚降解能力较强,对该菌的继续研究,可使其在含酚工业废水处理的实际应用中起到重要作用。

异菌脲降解菌Y-19的鉴定及其降解特性

【目的】明确菌株Y-19的种属及其异菌脲降解特性,挖掘青藏高原地区异菌脲高效降解微生物资源,以期解决西藏地区大棚土壤环境中异菌脲的残留问题,确保该地区大棚种植土壤及蔬菜的质量安全。【方法】以异菌脲高效降解菌株Y-19为研究对象,采用多相分类方法开展该菌株的种属鉴定,采用GC-ECD法和GC-MS法分析该菌株的异菌脲降解途径及降解特征,分别以异菌脲初始质量浓度、温度、pH值、接种量和NaCl质量分数等为因子,探究该菌株的最佳降解环境条件,并采用比较基因组学挖掘该菌株的异菌脲降解基因。【结果】多相分类鉴定结果表明,菌株Y-19为烟碱拟节杆菌(Paenarthrobacter nicotinovorans),其能够将异菌脲先降解为N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷和异丙基氨基甲酸,其次再将N-(3,5-二氯苯基)-2,4-二氧代咪唑烷降解为N-[[(3,5-二氯苯基)氨基]羰基]甘氨酸,最后将N-[[(3,5-二氯苯基)氨基]羰基]甘氨酸降解为3,5-二氯苯胺和氨基甲酸。菌株Y-19的最佳异菌脲降解环境条件为:温度25℃、pH 7.0,NaCl质量分数0.0%~1.0%、接种量5%和异菌脲初始质量浓度100 mg/L。在最佳条件下菌株Y-19可在14 h完全降解100 mg/L异菌脲,异菌脲降解率为100%,最终生成48.8 mg/L 3,5-二氯苯胺。菌株Y-19含有高度相似的异菌脲降解基因ipaH,ddaH和duaH,上述基因编码的水解酶能够使异菌脲及其降解产物结构中的酰胺键(―CO―N=,包括肽键―CO―NH―)发生水解反应。【结论】烟碱拟节杆菌(Paenarthrobacter nicotinovorans)Y-19是降解异菌脲效率较快的菌株,节杆菌属(Arthrobacter)和拟节杆菌属(Paenarthrobacter)可能是参与异菌脲降解为3,5-二氯苯胺的主要细菌种类。

3株溶藻细菌的分离鉴定及其溶藻效应

从武汉市的池塘分离到 3株编号分别为M6,M8和M13的溶藻细菌 ,对这 3株细菌的生理生化特性、溶藻专一性和溶藻原因进行了研究。结果表明 :M6,M8和M13分别属于葡萄球菌属 (Staphylococcussp .)、芽孢杆菌属 (Bacillussp .)和节杆菌属 (Arthrobactersp .) ;它们分别能溶解鲍氏织线藻、念珠藻、鱼腥藻、坑形席藻、铜绿微囊藻、鞘丝藻等多种蓝藻 ,并且它们的液体溶藻现象较固体溶藻现象明显 ;3株溶藻细菌培养液的过滤液仍有溶藻效应 。

丁草胺高效降解细菌的分离

通过瓶培养法富集培养 ,从肥东县一块单晚稻田土中分离出一株丁草胺高效降解细菌WY30 6 ,经鉴定 ,该菌为节杆菌属菌Arthrobactersp .WY30 6 .Arthrobactersp .WY30 6降解丁草胺的影响因素研究表明 :丁草胺降解半衰期与初始菌量近似成反比 ;当丁草胺添加浓度为 5、9mg/L时 ,其降解半衰期分别为 0 .97h和 1.86h ,随浓度的增大而增大 ,而当丁草胺添加浓度为 0 .8mg/L或其浓度被降解至 1mg/L附近处 ,降解变慢 ,当其浓度进一步降解至 0 .2～ 0 .3mg/L时 ,丁草胺就几乎不再被降解 ;培养温度为 30℃时 ,其降解半衰期为 1.86h短于2 0℃时的半衰期 2 .44h .在本试验不同降解条件下 ,该菌对丁草胺的降解半衰期均不高于 3 .6 8h .图 3表 2参

阿特拉津降解菌FM326(Arthrobacter sp.)的分离筛选、鉴定和生物学特性

采集除草剂阿特拉津污染的土壤,通过直接涂布法和富集驯化培养分离法,分别获得6株和5株能够降解阿特拉津的细菌。通过降解效率和降解动态试验,筛选到1株高效降解阿特拉津的菌株FM326,该菌株能以阿特拉津为唯一的碳源和氮源生长,培养96h后对1000mg·L-1阿特拉津降解效率达到97%。通过生理生化鉴定和16SrDNA序列分析,菌株FM326鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)细菌。该菌株表现出最适生长温度30～35℃,最适生长pH值5～9,好氧生长的生长特性。

红树林沉积物中的微生物对苯并[a]芘的降解研究

采用高效液相色谱(HPLC)结合紫外检测研究了一组筛选自红树林沉积物中的混合菌,该混合菌能以苯并[a]芘(BaP)作为唯一碳源和能源进行代谢,结果表明,当BaP浓度为20mg·L-1时,培养63d后有32.85%的BaP被降解.经分离,此混合菌中包含5种菌,16SrDNA序列测定结果与GenBank数据库进行同源性比较,显示M151可能为一新种,其余4株菌分别为红球菌属(Rhodococcussp.),微小杆菌属(Exiguobacteriumsp.),节杆菌属(Arthrobactersp.),芽孢杆菌属(Bacillussp.),绘制了系统发育树,并对其系统发育进行分析.同时还强调了红树林微生物在BaP污染环境生物修复中作用的重要性.

一株草甘膦降解菌分离鉴定及其降解特性研究

从长期受草甘膦污染的土壤中筛选出10株草甘膦降解菌,其中A5菌株对草甘膦的降解率最高,经鉴定该菌株属于节杆菌属(Arthrobacter)。对A5菌株进行降解特性研究,结表明,该菌株降解草甘膦最适条件为:草甘膦600mg/L,葡萄糖10g/L,NaCl0.5g/L,pH6.5,32℃。在最适降解条件下,该菌株在72h时对草甘膦的降解率达94.2%。

菊酯类杀虫剂降解菌JZL-3(Arthrobacter sp.)的分离鉴定与降解特性研究

自农药厂废水中分离到一株广谱菊酯类杀虫剂降解菌JZL-3,经过形态、生理生化试验及16S rDNA序列分析,鉴定其属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)。该菌能降解目前市场上使用的7种主要菊酯类杀虫剂,降解速率由高到低为:氯菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯、氰戊菊酯、联苯菊酯、功夫菊酯和溴氰菊酯。对氯氰菊酯的最适降解温度为30℃,最适pn值为7.0,初始接种量在一定范围内(1%～5%)与降解率呈正相关。菌株JZL-3对氯菊酯和氯氰菊酯顺反异构体的降解没有显著的差异,不同于已有的关于菊酯类杀虫剂生物降解具有显著立体异构选择性的结论。

铜耐性优势植物根际土壤铜抗性菌株的筛选及其对铜的促溶作用

从铜矿废弃地重金属耐性优势植物根际土壤中分离筛选到两株抗高浓度Cu的细菌菌株HQN2和JYC17。对菌株HQN2和JYC17溶解难溶性Cu的作用进行了研究。结果表明:菌株HQN2和JYC17具有明显的溶解碳酸铜的能力,与接灭活菌对照相比,菌株HQN2和JYC17分别使培养液中水溶性Cu含量增加306%和136%,培养液的pH由初始的7.00分别降低到4.08和4.46,另外,Cu能促进供试菌株有机酸(葡萄糖酸、苹果酸和乙酸等)的合成。菌株HQN2和JYC17对土壤中难溶性Cu亦有明显的促溶作用。与接灭活菌对照相比,菌株JYC17和HQN2分别使土壤中交换态Cu含量增加110%和270%。经生理生化特征分析及16SrDNA序列分析,菌株HQN2和JYC17分别被鉴定为节杆菌属(Arthrobactersp.)和微杆菌属(Microbacteriumsp.)。

石油降解菌株的筛选及鉴定

从抚顺石油二厂厂区石油污染土壤中筛选出3株具有较强石油降解能力的菌株PD51,PD53,PD56。通过形态学观察和生理生化指标对这3种微生物进行鉴定,初步确定菌株PD51和PD53属于微杆菌属(Microbacterium),而菌株PD56属于节杆菌属(Arthrobater)。菌株在28℃培养72 h后,发现这3株菌株(PD51,PD53,PD56)对石油烃的降解率分别为76.63%,76.47%,76.17%。而这3株菌株的混合菌株对石油烃的降解率达到了84.31%。结果表明,混合菌株对石油烃的降解能力要优于单一菌株对石油烃的降解能力。实验中同时发现菌株PD56还具有利用苯酚和菲等芳烃的能力。

一株腐殖质还原功能菌的分离筛选与鉴定

腐殖质呼吸是一种新型微生物能量代谢方式,菌种资源研究成为腐殖质呼吸的研究重点。利用厌氧富集分离方法,从木薯堆肥土壤中获得1株具有腐殖质还原特性的兼性厌氧菌株,编号为HN02。HN02为革兰氏阳性菌,细胞为短杆状,菌落呈黄色,表面光滑,边缘整齐;最适生长盐度为1%,最适生长温度为30℃,最适生长pH值7.5～8.5;可利用麦芽糖作为碳源,明胶液化和硝酸盐还原为阴性;16S rDNA基因序列分析结果表明:菌株HN02与天花板节杆菌亲缘关系最近,同源性达99.4%;HN02能在以葡萄糖作为电子供体,以AQDS为唯一电子受体的厌氧环境下将AQDS还原为AH2QDS,还原率达40%。菌株HN02是1株具有腐殖质还原特性的天花板节杆菌,首次报道该菌属菌株具有腐殖质还原特性,为完善腐殖质还原特性的微生物系统提供理论基础。

甲基对硫磷降解菌L1的分离、鉴定及降解酶基因的克隆

从农药厂的污水处理池中分离到一株能高效降解甲基对硫磷的菌株L1,L1能以甲基对硫磷为惟一碳源、氮源和能源生长;经生理生化实验和16s rRNA同源性分析,初步将L1归为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。紫外分光光度法对L1的降解性能研究表明,L1能在12h内将50mg/L的甲基对硫磷完全降解;用PCR方法克隆其甲基对硫磷降解酶基因mpd,这是迄今首次从革兰氏阳性菌中克隆到的mpd基因。

酱牛肉生产的卫生管理及菌相分析

通过对酱牛肉的生产加工过程进行细菌学调查,找出产品细菌污染及增殖变化规律,以有效手段加强卫生管理,延长产品货架期。进一步的菌相分析表明,在加工过程中,肉的菌相在不断发生变化:牛肉解冻后主要优势菌为微球菌属,节杆菌属和不动杆菌属;加热冷却后的优势菌群为葡萄球菌属、微球菌属和莫拉氏菌属;低温保存后乳杆菌属占绝对优势。

黑钙土细菌种群组成特征

报道了采自吉林省农安县新刘家镇刘家村三社黑钙土中的细菌种群组成:(枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、类产碱假单胞、荧光假单胞菌变种Ⅰ、施氏假单胞菌、放射形土壤杆菌变种Ⅰ、放射形土壤杆菌变种Ⅱ、约氏不动杆菌、乙酸钙不动杆菌、喜盐微球菌、产黄纤维单胞菌、粪肥纤维单胞菌、柠檬色节杆菌、球形节杆菌、黄黄色杆菌等)及其鉴别特征,并根据其在土壤中的数量组成和分离出现率确定了柠檬色节杆菌、球形节杆菌、放射形土壤杆菌变种Ⅰ、类产碱假单胞、荧光假单胞菌变种Ⅰ、枯草芽孢杆菌、蕈状芽孢杆菌、粪肥纤维单胞菌为黑钙土的优势细菌种群。

阿特拉津降解菌CS3的分离鉴定及其降解特性的研究

为了适应不同环境污染修复需要,分离更多有效的阿特拉津降解菌是十分必要的。鉴于此,本研究从河北省某农药厂排污河中的废水中分离出一株以阿特拉津为唯一氮源生长的高效降解阿特拉津降解菌CS3。经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列分析,最终鉴定其为产脲节杆菌(Arthrobacter ureafaciens)。在30℃和pH 7的最适条件下,菌株CS3能在48 h内完全降解50 mg·L^(-1)的阿特拉津,甚至能够在6 d内将500 mg·L^(-1)的阿特拉津完全降解,表明该菌株对阿特拉津具有较好的降解性。菌株CS3含有trzN,atzB,atzC 3个阿特拉津降解基因。菌株CS3具有较宽的温度(10~37℃)和p H(5~11)范围,且具有很好的耐碱性,为未来偏碱环境中阿特拉津污染修复提供了良好的候选菌株。

基于基因组改组技术的角蛋白酶高产菌株选育研究

【目的】筛选具有高效角蛋白水解活性的微生物,为提高废弃羽毛中角蛋白资源的利用奠定基础。【方法】采用梯度稀释法,以羽毛作为惟一碳氮源对土样中的产角蛋白酶菌株进行筛选,筛选可高效降解羽毛的细菌。通过菌株的形态、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,对菌株进行分类鉴定,并探讨其最适发酵条件。利用硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)对目的菌株进行诱变,确定最适诱变条件,并进行原生质体融合,通过基因组改组选育角蛋白酶高产菌株。【结果】分离筛选到1株具有较强羽毛降解能力的菌株ZJT01,该菌落圆形凸出,革兰氏染色呈阳性,酪素水解、硝酸盐利用、柠檬酸利用等生理生化试验均呈阳性。结合菌株16S rDNA同源序列比对分析,初步鉴定其为节杆菌(Arthrobactersp.)。菌株ZJT01产角蛋白酶的最适发酵温度和时间分别为32℃和72h。其DES最适用量为9μL/mL,诱变时间为20min;NTG的最适合质量浓度是0.6mg/mL,处理时间为15min。原生质体制备的最佳条件为:溶菌酶终质量浓度10 mg/mL,酶解温度37℃,酶解0.5h。经过硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)分别诱变处理,获得角蛋白酶活性提高的菌株DES-2和NTG-2;对其进行3轮基因组改组后,筛选到2株角蛋白酶活性比亲本菌株ZJT01提高了5.48倍的重组菌株,且其产酶活性可稳定遗传。【结论】通过基因组改组技术获得了2株角蛋白酶活性大幅提高的菌株F3-5和F3-6,这2株菌对羽毛的降解效果较亲本菌株ZJT01明显提高,具有较好的应用前景。

硅酸盐细菌的分离及溶磷、解钾和脱硅活性研究

利用硅酸盐细菌分离培养基从云南省文山州砚山红舍克铝土矿区分离出一株硅酸盐细菌YSHSK13,通过形态、生理生化特征及16S rRNA基因测序分析,将其初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)的菌株;对其溶磷、解钾和脱硅活性的研究分析表明,在溶磷、解钾和脱硅培养基中培养10 d和20 d后,可溶性硅、钾和磷的含量分别比典型标准硅酸盐细菌菌株增加3.16、1.77、1.04倍和4.48、2.24、2.08倍,结果表明该菌株具有较强的溶磷、解钾和脱硅活性。

阿特拉津降解菌ATR3的分离鉴定与土壤修复

阿特拉津因效率高、价格低廉,是我国玉米田施用最广泛的除草剂之一,但其结构稳定,残留时间长,因此对生态环境和人类健康造成了一定的危害。从长期受阿特拉津污染的玉米田土壤中筛选并鉴定阿特拉津降解菌,明确其在不同类型土壤中的去除能力。对分离出的阿特拉津降解菌ATR3进行生理生化分析和16S rRNA序列鉴定,确定菌株ATR3为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。该菌株以阿特拉津为唯一氮源,培养48 h后对1000 mg/L阿特拉津的去除率达到97%以上。敏感作物盆栽试验结果表明,阿特拉津在棕壤上去除最快,褐土次之,黑土最慢,说明阿特拉津在土壤中的去除过程与土壤本身的理化性质呈相关关系。同时,该菌株处理14 d后,能明显恢复玉米的各项生物学指标,说明该菌株对阿特拉津污染土壤具有良好的修复能力。为阿特拉津降解菌剂的推广利用提供参考。

一株阿特拉津高效降解菌的分离与鉴定

在河北省宣化农药厂附近的土样中筛选到一株阿特拉津高效降解菌，高效液相色谱定量检测，证明降解率在99％以上，编号为ADX10，并对该菌进行了鉴定。结果表明，ADX10在LB培养基上产生光滑、圆形、微小、凸起的菌落，培养过程中产生柠檬绿色色素，幼体菌为短杆状（0．5～0．6μm×0．8～1．2μm），老龄培养物为球状，革兰氏染色为阳性，但极易退色，接触酶阳性，氧化酶阴性，液化明胶，脲酶阴性，不水解淀粉，不产生芽孢，37℃生长，好氧生长，对多种抗生素有抗性。16SrDNA聚类分析结合生理生化特性，将该菌株定为Arthrobacter sp．