土壤微生态对二氯喹啉酸污染及Enterobacter ludwigii EM1修复的响应

为明确路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)EM1降解菌对土壤二氯喹啉酸污染的修复效果,通过向人工模拟二氯喹啉酸污染土壤中定量添加降解菌EM1,设置无污染对照(CK)、二氯喹啉酸污染处理(QNC)、二氯喹啉酸污染EM1修复处理(QNC+EM1)3种处理,研究降解菌EM1添加前后对土壤可培养微生物、土壤酶活性及细菌群落多样性3个方面的影响。结果表明,QNC+EM1处理在培养结束时相比CK和QNC处理,土壤细菌数量分别增加36.5%和15.6%;放线菌数量相比CK和QNC处理分别增加6.7%和29.4%;真菌数量相较于CK增加7.6%,相比QNC处理降低14.1%。QNC+EM1处理在培养结束时脲酶活性相比CK无明显变化,相比QNC处理下降6.8%;培养结束时磷酸酶和蔗糖酶活性相比CK分别提升135.8%和224.4%,相比QNC处理分别提升149.7%和199.9%,均有明显提高。培养结束时,QNC+EM1处理土壤中二氯喹啉酸质量浓度比QNC处理下降76.7%。土壤细菌群落多样性的分析表明,添加降解菌EM1后,变形菌门(Proteobacteria)丰富度增加15.1个百分点,芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)丰度降低10.7、5.5个百分点,优势菌门疣微菌门(Verrucomicrobia)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)和浮霉菌门(Planctomycetes)消失。主成分分析结果表明,添加降解菌EM1后,细菌群落结构出现明显变化。细菌之间呈现的相关关系数量在减少。总体来看,添加降解菌EM1可有效修复土壤二氯喹啉酸污染,改善土壤菌群,提高土壤酶活性,为土壤二氯喹啉酸污染的修复提供一定参考意义。

Biosorption of Ni²⁺and Cd²⁺from Aqueous Solutions Using NaOH-Treated Biomass of <i>Eupenicillium ludwigii</i>: Equilibrium and Mechanistic Studies

The removal of Ni2+ and Cd2+ ions by Eupenicillium ludwigii biomass was studied in a batch system. The optimum pH for the biosorption was 6 for Ni2+ and 5 for Cd2+. Temperature changes in the range from 15oC to 40oC affected the biosorption capacity, and the nature of the reaction was found to be endothermic for both metal ions. HCl was the best desorbing agent for the desorption of both metals. Chemical modifications of the biomass demonstrated that carboxyl and amine groups played an important role in Ni2+ and Cd2+ biosorption. Ion exchange mechanism was also suggested in the biosorption process.

ganA在路德维希肠杆菌杀松材线虫中的功能解析

生防微生物已被用于防控松材线虫病,但其杀线防病的分子机制尚不明确。本研究发现,经路德维希肠杆菌AA4处理后,松材线虫的校正死亡率达85%以上,菌株AA4能够显著减轻松树幼苗上松材线虫病的发生。为了探究AA4抑杀松材线虫的分子机制,本研究采用DNA同源重组技术,构建了菌株AA4 β-半乳糖苷酶基因ganA的敲除突变体,并对ganA在AA4抑杀线虫中的功能进行了解析。研究结果表明,敲除ganA后,突变体菌株抑杀松材线虫与防治松材线虫病的效果均显著降低,菌株的运动性与其在线虫上的定殖能力亦显著减弱。此外,与野生型菌株相比,gan A敲除突变体菌株限制线虫运动的能力显著减弱。因此,gan A可能通过调控AA4定殖松材线虫与限制线虫运动的能力,在AA4抑杀松材线虫中发挥重要功能。

1株耐Cd细菌的分离、鉴定及其吸附特性研究

从长期受农药污染的土壤中分离筛选到1株可耐受重金属Cd的菌株,经形态观察、生理生化特性、16S rRNA基因序列和系统发育分析确定该菌株为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii),命名为EM1,为Cd污染水体及土壤的修复提供微生物菌株。在无机盐培养基中菌株EM1对Cd^(2+)的最适耐受质量浓度为50 mg/L,吸附Cd^(2+)的最适生长温度为35℃,最适pH值为6.0,在此条件下,其对Cd^(2+)的吸附率最大,为92%。电镜扫描结果表明,在吸附Cd^(2+)的过程中菌体表面分泌大量的胞外多聚物且菌体形态发生变化。红外光谱分析显示,Cd^(2+)胁迫条件下,菌体细胞壁结构并未发生变化,菌株吸附Cd^(2+)的过程主要与菌体表面的羟基、N-H、C-H、多糖中的C-O-C及酰胺基团有关。

路德维希肠杆菌EM1对二氯喹啉酸和Cd2+复合污染的修复

为解决稻田水体环境中农药与重金属的复合污染问题,利用扫描电镜、傅里叶红外光谱等分析技术,研究了路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)EM1对二氯喹啉酸-Cd^(2+)复合污染的修复机理.结果表明,EM1能在以二氯喹啉酸为单一碳源的条件下对Cd^(2+)进行吸附.在温度为35℃,p H为6.0的条件下培养7d,EM1对50mg/L的二氯喹啉酸和Cd^(2+)的降解及吸附率达到最大,分别为30%和60%.扫描电镜结果表明,复合修复过程中菌体形态发生变化,菌体表面分泌大量胞外聚合物.红外扫描分析显示,胁迫条件下菌体细胞壁结构并未发生变化,菌株降解二氯喹啉酸和吸附Cd^(2+)的过程主要与菌体表面的羟基、酰胺基、糖环中的C-O-C及脂肪族化合物有关.

响应面法优化β-甘露聚糖酶发酵培养基的研究

研究采用响应面法对路氏肠杆菌(Enterobacter ludwigii MY271)液体发酵产β-甘露聚糖酶的培养基进行优化。在前期单因素试验对培养条件及培养基优化的基础上,利用Plackett-Burman试验设计筛选出影响产酶的3个显著性因素:魔芋粉、Na2HPO4和Mg SO4。在此基础上,运用最陡爬坡试验找到中心复合试验的中心点,然后研究不显著因素的最低添加量来降低生产成本,最后利用中心复合设计确定显著性因素之间的交互作用及最佳组成。结果表明,魔芋粉14 g/l、蛋白胨18 g/l、Na2HPO4 0.7 g/l、KH2PO4 0.5 g/l、Zn SO4 0.15 g/l、Mg SO4 0.01 g/l,β-甘露聚糖酶酶活可达到62.76 U/ml,与模型预测值相近,且与单因素优化后的酶活(30.02 U/ml)相比,提高了109.06%。通过响应面法优化培养基组分,酶活得到了显著提高,为该酶制剂的大规模生产奠定了基础。

耐重金属肠杆菌GL-2鉴定及对小麦促生作用的研究

为分离出具有重金属抗性的植物根际促生菌,用添加了Cd的LB培养基和嗜铁素培养基筛选合适的菌株,用平板稀释法测定GL-2菌株的最低抑制浓度。在不同处理下的MS培养基中研究了GL-2菌株下Pb和Cd对小麦生长的影响。利用盆栽试验研究了GL-2对小麦生长的促进作用。结果表明,分子生物学和生理生化鉴定GL-2菌株为路氏肠杆菌(Enterobacter ludwigii);GL-2对重金属具有很强的耐受性,其中对Pb的最低抑制浓度高达650 mg/L;添加GL-2菌株的MS培养基可有效减轻重金属对小麦生长的影响;GL-2菌株显著增加了小麦根鲜重、分蘖数和根干重。

谷胱甘肽(GSH)高产酵母菌株的初筛及营养条件优化

对实验室保藏的14株不同种属的酵母菌株的谷胱甘肽(GSH)产量进行了比较,发现其中log酵母菌株的GSH产量最高,达127.785 mg/L。对其营养条件进行了研究,发现其最佳碳源为葡萄糖;硝酸盐会抑制其生长,而有机氮源对其生长有利;考虑到磷和钾对酵母细胞生长及发酵代谢的作用,选择KH_2PO_4为培养基中的基本成分。采用正交试验对培养基的基本成分进行优化,在最佳培养条件下log酵母的GSH产量有较大幅度的提高,达到148.547 mg/L。

使用路德类酵母生产无醇啤酒

研究路德类酵母菌落和细胞形态特征及其利用麦汁中糖的特点,发现其菌落为奶油色,半透明,有光泽,表面光滑,湿润,质软,中间凸起,边缘整齐;细胞为柠檬形,较大,两端出芽生殖。路德类酵母发酵89.9%的果糖和91.9%的葡萄糖,而对于蔗糖的利用率达到100%,但是不发酵麦芽糖和麦芽三糖。将路德类酵母应用于发酵麦汁制得无醇啤酒,并对其产酒精及风味物质的特点予以研究,结果发现:路德类酵母发酵麦汁产酒精量较低,约只相当于同条件下普通啤酒酵母的1/6,当原麦汁浓度低于8°P时,乙醇含量低于0.5%;风味物质的种类与普通啤酒基本相同,但含量相对较低,而与市售无醇啤酒相比,酯类含量较少,高级醇含量没有明显差异,口感较接近。

复杂染料废水脱色菌的分离鉴定及特性研究

以复杂染料废水为研究对象,从活性污泥中筛选出高效脱色菌株,经鉴定为路德维希氏肠杆菌株,编号N1。研究了温度、pH、NaCl浓度等因素对菌株N1脱色效果的影响。结果表明,随着pH和温度的增加,菌株N1对复杂染料废水的脱色率均呈先升高后降低的趋势,温度为35℃、pH为7时其脱色率分别可达91.2%、93%。增大NaCl浓度,菌株N1的脱色能力降低,盐度为10 g/L时其脱色率仅为28%。紫外和GC-MS分析表明发色基团—C=O和—N=N—消失,出现苯酚和芳香胺类物质。

红茶菌和中草药红茶菌体外抑制沙门氏菌的比较研究

[目的]比较红茶菌和中草药红茶菌对沙门氏菌的体外抑制效果。[方法]采用试管稀释法研究红茶菌和中草药红茶菌对沙门氏菌的体外抑制作用。[结果]红茶菌和中草药红茶菌对沙门氏菌都有一定的抑菌作用,尤其是中草药红茶菌原液对沙门氏菌具有显著的抑菌作用。红茶菌对临床分离的高浓度沙门氏菌的抑制效果较差,而中草药红茶菌具有显著的抑制效果。[结论]中草药红茶菌对沙门氏菌的抑制作用与红茶菌相比更加显著,在临床上可用于对沙门氏菌感染的有效预防。

多管发酵法和酶底物法检测总大肠菌群的结果差异性

多管发酵法和酶底物法检测总大肠菌群的结果差异大小与样品的细菌种类组成有关,而多管发酵法和酶底物法检测原理的不同导致检测的目标菌有一定的差异,也是两者结果差异的根本原因。酶底物法对肠杆菌属中的桑树肠杆菌Enterobacter mori(R18-2)、路氏肠杆菌Enterobacter ludwigii(EN-119)有特异性,而多管发酵法未表现出特异性。酶底物法对阴沟肠杆菌(CICC 21539)表现出一定的迟滞效应。酶底物法可作为生产企业检测控制手段,但用作产品合格检验或仲裁检测时应慎重,统一总大肠菌群的定义是当前亟需解决的问题。

路德维希肠杆菌A18沿镰孢霉JK菌丝迁移的生态学效应

土壤细菌沿真菌菌丝的迁移可以扩大细菌的生境,增强其作用效果;然而,生防细菌的迁移对植物致病真菌的影响尚待深入研究.利用细菌-真菌共培养体系,研究生防细菌路德维希肠杆菌A18(Enterobacter ludwigii A18)沿植物致病真菌镰孢霉JK(Fusarium sp.JK)迁移的生态学效应.结果发现,在没有真菌菌丝存在的情况下,路德维希肠杆菌A18只能在3 g/L琼脂浓度的半固体培养基中游动,不能在更高浓度琼脂的培养基表面运动;而在镰孢霉JK存在的情况下,该细菌可以沿真菌菌丝迁移,在移动位点细菌的生物量可达108 CFU/g agar.在路德维希肠杆菌A18存在的情况下,镰孢霉JK的生长没有受到影响;然而,镰孢霉JK的产孢受到了路德维希肠杆菌A18的显著抑制,抑制率达90%.另外,路德维希肠杆菌A18可以黏附于镰孢霉JK菌丝表面形成生物膜,并利用镰孢霉JK分泌物生长,接种10 d后,路德维希肠杆菌A18的生物量从106.07±0.09 CFU/mL增加到109.07±0.10 CFU/mL.本研究表明路德维希肠杆菌A18沿镰孢霉JK菌丝迁移,不仅可以利用真菌分泌物生长,扩大其生境,而且可以抑制镰孢霉JK孢子的产生,减轻镰孢霉对农作物的危害.(图5表1参40)

路德维希肠杆菌噬菌体的分离及生物学特性

【背景】噬菌体能够特异性杀死宿主细菌,特别是耐药性细菌,可以作为新型杀菌剂,而关于路德维希肠杆菌噬菌体的研究尚属空白。【目的】分离路德维希肠杆菌噬菌体,并对其生物学特性进行研究。【方法】通过双层平板法分离、纯化、鉴定噬菌体;通过SDS-PAGE电泳分析结构蛋白;通过透射电子显微镜分析噬菌体的形态;通过结晶紫染色法和刚果红平板法分析生物被膜。【结果】以路德维希肠杆菌X20为指示菌从环境样品中分离获得了噬菌体GM20,噬菌斑透明且有较小晕环,直径大小平均为0.47 mm。透射电镜观察显示,噬菌体GM20具有可伸缩尾部,属于肌尾噬菌体科(Myoviridae)。GM20的滴度为7.65×109^PFU/mL,为烈性噬菌体。一步生长曲线结果显示,噬菌体的潜伏期约为15 min,释放量约为164.3 PFU/infection center。进一步分析显示,GM20具有较好的抑菌效果,耐噬菌体菌株突变株平均突变率为1.06×10^-5。【结论】烈性噬菌体GM20能够杀死路德维希肠杆菌X20,有可能应用于路德维希肠杆菌感染的预防与控制。

一株路德维希肠杆菌的筛选及其对3-苯氧基苯甲酸的降解特性分析

【目的】3-苯氧基苯甲酸(3-phenoxybenzoic acid,3-PBA)的消除是解决拟除虫菊酯类农药污染的关键,目的是从受拟除虫菊酯类农药污染植物根系土壤中分离出3-PBA高效降解菌株。【方法】采用富集驯化、筛选纯化方法,以3-PBA为唯一碳源、能源筛选3-PBA降解菌株;菌株鉴定采用形态、生理生化和16S r RNA序列分析法;并研究其生长降解动力学特性,最后采用Box-Behnken响应面分析确定最佳降解条件。【结果】从川北地区大豆根系土壤中筛选得到1株高效降解菌BPBA031,经鉴定为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii);该菌株耐3-PBA浓度达1600 mg/L,其生长降解过程分别符合Logistic生长动力学(μm=0.09149 h^(–1),X_m=1.1145)和一级降解动力学模型(k=0.02085,t_(1/2)=33.24 h);对3-PBA降解的最适条件为34–37°C、3-PBA浓度25–200 mg/L和p H 7.5–8.5;在35.19°C、30.0 mg/L 3-PBA和p H 7.58条件下,该菌株48 h对3-PBA的降解率达83.75%。【结论】路德维希肠杆菌BPBA031是1株高效3-PBA降解菌,可作为生物修复受3-PBA或拟除虫菊酯类农药污染环境的潜在菌株资源。