一株硝基还原假单胞菌的溶磷特性及对碳循环相关基因的影响

为提高黔中黄壤区农田土壤磷素的有效性,以从该地区筛选的1株具有溶磷能力的硝基还原假单胞菌(QHR-9)为试验菌株,通过室内摇瓶培养试验研究菌株的溶磷特性。设置对照、QHR-9、QHR-9+葡萄糖、QHR-9+组合糖类等4个处理,通过室外土壤培养试验研究菌株在土壤中的作用及对碳循环相关基因的影响。室内摇瓶培养试验结果表明,培养第7 d,QHR-9对磷酸三钙、磷酸铝、磷矿粉的溶解能力分别为645.82 mg/L、269.17 mg/L、272.45 mg/L;QHR-9在10种不同碳源条件下溶磷能力为28.06~645.82 mg/L,在10种组合碳源条件下的溶磷能力为92.31 mg/L。室外土壤培养试验结果表明,QHR-9可以显著增加土壤有效磷含量、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活性、硝基还原假单胞菌丰度等,QHR-9+葡萄糖与QHR-9+组合糖类处理上述4项指标均高于QHR-9处理;土壤pH以QHR-9+葡萄糖处理最低,与QHR-9、QHR-9+组合糖类处理差异不显著;QHR-9处理微生物碳循环糖基转移酶(GT)和辅助活性酶(AA)基因相对丰度与对照相比降低,糖苷水解酶(GH)基因相对丰度增加,QHR-9+葡萄糖和QHR-9+组合糖类处理加剧了这一变化趋势。相关性分析结果表明,土壤有效磷含量、pH、酸性(碱性)磷酸酶活性与微生物碳循环相关基因相对丰度均有显著或极显著相关性。

降解1,2,4-三氯苯的硝基还原假单胞菌J5-1的分离鉴定和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因的克隆

从受氯苯污染的土壤中分离到1株以1,2,4-三氯苯为唯一碳源生长的细菌,命名为J5-1.根据其生理生化特征和16SrDNA(GenBank Accession No.EF107515)序列相似性分析,将该菌株初步鉴定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens).当1,2,4-三氯苯初始浓度为400 mg/L时,J5-1对其最大降解率接近90%;当1,2,4-三氯苯浓度初始为20 mg/L时,降解效果最好.J5-1对1,2,4-TCB的降解服从一级反应动力学.从J5-1的基因组DNA中克隆到CC12O的全长序列.

硝基还原假单胞菌谷氨酰胺酶的分离纯化及酶学性质

采用离子交换层析和凝胶过滤层析等方法,分离纯化硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)SK16.004所产的谷氨酰胺酶,并进一步研究该酶的酶学性质及反应动力学参数。结果表明,该酶的最适反应温度为55℃,最适pH为9.0,温度稳定范围为37～60℃,pH稳定范围为5.0～11.0;Cu2+对促进酶活提高作用最大,而Fe3+会抑制该酶的转移活力。谷氨酰胺酶对底物谷氨酰胺的亲和力最强,其Km值为0.72 mmol/L,Vmax为0.55μmol/(min.mL)。

硝基还原假单胞菌吸附重金属镉的机理研究

系统研究了硝基还原假单胞菌对重金属镉的吸附特性与吸附机理.研究结果表明,此株菌可以耐受200mg/L重金属镉,而进一步提高镉离子的浓度则会显著抑制该菌的生长.将该菌株接种至含20、50和100mg/L Cd^(2+)的液体LB培养基中,经过120h的培养,镉的去除率分别能达到94.3%,91.0%和86.0%.系统研究了pH值、温度、盐浓度和多种重金属离子存在下,该菌株对溶液中镉离子去除效果的影响.结果表明,硝基还原假单胞菌可以在pH值为4~8范围内有效吸附镉离子,当NaCl溶液提升至1mol/L时,该菌株仍可耐受,并且可以吸附除了铅离子之外的多种重金属离子.X射线光电子能谱分析结果显示,吸附后Cd^(2+)的结合能发生了变化.扫描电镜结果显示,与正常菌株相比,吸附镉的菌株产生明显形变,且表面有白色颗粒状物质吸附,结合X射线光电子能谱分析结果,可以说明生物矿化是该菌株吸附和钝化重金属的途径之一.

褐煤协同球红假单胞菌固定SRB颗粒处理AMD中Fe^(2+)、Mn^(2+)试验研究

针对硫酸盐还原菌(Sulfate-Reducing Bacteria,SRB)易受高浓度重金属、低pH抑制,以及需要投加碳源材料等问题,采用微生物固定化技术,以SRB、球红假单胞菌和褐煤作为主要固定基质,制备褐煤协同球红假单胞菌固定SRB颗粒(L-P-SRB),探究L-P-SRB对酸性矿山废水(Acid Mine Drainage,AMD)中含Fe^(2+)、Mn^(2+)和SO_(4)^(2-)的去除效果。基于还原动力学及吸附动力学结合扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等手段,揭示L-P-SRB处理AMD的机理。同时,探究了低温处理L-P-SRB对AMD的修复效果,为低温条件下矿区处理AMD提供一定的依据。结果表明:L-PSRB对Fe^(2+)和Mn^(2+)的去除率分别为91%和79%,吸附Fe^(2+)和Mn^(2+)的过程均符合拟一级动力学;对SO_(4)^(2-)的去除率分别达到了91.28%和81.94%,还原SO_(4)^(2-)的过程符合一级动力学。与Fe^(2+)相比,Mn^(2+)对L-P-SRB活性有一定的抑制作用。L-P-SRB能将废水中的Fe^(2+)、Mn^(2+)和SO_(4)^(2-)一次性去除,很好的解决了褐煤只能单纯吸附重金属离子和SRB需要投加碳源的问题。低温冷藏处理不会抑制L-P-SRB的活性,为一次制备多次使用提供了依据。由SEM和FT-IR检测可得,L-P-SRB在处理废水的过程中,球红假单胞菌优先发挥作用,破坏褐煤的结构,部分官能团被破坏,褐煤中的C—C、C=O以及环烃、烷烃、烯烃的侧链断裂,产生大量小分子有机物,增大了颗粒的比表面积,提高了颗粒的吸附能力。同时褐煤为SRB还原SO_(4)^(2-)提供了载体和大量的碳源,促进了SRB的生长,提高了对AMD的处理效果。

硝基还原假单胞菌诱导矿化碳酸钙及其固持Cd^(2+)机理的研究

为了研究微生物对生物源碳酸钙(BV)的诱导矿化,探索生物源碳酸钙矿物对重金属镉(Cd)的固持作用,以硝基还原假单胞菌为研究菌株,以Ca(NO3)2为钙源,在LB液体培养基中诱导碳酸钙形成。探讨了不同环境影响因子(Ca2+质量浓度、时间、pH)对生物源碳酸钙的诱导及其吸附Cd2+性能的影响,结合SEM、XRD、FTIR等表征手段,对吸附机理进行了研究。结果表明:硝基还原假单胞菌能够诱导矿化碳酸钙,且BV对Cd2+有良好的固持吸附性能。LB培养基中(pH=7),Cd2+初始质量浓度为10 mg·L-1、Ca(NO3)2的添加量为5 g·L-1,在30℃和180 r·min-1的条件下振荡培养7 d,诱导矿化与吸附效果最好,Cd2+的去除率能达到98.99%。吸附机理研究结果表明:BV对Cd2+的吸附主要为物理吸附过程,包括表面吸附及碳酸钙矿化过程中矿物晶格的固持作用。

海藻酸钠包埋法固定硝基还原假单胞菌的研究

目的优化海藻酸钠和CaCl2对硝基还原假单胞菌SP.001细胞的固定化条件。方法以海藻酸钠为载体,通过包埋法固定化谷氨酰胺酶,通过单因素实验和正交实验对固定化细胞制备条件进行优化。结果单因素实验中,当海藻酸钠和CaCl2的浓度分别为4%和3%、酶液量与海藻酸钠的体积比为1:2、固定化时间为3 h时,包埋效果最好,测得固定化细胞回收率较高,可达80.5%。通过正交实验得出最佳组合为:酶液量与海藻酸钠体积比1:3,固定化时间3 h,海藻酸钠浓度4%,CaCl2浓度3%,固定化细胞回收率达到85.78%。结论本研究优化了海藻酸钠包埋法固定硝基还原假单胞菌的条件,并对固定化细胞的性质进行探讨,为硝基还原假单胞菌所产的谷氨酰胺酶的固定化和应用提供参考。

假单胞菌JX165及其完整细胞对硝基苯的好氧降解

利用Pseudomonas sp. JX165及其完整细胞考察了硝基苯的好氧降解特性,并对其降解机理进行了分析.结果表明,菌株JX165对硝基苯的好氧降解过程,首先还原产生2-氨基酚和苯胺,再经不同的氧化途径彻底降解;在高浓度-＞200mg/L-及高转速-＞200r/min-下,菌株JX165对硝基苯的降解过程会产生更难以降解的偶氮苯类化合物;经硝基苯诱导的JX165细胞中含有硝基苯、2-氨基酚、苯胺及邻苯二酚降解酶,且它们均为诱导酶,其动力学参数分别为Km-硝基苯-=34.12mg/L,Vmax-硝基苯-=3.01mg/-L-min-;Km-2-氨基酚-=43.49mg/L,Vmax-2-氨基酚- =2.56mg/-L-min-;Km-邻苯二酚-=51.03mg/L,Vmax-邻苯二酚-=1.32mg/-L-min-;Km-苯胺-=57.15mg/L,Vmax-苯胺-=0.79mg/-L-min-.

基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料的阻抗型电化学适配体传感器检测铜绿假单胞菌

基于还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金复合纳米材料制备电化学阻抗传感器检测铜绿假单胞菌。采用电化学沉积的方法将氧化石墨烯/碳纳米管修饰在电极表面,并将氧化石墨烯电化学还原。随后将纳米金沉积在电极表面,最后将巯基修饰的铜绿假单胞菌适配体通过金硫共价键结合在纳米金表面,制成工作电极。用扫描电镜观察合成的还原氧化石墨烯/碳纳米管-纳米金材料的形貌。用循环伏安法对组装电极的每一步进行电化学表征。当铜绿假单胞菌在适配体修饰的电极表面孵育后,适配体会将目标菌捕获在电极表面,阻碍电极表面电子传输,导致阻值上升,根据电阻变化值可实现对目标菌的定量检测,检测线性范围为10~10^(6) CFU/mL,检出限可达4 CFU/mL,本实验方法是已知的检测铜绿假单胞菌灵敏度最高的电化学方法。

假单胞菌XN-1硝基苯降解性质粒的提取及研究

假单胞菌XN 1对有机污染物硝基苯具有降解性 ,并且对氨苄青霉素具有抗性。检测和提取了假单胞菌XN 1细胞内的质粒 ,得到了一个约 2 2kb大小的质粒pXN 1。质粒消除实验证实这个质粒与硝基苯降解性有关 ,而与抗生素抗性无关。XN 1和其自发突变株XN 1 2和XN 1 3特性的差异和质粒检测的差异之间存在对应关系 ,并且得到了一个比 pXN 1小几个kb的衍生质粒 pXN 1 3。

恶臭假单胞菌对硝基苯污染河水的修复研究

利用被硝基苯污染的某河流底泥中分离出的一株高效降解硝基苯的恶臭假单胞菌,对硝基苯污染河水的修复进行了研究,考察了河水中的微生物、营养液的投加、温度和硝基苯浓度等因素对降解菌生长和硝基苯的降解的影响。结果表明:在未投加细菌的实验,硝基苯浓度的降低小于5%;在5℃对河水灭菌和不灭菌的条件下,投加细菌均将20 mg/L的硝基苯在56 h内降解完全;25℃条件下营养液的投加使20 mg/L的硝基苯降解提前4 h,5℃则提前16 h;在25℃不添加任何营养液的情况下,投加的细菌利用河水中的营养物质以1.5 mg/L.h的平均降解速率将160 mg/L硝基苯完全降解,为污染河流生物修复提供了可能。

硝化还原假单胞菌SPQ03 PnSoxRS调控子的克隆和功能初步分析

从对百草枯具有高度抗性的硝化还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)菌株SPQ03中分离了PnSoxR和PnSoxS调控子。ScanProsite程序分析结果表明,SoxR氨基端含有一个MerR家族特有的DNA结合域,羧基端含有4个半胱氨酸残基,是MerR家族成员之一;SoxS是AraC家族成员,含有2个典型的AraC-HTH保守域;PnSoxR所编码的氨基酸与大肠杆菌SoxR的一致性为98%,而与同属的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginos)SoxR的一致性仅为56%,PnSoxR与大肠杆菌SoxS的一致性为100%,铜绿假单胞菌中没有发现SoxR基因存在。将PnSoxR和PnSoxS分别转化E.coliBL21,发现PnSoxS能赋予BL21百草枯(Paraquat)抗性。

铜绿假单胞菌在Cr(Ⅵ)还原中应用的研究

研究了铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)对Cr(Ⅵ)的还原效果及碳源、pH和 Cr(Ⅵ)初始浓度对还原效果的影响,并对其还原机理进行了分析、探讨。结果表明:铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)能有效还原Cr(Ⅵ),3种碳源的还原效果依次为苹果酸>琥珀酸>葡萄糖,其还原率分别为60.86%、43.76%、28.86%; pH=7.0时还原率最高,可达61.71%;随着Cr(Ⅵ)初始浓度的升高,还原量逐渐减少,当Cr(Ⅵ)初始浓度达到157.0mg/L时,Cr(Ⅵ)的还原受到强烈抑制。实验结果还表明:铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)的正常生理活动受到影响时,其还原率下降;另外,还原Cr(Ⅵ)主要是菌种体内的溶解性酶起作用,细胞膜部分几乎无还原作用。

固定化铜绿假单胞菌生物降解对硝基苯酚

用海藻酸钠作载体,将一株能以对硝基苯酚(PNP)为唯一碳源和氮源的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)进行固定化包埋,利用正交试验确定该菌株固定化细胞制备的最优条件,探讨固定化细胞技术对PNP的生物降解效果及其影响因素。结果表明,该菌株的固定化细胞对PNP的生物降解速度大于游离细胞;固定化细胞对PNP的耐受浓度比游离细胞高;固定化细胞生物降解PNP的最适pH为8.0～9.0,最适温度为30～35℃。该固定化细胞在PNP浓度为50mg/L的无机盐溶液中培养42h,可使PNP降解率接近100%,其生物降解的时间动力学曲线分为0～35h和35～42h两段,其中0～35h为生长延滞期,35～42h随着菌株生长的开始,PNP迅速被生物降解,约7h生物降解完全结束。该菌株的固定化细胞可连续使用3次,生物降解效果稳定。

沼泽红假单胞菌偶氮还原酶新基因的克隆表达

前期实验证明沼泽红假单胞菌 (Rhodopsedomonaspalustris)对偶氮染料有较强的降解能力 ,通过PCR扩增 ,从该菌质粒DNA中扩增获得了一条未登录新基因PAR - 1。将该基因构建到融合蛋白表达载体pGEX - 4T - 1,通过IPTG诱导 ,进行原核蛋白表达 ,SDS -PAGE电泳显示 ,有约 4 8kD融合蛋白表达。对经诱导的大肠杆菌 (BL2 1)进行偶氮染料脱色试验 。

沼泽红假单胞菌偶氮还原酶相关基因的克隆及其生物信息学分析

脱色实验证明沼泽红假单胞菌 (Rhodopsedomonaspalustris)对偶氮染料有较强的降解能力 ,作者通过GenBank搜索 ,对所获得的所有偶氮还原酶基因在NCBI进行比对并设计引物 ,从沼泽红假单胞菌质粒中扩增获得了一条含 4 71bp完整开放阅读框架的序列。GenBank搜索表明该基因为未登录的新基因。通过互联网数据库及生物信息学分析工具进行初步分析表明 :该基因编码的蛋白是一种等电点为 9.6 5的不稳定蛋白 ,定位于细胞质 ;由α螺旋、延伸带和随机卷曲三种形式组成 ,具有蛋白激酶C磷酸化等多个位点 ,并具有一个强跨膜疏水区。

探索假单胞菌降解4-氯硝基苯代谢新途径

尽管硝基芳香烃的微生物降解机理已经研究了二十多年，但是还有较多的硝基化毒性化合物的生物学降解机理尚待探索，特别是氯代硝基芳香烃芳环类化合物不易被活化，从而比单取代芳香烃更难以降解。因此，阐明这类难降解有毒物质在有氧条件下的生物学降解机理，将可能对相关毒物环境污染的生物学治理提供理论基础，并可以促进生物技术的改进与强化。

恶臭假单胞菌产羰基还原酶的发酵条件优化

从土样中筛选得到一株产羰基还原酶的菌种恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)ZJPH1606,该菌能不对称催化2'-三氟甲基苯乙酮合成(R)-1-(2-三氟甲基苯基)乙醇,对映体过量值超过99.0%.通过单因素考察产酶培养基组成发现:葡萄糖、牛肉膏和MgSO_4·7H_2O对酶活的影响较为明显,进一步采用响应面法对产酶培养基进行了优化.结果表明:最优发酵培养基组成为葡萄糖38.5g/L,牛肉膏32.7 g/L,MgSO_4·7H_2O 1.1 g/L.在最适培养条件下,菌体酶活力达0.31 U/g,较优化前提高了71.0%.该研究结果丰富了羰基还原酶数据库的基因序列,为高效合成(R)-1-(2-三氟甲基苯基)乙醇提供了新途径.

恶臭假单胞菌中3-酮脂酰ACP还原酶FabG5是脂肪酸合成关键酶

3-酮脂酰ACP还原酶(FabG)催化脂肪酸合成中的第一步还原反应,是细菌生长的关键酶之一.恶臭假单胞菌在环境污染治理和工业聚羟基脂肪酸(PHA)的生产中,都具有重要的应用价值.生物信息学分析显示,恶臭假单胞菌基因组编码6个FabG同源蛋白质,与大肠杆菌FabG相比较,PpFabG5序列相似性最高(76.5%),其他几个PpFabG也都具有较高的序列相似性(约50%).除PpFabG4之外,其他的同源蛋白质都具有催化活性位点和N端辅因子结合位点.为研究恶臭假单胞菌中这6个FabG同源蛋白质的生物学功能,本文进行了异体遗传互补、体外酶学活性分析、体内基因敲除与突变株性状分析等研究.结果显示,只有PpfabG1、PpfabG3、PpfabG5能恢复大肠杆菌fabG温度敏感突变株CL104在42℃时生长,其中PpfabG1互补株生长较弱.而在体外活性检测中,PpFabG1、PpFabG3和PpFabG5在脂肪酸合成起始反应和延伸反应中都具有催化活性,但PpFabG1活性较弱,PpFabG6仅在起始反应中具有催化活性. PpfabG5是恶臭假单胞菌生长的必需基因,不能被敲除,而其他几个PpfabG基因敲除后不影响菌体的生长,突变株的脂肪酸组成与野生菌也无差异.但PpfabG1、PpfabG2敲除后菌体的运动性下降,PpfabG3、PpfabG6突变影响了生物被膜的合成量,而PpfabG4、PpfabG6敲除突变株对H2O2的耐受性增强,表明这些基因具有不同的生理功能,可能在菌体的不同逆境中发挥作用.

来源于假单胞菌4-硝基酚降解基因簇中的偏苯三酚1,2-双加氧酶基因克隆和功能鉴定

通过富集培养的方法从农药厂废水曝气池的活性污泥中筛选到了一株既具有甲基对硫磷降解活性又可以有效降解4-硝基酚的高效菌株1-7,经16S rDNA鉴定为假单胞菌(Pseudom onassp.)。根据4-硝基酚降解相关基因保守区设计简并引物扩增小片段,再应用TAIL-PCR克隆得到偏苯三酚1,2-双加氧酶基因dio1,基因全长873 bp,编码290个氨基酸,酶蛋白理论分子量为32.8 kDa。doi1基因在E.coliBL21中过量表达,并通过N i-NTA亲和层析纯化,结果表明该酶具有正常的生物学活性,证明了假单胞菌1-7可以通过偏苯三酚途径降解4-硝基酚。初步探讨了假单胞菌1-7的4-硝基酚降解机制。