可降解三乙胺的赤红球菌S6-2的筛选与鉴定及降解特性

为治理制药废水中残留的难降解有机污染物TEA(triethylamine,三乙胺),以石家庄某污水处理厂的活性污泥为材料,采用富集培养和选择培养,分离筛选到1株能以TEA为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌——S6-2.通过测定形态特征、生理生化特性、G+C(碱基对)摩尔百分比及16S rRNA基因序列系统发育分析,该菌株被鉴定为赤红球菌(Rhodococcus ruber).采用单一影响因素试验分析菌株S6-2对TEA的降解特性,结果表明:菌株S6-2具有较强的TEA降解能力及降解稳定性;其最适降解温度为32℃,最适降解pH为8.0.菌株S6-2可耐受较高浓度TEA,在ρ(TEA)为900 mg/L的培养基中仍能生长;在最适条件下,菌株S6-2对TEA的降解率为70.7%±1.8%.该株菌在含TEA的无机盐平板上传代培养15代后,对TEA的降解率为69.3%±2.5%,说明菌株S6-2对TEA的降解具有稳定性.研究显示,菌株S6-2可作为TEA污染水体生物修复的潜在资源.

5种因子对赤红球菌HDRR2Y去除氨氮和亚硝酸盐效应的影响

赤红球菌(Rhodococcus ruber)是常见的污水、废水处理微生物,为探究环境因子对赤红球菌HDRR2Y去除氨氮(NH_(4)^(+)-N)和亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)效应的影响,将HDRR2Y菌株发酵液添加至含有高浓度NH_(4)^(+)-N或NO_(2)^(-)-N的养殖水体中,通过国标法检测氨氮和亚硝酸盐浓度的变化,检验菌株培养液去除氨氮及亚硝酸盐的效果。按照温度、转速、盐度、接种菌量、底物浓度(氨氮和亚硝酸盐)5个因素进行Plackett-Burman实验设计,探讨这些因子对赤红球菌去除氨氮和亚硝酸盐效应的影响。结果显示,发酵过程中,菌株HDRR2Y浓度在36 h内从初始的5×10^(4)CFU·mL^(-1)增至4.08×10^(9)CFU·mL^(-1)。添加菌株培养液后,养殖水体氨氮质量浓度从初始的15 mg·L^(-1)降至5.56 mg·L^(-1),去除率为62.96%;亚硝酸盐质量浓度从15 mg·L^(-1)降至6.95 mg·L^(-1),去除率为59.37%。5种因子中,温度和氨氮浓度对菌株HDRR2Y去除氨氮影响最显著(P<0.05),影响权重程度依次为:温度>氨氮浓度>转速>菌量>盐度;温度和转速是影响去除亚硝酸盐最显著的两个因子(P<0.05),权重程度依次为:温度>转速>盐度>亚硝酸盐浓度>菌量。可见,菌株HDRR2Y培养液具有良好的去除氨氮、亚硝酸盐的作用,且温度是影响HDRR2Y去除氨氮、亚硝酸盐效率的最显著因子。

赤红球菌CGMCC3090生物转化肉桂腈合成肉桂酰胺的工艺

针对目前肉桂酰胺工业生产采用的肉桂酸和二氯亚砜、浓氨水两步化学反应工艺存在安全性较低、产物分离纯化困难等问题,建立并优化了赤红球菌CGMCC3090催化肉桂腈生成肉桂酰胺的转化工艺.研究表明:底物肉桂腈浓度为1.5,mol/L,赤红球菌菌体质量浓度为2.6,g/L,在30,℃、pH 7.5条件下,转化5,h后转化率可达100%,具有产物纯度高、无副产物肉桂酸生成的优势,为赤红球菌CGMCC3090生物转化合成肉桂酰胺的工艺放大和生产性应用奠定了良好基础.

高效赤红球菌协同CpG ODN增强鸡禽流感疫苗的免疫效力

禽类疫苗存在免疫效率低、免疫持续时间短和细胞免疫刺激不足等问题,新型禽类疫苗佐剂亟待开发。作者的前期研究证实,CpG ODN具有高度的安全性以及良好的细胞和体液免疫刺激功能,然而,CpG ODN的生产和使用成本十分高昂,尚未用于禽类疫苗佐剂。为了降低成本并提升功效,基于TLR2和TLR21潜在的协同关系,本研究以禽流感疫苗为模式疫苗,探究了赤红球菌和CpG ODN协同刺激免疫的关系。通过HI试验、细胞增殖试验和相关细胞因子表达量的检测,证实了该复合佐剂具有更强大的体液免疫和细胞免疫提升功效,能提升Th 1型免疫反应,免疫保护持续时间长,同时还能增强系统和局部免疫。通过检测受体的表达量,确证了CpG ODN与赤红球菌之间存在着协同关系。此外,在CpG ODN剂量减半的复合佐剂刺激试验中,发现由于协同关系的存在,CpG ODN半剂量的复合佐剂仍具有良好的免疫刺激效果。本研究为进一步降低CpG制剂的生产和使用成本做了先行探究,为CpG制剂高效且成本可控地应用于禽类动物养殖,乃至畜牧养殖奠定了基础。

赤红球菌JDM312株环己酮单加氧酶基因的克隆和序列分析

应用PCR从赤红球菌JDM312株基因组DNA中扩增出chnB基因序列,构建pUC18-chnB重组质粒,转化大肠杆菌DH5α,并对插入片段进行测序,用Clustal X和Mega 3.1软件对测定DNA序列进行相似性和系统发育分析.结果显示:扩增得到的chnB基因大小为1 623 bp,编码由542个氨基酸残基构成的多肽,与已报道不同细菌属菌种chnB基因核苷酸序列的相似性为85%～98%,其中与红球菌Phi2株的亲缘关系最近.

赤红球菌组氨酸激酶的融合表达和功能分析

对赤红球菌的组氨酸激酶基因进行密码子优化,将优化后的组氨酸激酶基因(rhks)构建重组表达质粒pGEX-4T-2-rhks。将此质粒导入到大肠杆菌BL21(DE3)中进行异源表达。在25℃和1 mmol/L异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷诱导条件下,组氨酸激酶融合蛋白(GST-RHK)获得成功表达,并具有催化活性。经谷胱甘肽琼脂糖亲和层析纯化,获得电泳纯的GST-RHK,其中纯化倍数为3.1,得率为19.5%。该蛋白大小约为72.75 kDa,K_(m)、V_(max)和K_(cat)值分别为20.92μmol/L、0.17μmol/(L·min)和1.4 min^(-1)。野生型赤红球菌、组氨酸激酶基因增强株sdrhkE和组氨酸激酶基因敲减株sdrhkD在分别含有苯酚、甲苯、氯苯、异辛烷4种有机溶剂的培养基中培养,菌株sdrhkD的生长情况都优于野生型赤红球菌,菌株sdrhkE的生长情况都低于野生型赤红球菌。本研究为进一步揭示赤红球菌SD3中组氨酸激酶涉及的信号转导途径与赤红球菌有机溶剂耐受性的关联机制提供一定参考依据。

响应面法优化赤红球菌HDRR2Y发酵培养参数

通过响应面法对硝化菌——赤红球菌(Rhodococcus ruber)HDRR2Y的发酵培养参数进行优化,以提高其活菌数。首先通过单因素实验筛选出赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源,并采用Plackett-Burman实验得到影响活菌数的显著因素,然后进行响应面实验,经最陡爬坡及回归分析得出最佳培养参数,最后以摇瓶实验检验其合理性。结果显示,赤红球菌HDRR2Y的最优碳、氮源分别为乙酸钠和酵母膏+蛋白胨+氯化铵(1:1:1,质量比),显著影响活菌数的因素有碳、氮源及温度,经回归分析得到的最优培养参数为乙酸钠5.48 g/L、酵母膏+蛋白胨+氯化铵4.96 g/L、温度29.24℃、pH 7.0、转速200 r/min、MgSO_(4)0.2 g/L、KH_(2)PO_(4)0.5 g/L、NaCl 9 g/L、CaCl_(2)0.5 g/L、MnSO_(4)0.025 g/L、FeSO_(4)0.05 g/L、C_(5)H_(9)NO_(4)0.002 g/L、接种活菌数1×10^(4)cfu/mL、装液量40%(体积分数)、培养时间36 h。优化后的实际活菌数为1.54×10^(9)cfu/mL,远高于优化前的活菌数(1.8×10^(8)cfu/mL)(P<0.01)。因此,采用响应面法优化赤红球菌HDRR2Y的发酵培养参数能大幅提高其发酵活菌数,为硝化菌剂的工业化生产提供数据参考。

赤红球菌JDM312环己酮单加氧酶的原核表达及检测

通过酶切法从重组质粒pUC18-chnB中得到编码环己酮单加氧酶的chnB基因序列,将其定向插入原核表达载体pQE30中,构建重组质粒pQE30-chnB,转化到大肠杆菌BL21中并诱导表达目的蛋白,用SDS-PAGE电泳检测表达产物.测序结果表明chnB基因大小为1 623bp,编码由540个氨基酸残基构成的多肽.SDS-PAGE结果显示,表达分子量约为60kDa的带有6×His标签的环己酮单加氧酶,与预期分子量相符,表明成功构建出原核表达质粒并实现了目的蛋白表达,为进一步开展环己酮单加氧酶活性研究奠定了基础.

赤红球菌提取物的制备及其化学成分分析

为建立赤红球菌提取物制备新工艺,以赤红球菌Rhodococcus ruber FIM 12为试验材料,通过单因素试验优化赤红球菌提取物制备条件,并进一步分析其类脂化合物、总糖、氨基酸等主要成分。结果表明:赤红球菌提取物制备收率为100 g湿细胞可制备3.97 g赤红球菌提取物,其类脂化合物含量为17.48%,多糖含量44.1%,含有1种氨糖(细胞壁特征氨基酸)和18种氨基酸(其中包含8种人体必需氨基酸),种类较为丰富。研究结果可为深入开发利用赤红球菌提取物可供参考。

紫外线等离子体复合诱变赤红球菌提高红色素产量

为提高赤红球菌产红色素的能力,以实验室保藏的赤红球菌(Rhodococcus ruber YM-2)为出发菌株,采用等离子体单独诱变、等离子体连续诱变、紫外线单独诱变、紫外线等离子体复合诱变等方法,最终在等离子体连续诱变处理分别45、30 s时,经筛选得到一株遗传稳定的突变株A_2,红色素粗品产量达到1.12 g/L,相比于出发菌株提高了30.32%。同时发现等离子连续诱变比等离子体、紫外线单独诱变,或紫外线和等离子复合诱变的正突变率高,达到39.40%,等离子体连续诱变可作为一种高效的诱变手段。

金属离子对赤红球菌(Rhodococcus ruber L9)降解芘的影响及其作用机制

实验室从石油污染土壤中筛选得到一株高效芘降解菌,命名为赤红球菌(Rhodococcus ruber L9),分析了不同浓度Fe^3+、Ca^2+、Cu^2+、Mn^2+对该菌降解芘效果的影响.结果发现,0.45 mmol·L^-1 Fe^3+对芘的降解率有明显促进作用,6 d时芘降解率最高,可达77%,相较于不加金属离子时提升了约30%.进一步研究发现,当Fe^3+存在时,芘降解过程中蛋白总量变化、邻苯二酚1,2-双加氧酶(C120)和邻苯二酚2,3-双加氧酶(C230)酶活性的变化与Fe^3+和Fe^2+在胞内、胞外浓度的变化密切相关,主要原因是Fe^3+的存在,能诱导赤红球菌合成更多与芘降解有关的蛋白,且可以作为酶的活性中心提高酶的活性,从而大幅提高芘的降解效率.

赤红球菌甲苯胁迫响应蛋白基因的克隆、生物信息学分析和表达变化研究

从赤红球菌SD3中克隆了一个甲苯胁迫响应蛋白基因tsrp1,该基因长度为417 bp,在GenBank的登录号为MK371001.该基因编码的蛋白质Tsrp1由138个氨基酸残基组成,理论分子量为14.2 kDa,理论等电点为4.82,不稳定系数为18.68,总平均疏水指数为-0.154,属于酸性稳定的亲水蛋白.Tsrp1无信号肽和二硫键、无跨膜区、无保守结构域,存在于细胞质中.在R.ruber SD3中Tsrp1蛋白与R.rhodochrous、R.zopfii、R.pyridinivorans、R.hoagii、M.brevis和C.manganitolerans中的序列相似蛋白的相似性分别为94.93%、71.29%、67.96%、44.58%、42.05%和35.00%.通过分子对接发现Tsrp1与c-di-GMP存在相互作用.在甲苯和苯酚胁迫下,在赤红球菌SD3中tsrp1基因的表达分别为原来的40.19倍和14.73倍.

高效降解环己酮红球菌JDM-3-12的分离及其系统发育分析

从岳阳巴陵石化公司环己酮生产车间总出水口的污泥中筛选到一株环己酮降解菌株,菌号为JDM-3-12;该菌能以环己酮为唯一碳源且能忍受5000 mg/L的环己酮,当环己酮的质量浓度为2000 mg/L时,在温度为30℃,转速为150 r/m in,pH=7的条件下,72小时内该菌株对环己酮的降解率达到97.91%。通过形态观察、生理生化特征检测和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析,初步鉴定其为赤红球菌(Rhodococcus ruber)中的一个菌株,该菌最适生长温度为35℃,最适生长pH 7。

海洋红球菌分离鉴定及其产油脂和色素的研究

该研究从海洋环境中分离到一株橙黄色细菌,编号TH-22,经形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列分析鉴定,该菌归属于赤红球菌(Rhodococcus ruber)。通过单因素实验确定菌株TH-22的培养条件,并初步研究其利用多种糖类物质产油脂和色素的潜力。结果表明,在10 g/L葡萄糖作为碳源、培养温度35℃、摇床转速150 r/min、初始pH为7.5和NaCl含量为1%的条件下发酵5 d,油脂和色素的产量最高,分别为(2.87±0.15)g/L和(3.89±0.28)mg/L。菌株TH-22能够利用多种糖类物质产油脂和色素,为进一步开发研究红球菌利用木质纤维素等生物质资源提供科学依据。

生物乳化剂产生菌及其产乳化剂条件初步研究

从胜利油田原油污染土壤边分离得到一株能降解多种石油芳烃和烷烃且能产生物乳化剂的细菌Em1,经生理生化及16S rRNA基因序列分析鉴定为赤红球菌(Rhodococcus ru-ber)。对菌株Em1产生乳化剂的条件进行了研究,结果表明,该菌株在以正十六烷为碳源时能较快速产乳化剂,其最佳条件为:正十六烷10g/L,酵母抽提物1g/L,初始pH值为7,30℃下200r/min摇床培养。在此条件下,发酵1d后,培养液的表面张力即降到最低值,约30mN/m,而乳化能力达100％;乳化剂浓度则在第5d达到最大,为68倍的CMC;经初步研究该乳化剂为脂类物质。

产红色素赤红球菌的筛选鉴定和产色素条件的优化

将一株土壤中分离筛选出的产红色素菌株采用生理生化及分子生物学鉴定,根据菌株的16Sr DNA序列分析结果及生理生化特性,该菌株归属为赤红球菌(Rhodococcus ruber)。以此菌株为出发菌株,通过单因素筛选及正交试验对赤红球菌发酵色素培养基以及培养条件进行优化研究。确定最优培养基配方为:果糖10 g/L、蛋白胨5 g/L、酵母粉15 g/L、氯化钠10 g/L、玉米浆15 g/L;最佳培养条件为:培养温度28℃、摇瓶装液量50 mL/250 mL、转速190 r/min、接种量4%、p H6.5,发酵液产菌体干重达到6.6 g/L,红色素粗品产量达到0.93 g/L。

对诺卡氏菌AS4.1186和AS4.1187保藏菌株的重新分类研究

重新对念球状诺卡氏菌 (Nocardianostocoides)AS4 1 1 86和鲑色诺卡氏菌桔橙变种(Nocardiasalmonicolorvar.aurantiaca)AS4 1 1 87进行的多相分类研究表明 ,菌株AS4 1 1 86与德克萨斯糖丝菌 (Saccharothrixtexasensis)NRRLB 1 6 1 3 4 T 关系密切 ,它们的 1 6SrDNA序列相似性为 99 3 % ,DNA同源性为 77 6 % ;菌株AS4 1 1 87与赤红球菌 (Rhodococcusruber)DSM 43 3 3 8T 之间有着密切的关系 ,其 1 6SrDNA序列相似性为 99 5 % ,DNA同源性为 82 9%。胞壁组分、枝菌酸、甲基萘醌、磷酸类脂和DNAG +Cmol%测定等化学分类结果支持了上述结论。在形态和生理生化特性上 ,菌株AS4 1 1 86与NRRLB 1 6 1 3 4 T,菌株AS4 1 1 87与DSM 43 3 3 8T 之间也表现出非常相似的性状。根据系统发育分析、DNA同源性值、化学分类、形态和生理生化特性等研究结果 ,我们对菌株AS4 1 1 86和AS4 1 1 87的分类地位做了修正 ,将其从诺卡氏菌属中排除 ,认为念球状诺卡氏菌 (Nocardianostocoides)AS4 1 1 86与Saccharothrixtexasensis是同一个种 ,建议合并为Saccharothrixtexasensis;鲑色诺卡氏菌桔橙变种 (Nocardiasalmonicolorvar.aurantia ca)AS4 1 1 87与Rhodococcusruber是相同种 。

一株环己酮高效降解菌株的筛选及鉴定

自岳阳巴陵石化公司环己酮生产车间总出水口污泥中分离得到一株能快速降解环己酮的菌株,菌号为JDM-3-11.通过形态观察、生理生化特征检测和基于16SrRNA基因序列的系统发育分析,初步鉴定其为赤红球菌(Rhodococcus ruber)的一个菌株.当环己酮的质量浓度为2000mg/L时,在温度为30℃,转速为150r/min,pH值为7的条件下,70h内该菌株对环己酮的降解率达到94.79%.

一株石油降解赤红球菌(Rhodococcus rubber)特性及处理含油废水研究

从石油污染土壤筛选出一株高效石油降解菌JC-106,经细菌形态学、生理生化及16S r DNA序列分析鉴定为赤红球菌(Rhodococcus rubber).在温度15~40℃、初始p H 6~8、盐度0~4%条件下培养生长良好.该菌能利用十二烷、二十四烷、正辛烷、邻苯二酚、蒽、萘为唯一碳源生长.在较低温度下能有效降解原油,在15和35℃培养15 d对原油降解率分别为41.61%和58.18%,GC-MS分析发现原油组分中正构烷烃(C14~C44)降解率达到96.13%.在含1000 mg·L^(-1)原油的人工废水中加入2%(V/V)赤红球菌JC-106菌悬液,采用SBR间歇式活性污泥法处理含油废水,15 d后出水COD、NH_4+-N、TP平均去除率分别为96.49%、96.88%、99.15%,原油去除率为92.43%,对照组原油去除率仅为53.80%.JC-106在含油废水中稳定生长,数量维持在4.8×1010~1.0×1011cfu·mL^(-1)左右.

Rhodococcus ruber FIM-12菌株的分离鉴定及其生物活性研究

从海南省文昌市八门湾红树林土壤中分离一株产红色素菌株FIM-12,通过形态学、生理生化特征与分子生物学鉴定为赤红球菌(Rhodococcus ruber),命名为赤红球菌Rhodococcus ruber FIM-12.为考察赤红球菌提取物的生物活性,以小鼠为研究对象,通过灌胃的给药方式研究其毒性以及对免疫器官、巨噬细胞(MΦ)吞噬功能的影响.结果表明,灌胃的给药量ρ(LD_(50))>2.0 g/kg;一定质量浓度的赤红球菌提取物能增加免疫器官胸腺和脾脏的质量,提升白细胞数量,增强MΦ的吞噬活性.赤红球菌提取物的毒性低,能显著提高机体的免疫能力,具有一定的应用价值.