一株油藏嗜热厌氧杆菌的分离、鉴定及代谢产物特征

【目的】了解油藏环境中细菌的生理生化特性及代谢产物。【方法】采用Hungate厌氧操作技术从胜利油田罗801区块油层采出水中分离到一株厌氧杆菌SC-2。采用生理生化鉴定结合16SrDNA序列的系统发育学分析确定该菌株的系统发育地位,用气相色谱分析其代谢产物。【结果】菌株SC-2为严格厌氧的革兰氏阴性杆菌,菌体大小为0.38μm×1.7μm～3.9μm,单生、成对或成串生长,产端生芽孢。温度生长范围40℃～75℃(最适温度70℃);pH范围5.5～9.5(最适pH6.5);NaCl浓度范围0%～5%(最适NaCl浓度0%)。能够利用葡萄糖、麦芽糖、甘露糖、木糖等多种碳水化合物,发酵葡萄糖的产物是乙醇、乙酸、丙酸、H2、CO2及少量的乳酸。菌株SC-2的(G+C)mol%含量为30.8%,与Thermoanaerobacter mathranii subsp.mathranii的16S rDNA序列相似性为99.85%。菌株利用葡萄糖产乙酸、乙醇的最佳初始pH为8.0;酵母粉能刺激生长并显著提高发酵葡萄糖的产酸、产醇率;培养基中添加4%(V/V)的乙醇能明显抑制菌体生长。【结论】菌株SC-2是从特殊生境(油层采出水)中分离到的一株嗜热、耐盐的厌氧菌,其发酵葡萄糖产生的代谢产物有利于改善油藏中的微环境。菌株SC-2与T.mathranii subsp.mathranii 11426T的最适pH和最大耐受NaCl浓度有所不同,且二者的(G+C)mol%含量差异较大。

一株高乙醇耐受的嗜热细菌Anoxybacillus sp.WP06的性质研究

厌氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)的菌株WP06是一株兼性厌氧的嗜热细菌,能利用木糖、阿拉伯糖和葡萄糖等产生乙醇。不像绝大多数嗜热细菌,WP06菌株在高温下表现出极高的乙醇耐受力,60oC时在8%的乙醇胁迫下才出现生长抑制现象,15%的乙醇胁迫下仍能生长,是目前已知的乙醇耐受力最高的嗜热细菌。WP06菌株突破了人们对高温下细菌耐受乙醇浓度的极限认识,是研究高温下乙醇耐受机制的良好出发菌株。

深海嗜热菌超氧化物歧化酶基因耐盐性研究

为探究深海嗜热菌(Thermophile thermus)中铁离子超氧化物歧化酶Fe-SOD基因(Tt SOD)与植物耐盐性的关系,对该基因的全长序列进行了分析,构建了Tt SOD基因过量表达载体,并将该过量表达载体成功转化烟草中,获得转基因植株。结果表明,该基因全长615 bp,是典型的Fe-SOD。转Tt SOD基因烟草中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,而丙二醛(MDA)含量显著降低;转基因烟草的种子萌发率、叶绿素和类胡萝卜素含量显著提高。本研究的结果表明植物过表达Tt SOD基因,提高了转基因烟草耐盐能力,为选育作物耐盐性新品种提供技术参考。

一株嗜热菌产耐热木聚糖酶对馒头品质和保质期的影响

研究嗜热细菌Geobacillus sp.PZH1产耐热木聚糖酶对馒头品质及保质期的影响作用。从嗜热细菌Geobacillussp.PZH1制备木聚糖酶,添加到面粉中制作馒头,观察其对馒头品质和保质期的影响。结果表明:在馒头中添加适量的耐热木聚糖酶,能明显降低馒头的持水性,提高面筋网络的弹性,改变面团的加工及稳定性能,增大馒头体积,并能有效抑制馒头中细菌的生长,延长馒头的保质期。

pH对Themoanaerobacterium calidifontis Rx1乙醇发酵代谢的影响

Themoanaerobacterium calidifontis Rx1 是一株能降解半纤维素发酵乙醇的高温厌氧菌。本研究以Rx1 和其乙酸激酶基因(ack)敲除的突变菌株Rx1 △ack 作为研究对象,研究了不同pH 值条件对两种菌株生长与代谢的影响,并通过测定碳中心代谢关键酶的表达量与酶活性分析了pH 的代谢调控机制。结果表明,与自然pH相比,控制pH 能够改变两种菌株的代谢产物分布;当控制pH 值为7.0 时,Rx1 和Rx1 △ack 的乳酸产量分别下降了85.7%和89.9%,而乙醇产量分别提高了60%和69%;Rx1 和Rx1 △ack 乙酸产量的变化趋势不同。与自然pH 相比,控制pH 时,Rx1 和Rx1 △ack 的丙酮酸激酶(PK)基因表达量和酶活性都有所提高;野生型菌株的乙酸激酶(ACK)活性下降11%,而突变菌株基因表达量显著提高,酶活性只有野生型的25%,且与自然pH 条件相比,有提高的的趋势;野生型菌株乙醇代谢途径中乙醇脱氢酶(ADH)活性显著下调;研究发现pH 对Rx1 和Rx1 △ack 乳酸代谢途径中乳酸脱氢酶(LDH)影响十分显著,在弱碱或中性条件下,其活性还不足酸性条件下的一半。Rx1 和Rx1 △ack 在控制pH条件下乳酸产量下降,同时伴随乳酸生成途径的还原力(即NAD(P)H)积累,而乙醇生成途径可将积累的NAD(P)H 氧化成NAD(P)+,这可能是控制pH条件下乙醇产量提高的原因。

嗜热厌氧菌乙醇耐受机制的研究进展

生物能源因其原料具有来源丰富、价格低廉和可再生的优点,作为可替代化石能源的潜在能源受到世界各国的高度重视。有些嗜热厌氧菌因为具有木质纤维素降解能力和高温发酵的成本优势,被视为生物质转化乙醇等能源物质的理想微生物而成为近年来研究的热点,但乙醇耐受性较低是限制嗜热厌氧菌在工业化生产中应用的主要因素之一。本文从以下三个方面介绍嗜热厌氧菌乙醇耐受机制的研究进展:(1)嗜热厌氧菌生产乙醇的代谢途径;(2)嗜热厌氧菌的乙醇耐受机制;(3)提高嗜热厌氧菌乙醇耐受性的方法。