基于微生物高通量分离技术的白星花金龟幼虫消化道玉米秸秆降解菌筛选

白星花金龟幼虫在转化玉米秸秆过程中,其肠道微生物发挥关键作用。为获得优良秸秆降解菌株,研究通过优化秸秆提取物(Straw extract,SE)提取参数,制备SE培养基,采用高通量分离培养方法,从白星花金龟幼虫后肠分离得到1128株细菌,微生物可培养率为42.1%。从中筛选到纤维素降解菌409株,木质素降解菌669株。测定部分菌株降解率,结果表明,菌株P61-C4、P63-G12-1和P62-D4-2对滤纸条降解率分别为45.6%、31.7%、26.8%;菌株P61-C7-1、P61-C6-2、P61-C10-1对木质素磺酸钠降解率分别为50.5%、30.6%、25.1%。研究结果明确白星花金龟幼虫肠道微生物对转化玉米秸秆的作用,丰富秸秆生物降解菌株资源,对促进农业可持续发展具有重要意义。

苦草附生细菌的分离鉴定及高效功能菌株筛选

为探究沉水植物附生细菌的功能特性,选取苦草(Vallisneria natans)在室内配置模拟污水进行菌群驯化,分离苦草根、叶际附生细菌进行筛选,结合16S rRNA基因序列分析鉴定结果,共分离纯化和保藏172株菌株(分布于5个门、15个目、42个属),其中根际分离菌107株,叶际分离菌65株.将分离得到的5个门、30个属、47个种的82株代表性菌株进行脱氮、解磷释磷、产吲哚乙酸(IAA)和去除有机物功能验证实验.最终筛选到高效氨氮去除菌10株、硝氮去除菌9株、解无机磷菌12株、解有机磷菌11株、产IAA菌11株及去除有机物菌10株.苦草根、叶际可培养微生物多样性较为丰富,该研究中筛选到的高效功能菌丰富了对苦草附生微生物资源的认识,为沉水植物合成菌群的研制和应用奠定基础.

聚苯乙烯降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

石油基废弃塑料造成的环境污染已成为人类难以解决的问题,而现有的处理方式既耗能又容易造成二次污染。研究发现,大蜡螟幼虫肠道内存在降解塑料的细菌,可有效加快塑料的降解,分离纯化其肠道内菌株具有极高的研究价值。因此,使用生活中常见的聚苯乙烯(PS)包装盒作为唯一食物来源喂食大蜡螟幼虫,富集大蜡螟幼虫肠道内的PS降解菌;经解剖、培养、分离,最终获得4株菌株(PD-1、PD-2、PD-3和PD-4)。将各菌株接种至以PS薄膜为唯一碳源的基础盐培养基(MSM培养基)并测定了其降解率。结果表明,PD-1对PS薄膜降解率最高,为1.8%。对PD-1进行菌株形态观察、生理生化测定及系统发育树构建,鉴定PD-1为肠杆菌科克雷伯氏菌属(Klebsiella)。同时,采用紫外或硝酸对PS薄膜进行了预处理,以期提高菌株降解率。结果表明,PD-1降解硝酸预处理的PS薄膜的降解率为2.5%,而对紫外预处理的PS薄膜的降解率为0.8%,PS薄膜经硝酸预处理后更易被PD-1降解。

酱油中降生物胺乳酸菌的筛选、鉴定及其生长特性研究

为获得在酱油发酵中具有降解生物胺能力的乳酸菌,该研究从酱油和酱醪样品中筛选具有降生物胺功能的菌株,对目标菌株进行鉴定并研究其生长曲线、耐盐、耐酸等生长特性及降解特性。结果表明,采用稀释分离法、双层显色培养法、生物胺氧化酶定性检测和液相色谱-串联质谱法定量分析筛选得到5株高效降解生物胺的菌株,经形态学、生理生化和16S rDNA分子生物学鉴定,均为发酵乳杆菌;其中,菌株L2112、L31B2和L41B对酱油中主要生物胺——酪胺、组胺、亚精胺和苯乙胺的降解率分别达到63.76%、59.09%、43.38%和35.12%,菌株L2112和L41B耐酸耐盐能力均较好,在37℃、40 g/L NaCl和300 mg/L生物胺质量浓度时菌株L2112降生物胺能力最佳,在37℃、130 g/L NaCl和500 mg/L生物胺质量浓度时菌株L41B降生物胺能力最佳。该研究有望为酱油发酵体系中生物胺调控提供优良菌株。

一株高效石油降解菌的筛选及降解能力初探

为了有效降解石油开采过程中产生的含油污泥中的石油,达到油泥资源再利用的目的,选育高效石油降解菌,为石油污染生物修复提供菌种资源和技术支持。通过连续富集传代培养,从页岩油泥中分离出一株高效石油降解菌YH1-1,经过形态学、生理生化以及16S rRNA序列分析,鉴定YH1-1为醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)。该菌在温度30℃、初始培养pH值7.0条件下降解质量浓度50 g/L的油泥,经气相色谱(GC)分析,28 d降解率可达87%,说明该菌可有效降解石油烃。因此,醋酸钙不动杆菌YH1-1在开发研制石油污染生物修复菌剂方面有较好的应用前景。

牛羊粪中纤维素降解菌的筛选鉴定及产酶条件优化

该研究采用刚果红染色法和滤纸条崩解法从青海天然牧场的牛羊粪中分离筛选纤维素降解菌,通过形态学观察及分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定。以羧甲基纤维素(CMC)酶活性为筛选指标,采用单因素试验及响应面试验对其产酶条件进行优化,并评价其对不同秸秆的降解效果。结果表明,筛选获得一株具有较高产纤维素酶活性的菌株BC-4,其被鉴定为索诺拉沙漠芽孢杆菌(Bacillus sonorensis)。单因素及响应面试验结果表明,该菌株最优产酶条件为发酵初始pH8,接种量2%,发酵温度35℃。在此优化条件下,菌株BC-4产羧甲基纤维素酶活性为93.7 U/mL。该菌株对不同秸秆均具有较好的降解效果,其中对菊芋秸秆降解率最高为26.3%。

华容芥菜降亚硝酸盐乳酸菌的筛选鉴定及发酵特性研究

为降低芥菜发酵过程中亚硝酸盐的积累,采用传统培养分离法从发酵芥菜中分离乳酸菌,并从中筛选出产酸且降亚硝酸盐性能优良的菌株。经形态学观察和分子生物学技术对筛选菌株进行鉴定,并对其生长、产酸特性、耐亚硝酸盐、耐胃液和耐胆盐性能及抑菌能力进行研究,评估其发酵性能。结果表明,筛选出2株优良乳酸菌菌株,编号分别为SYS-2和SYS-4,经鉴定,均为植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum);2株乳酸菌菌株培养24 h后,亚硝酸盐降解率均>90%,pH值均降至4.0以下,总酸含量分别达18.68 g/100 mL、16.50 g/100 mL;对NaNO2(≤200μg/mL)具有较强耐受能力,在模拟人工胃液(pH 2.5)和0.3%胆盐溶液消化3 h后存活率均>50%;2株乳酸菌对致病菌均有一定的抑制作用,其中,菌株SYS-4的抑菌效果较好,对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(Escherichia coli)、沙门氏菌(Salmonella)的抑菌圈直径分别为22.84 mm、25.51 mm、19.78 mm。筛选出的植物乳植杆菌SYS-2和SYS-4具有较强降解亚硝酸盐的能力以及良好的发酵特性,可为后续生产低亚硝酸盐发酵芥菜提供安全优质菌剂。

莠去津降解菌Y204的分离鉴定及其对甜菜莠去津药害缓解作用研究

【目的】为了研究莠去津降解菌对甜菜莠去津药害缓解作用。【方法】本研究从长期施用莠去津的玉米田中取土样,通过富集分离法获取生长能力较强真菌8株,利用液相色谱法筛选莠去津降解能力最强菌株Y204,降解率为31.1%。【结果】通过形态学观察与分子鉴定相结合的方式,初步将该菌株归类为植物内生真菌篮状菌(Talaromyces purpureogenus)。并将该菌株发酵液以浸种和叶面喷施相结合的方式施用于具有莠去津残留的甜菜上,发现发酵液处理过的甜菜含糖率、产量及产糖量较对照均有明显增加。在提产增糖方面,浸种+有叶面喷施(T4)和浸种+无叶面喷施(T3)效果均显著,T4处理的产量和产糖量分别为74 864.08 kg/hm^(2)、11 749.23 kg/hm^(2),较对照分别增加18.85%、35.01%;T3处理的产量和产糖量分别为76 691.66 kg/hm^(2)、10 787.90 kg/hm^(2),较对照分别提高了21.74%、23.97%。在含糖率方面,T4处理达到15.69%,较对照提高了1.89个百分点。【结论】该莠去津降解菌株在甜菜产业中应用前景广阔。

窖泥中乳酸利用菌的分离鉴定及降解性能研究

研究以优质老窖泥作为筛选源,以乳酸钠为唯一碳源分离乳酸利用菌。通过菌落形态观察和16S rRNA基因测序对菌株进行鉴定,采用液相色谱法和气相色谱法测定菌株的乳酸利用率和代谢特征。试验中共筛选到3株乳酸利用菌,对其中2株乳酸利用率高的YG-1和WG-1进行菌种鉴定,结果显示两株同属于芽孢杆菌属(Bacillus),2株菌的酸类代谢产物主要是乙酸。考察pH、乙醇、葡萄糖及乳酸钠对菌株利用乳酸影响的试验中发现,2株菌在中性及碱性条件下的乳酸降解能力要好于酸性条件,环境pH小于5时,不利于菌株代谢;菌株YG-1可以耐受6%的乙醇浓度,比WG-1有更高的乙醇耐受力;葡萄糖存在的情况下,2菌株的乳酸利用率显著下降;2株菌均能耐受40 g/L的乳酸含量。

一株柴油降解菌Bacillus S3-2-LX的筛选鉴定和基因组测序分析

柴油污染对环境生物多样性和人类健康造成了严重威胁,微生物修复是目前柴油污染场地修复中的重要手段之一。以柴油为唯一的碳源,从四川某高校一垃圾堆放点的土壤中分离出一株芽孢杆菌属Bacillus的菌株S3-2-LX,菌体呈杆状,菌落呈乳白色圆形。为了验证该菌株是否具有多环芳烃降解能力,开展了多环芳烃降解培养实验,并基于Illumina HiSeq 2000平台进行de novo测序。结果表明:培养7 d后,S3-2-LX菌株对萘、菲和芘的降解率分别为99.1%、42.1%和29.2%。S3-2-LX基因组测序总长度5869851 bp,共得到53个Scaffold,GC含量为34.89%,能注释到COG、KEGG的基因数目分别为4211、3060个;S3-2-LX具有与烃类代谢相关的代谢通路,拥有降解烷烃、二恶英、二甲苯、苯甲酸、多环芳烃等的能力。通过对S3-2-LX的生理特性和代谢途径分析,进一步揭示了其降解柴油的关键步骤和机制。

一株3,5,6-三氯-2-吡啶酚降解菌Delftia sp.DFT的分离鉴定及降解途径研究

微生物降解是消除农药残留物3,5,6-三氯-2-吡啶酚(TCP)的有效方法,但其降解机制并不清楚。为探究TCP完整的代谢途径和降解机制。采用富集分离法从农田土壤中分离了一株TCP降解细菌,并分别通过高效液相色谱和液相色谱-质谱(LC-MS)技术检测了菌株的降解性能,并鉴定了其代谢产物。该菌株为Delftia sp.DFT菌,它能在48 h内对50 mg/L的TCP降解率达34.28%,同时也能降解3,5-二氯-2-吡啶醇、6-氯-2-吡啶醇和2-羟基吡啶等其他氯代吡啶类化合物。在降解TCP过程中,共鉴定了12种不同的TCP代谢产物。初步推测水解-氧化脱氯途径、还原脱氯途径、反硝化及烷基化途径可能共同参与了菌株DFT对TCP的降解。据文献调研,这是首次在Delftia sp.菌中发现有四种可能的TCP代谢途径的报道,这为纯培养物中的TCP降解机制研究提供了参考信息。

1株二氯喹啉酸降解菌QC06的筛选鉴定及其降解特性

为了筛选能降解二氯喹啉酸的微生物,本研究利用富集培养技术,从长期施用二氯喹啉酸的土壤中分离出1株二氯喹啉酸的高效降解细菌QC06。通过生理生化试验和16S rDNA同源性分析,将菌株QC06归属于泛菌属Pantoea sp.。并分析了接种量﹑温度﹑pH以及二氯喹啉酸的初始浓度对菌株降解二氯喹啉酸效果的影响,确定了在二氯喹啉酸浓度为50 mg.L 1﹑接种量为4%(OD600=0.060)、pH 7.0、温度30℃的最佳降解条件下,第7 d对二氯喹啉酸的降解效率可以达到95.31%。

二氯喹啉酸降解菌的分离鉴定及降解特性分析

采用富集培养技术从长期施用二氯喹啉酸的土壤中分离得到1株能够降解二氯喹啉酸的细菌,将其命名为J3,通过生理生化特性和16s rDNA同源性序列分析,鉴定其为产碱菌属(Alcaligenes sp.)。在二氯喹啉酸初始质量浓度为100 mg/L、接种量为4%、pH 7、30℃条件下,接种后第6天,菌株J3对二氯喹啉酸的降解率可达到70%以上;在25℃、接种量为4%条件下,其生物修复作用可使受二氯喹啉酸(25%田间推荐剂量)药害盆栽烟草的恢复率达到69%。

高效石油烃降解菌的分离鉴定及降解特性

为获得更为丰富的石油降解微生物资源,从沈抚污灌区石油污染土壤和实验室高浓度柴油胁迫土壤中筛选出了4株高效石油烃降解菌SF-422、SF-428、SF-433和SYS-1.这4株菌总石油烃（Total petroleum hydrocarbon/TPH）生物降解率为67.4%～73.6%.经过16项生理生化特性实验和16S rDNA序列分析鉴定,SF-433,SF-428,SF-422和SYS-1分别为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）,木糖氧化无色杆菌（Achromobacter xylosoxidans）,施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）和洋葱伯克霍尔德氏菌（Burkholderia cepacia）.纯烃降解定性实验表明所筛选出的4株高效降解菌均能够利用正十六烷、苯、菲和环己烷为唯一碳源生长,其中菌株SF-428和SYS-1显示了对芳烃及环烷烃较强的利用能力.

二氯喹啉酸胁迫下降解菌对烤烟叶片中活性氧及保护酶的影响

研究了二氯喹啉酸胁迫条件下,向土壤施入降解菌对烤烟叶片中活性氧及保护酶的影响。结果表明,移栽后20 d时,与对照相比,施入降解菌能降低烟叶中超氧阴离子自由基(O2.-)、羟自由基(.OH)、过氧化氢(H2O2)和丙二醛(MDA)含量,分别降低了23%、39%、25%、49%;能提高烟叶中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及过氧化物酶(POD)活性,分别提高了66%、51%、48%。总体上,随着降解菌施入量的增加,烟叶中防御酶活性提高,MDA和活性氧含量降低,在每克干土中施入降解菌量为3×1010个时缓解二氯喹啉酸胁迫效果最好。

石油污染土壤的生态风险评价和生物修复 Ⅰ.一株具有乳化石油能力的细菌分离鉴定

以江汉原油为唯一碳源,经过BH培养基富集培养,以血平板从不同石油污染土壤中分离纯化获得多株细菌。通过测定这些细菌对柴油的乳化程度,发现菌株X13-1具有较强乳化能力,其1 h、24 h的乳化率分别为80%和75%,明显高于文献报道。此外,该菌在以石蜡为唯一碳源的BH培养基中生长较好,说明其具有较强的分解石油的能力。经Biolog细菌自动鉴定仪鉴定,同时进一步通过PCR扩增获得该菌的16SrDNA,并测序。对其16S rDNA分析表明,该菌株与GenBank中的醋酸钙不动杆菌同源性为97%,确定该菌可能为醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)。

四环素类抗生素降解菌的分离与鉴定

为了获得四环素类抗生素的高效降解菌,从长期受四环素类抗生素污染的土壤中分离、重复驯化筛选得到6株对四环素类抗生素具有降解能力的菌株;采用高效液相色谱法研究了6株降解菌的降解效果,并通过形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析对其进行鉴定。结果表明,菌株TJ-2#对土霉素、四环素和金霉素3种四环素类抗生素的降解效果最好,降解率分别为58.3%、63.9%和65.5%,TJ-6#其次;6株降解菌均能以四环素类抗生素作为唯一碳源生长。经形态、生理生化特征及16S rDNA鉴定,菌株TJ-2#为木糖氧化无色杆菌(Achromobacter sp.),TJ-6#为枯草芽胞杆菌(Bacillus sp.)。本研究结果对四环素类抗生素的生物降解具有一定的现实意义。

污染土壤中原位阿特拉津降解菌的分离和鉴定

为克服传统富集培养分离降解菌的局限性,直接将长期受阿特拉津污染的土壤稀释后,涂布于加有土壤浸出液和阿特拉津农药的平板,分别从两个采自不同地区的污染土壤中各分离了一株高效广谱降解菌AG1和ADG1:它们能以阿特拉津为唯一碳源、氮源和能源生长,能分别在44 h和48 h内降解1 000mg L-1的阿特拉津,降解率100%;它们还能以扑草净、西玛津等三嗪类除草剂为唯一氮源生长。16S rDNA核苷酸序列分析结果表明菌株AG1与ADG1都与节杆菌属(Arthrobacter)的细菌有高度同源性,结合两株菌的形态特征及生理生化特征,将它们鉴定为Arthrobacterspp.。PCR扩增两株菌的降解基因,结果表明它们的降解基因都是trzN和atzBC的组合,这是国内首次报道具有该基因类型的阿特拉津降解菌。

3-苯氧基苯甲酸降解菌的分离及降解特性研究

从农药厂污泥中分离到一株3-苯氧基苯甲酸(3-Phenoxybenzoicacid,3-PBA)降解菌PBM11。经生理生化试验和16SrDNA测定初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonassp·)。PBM11能以3-PBA为唯一碳源生长,降解试验表明:在基础盐培养基中,初始pH7·0,30℃,160r/min,装瓶量为100mL/250mL的条件下,PBM11经过24h可完全降解200mg/L的3-PBA;添加低浓度的外源营养物质能够在一定程度上促进降解;Cu2+和Co2+等对其降解性能有抑制作用,而Fe3+有明显的促进作用;通过分析底物利用情况,初步推断3-PBA降解的中间产物可能为原儿茶酸和苯酚。经过7d的处理,PBM11对土壤中100mg/L3-PBA的降解率为66·25%。从PBM11中检测到一个质粒。

三江镇腌菜中降解亚硝酸盐乳酸菌的筛选和初步鉴定

为筛选具有较强降解亚硝酸盐能力的乳酸菌,本实验经过初筛和复筛从三江镇雪里蕻腌菜中筛选出降解亚硝酸盐能力相对较强的乳酸菌菌株。筛选结果显示菌株对亚硝酸盐最强降解能力达到68h平均降解量32.66μg/mL。采用十六烷基三甲基溴化铵法(CTAB)法提取降解亚硝酸盐能力最强的乳酸菌11号菌株的基因组,测序后进行Blast同源性比较,其与Lactobacillus fermentum strain PL9005的同源性达到98%,并选取同源性较高的菌株构建系统发育进化树,初步鉴定该菌株为Lactobacillus fermentum。