乳化法快速培养Methylosinus trichosporium OB3b的研究

以Methylosinus trichosporium OB3b为模型菌,在HMNS培养基中加入油酸,测定了菌体的回收率及sMMO(soluble methane monooxygenase)活性,研究了培养体系中气体体积的变化。结果表明,油酸加入HMNS培养基中会使培养基乳化,油酸的最佳加入量为5%,菌体回收率达到(13±2.83)g·L-1。加入油酸的HMNS培养体系中气体消耗速度明显快于对照组,表明油酸的加入能促进甲烷和氧气的消耗。油酸乳化法培养的菌体的sMMO活性最高。

利用甲烷氧化菌Methylosinus trichosporium OB3b生产四氢嘧啶的研究

在盐浓度为0.03%(最适生长盐浓度)条件下培养甲基弯菌Methylosinus trichosporium OB3b,选用有机溶剂法提取胞内与胞外的四氢嘧啶,选用紫外-可见光谱、薄层色谱、红外色谱定性分析和高效液相色谱进行定量检测。结果表明,甲基弯菌OB3b在最适盐浓度下可以合成并分泌四氢嘧啶,平均产量为(84.9±5.49)mg/(g·d),最大产量为139.75 mg/(g·d)。该产量略高于目前国际上经常报道的甲烷氧化菌Methylomicrobium alcaliphilum 20Z合成四氢嘧啶的产量。虽然甲烷氧化菌合成四氢嘧啶的产量低于目前工业所使用菌株,但其可用以甲烷为唯一碳源的无机盐液体培养基培养,在较低盐条件下合成四氢嘧啶,分离纯化容易,经济价值高。

含有甲烷氧化菌的混合菌群特性研究

为获得高效甲烷氧化微生物体系,从农业土壤中采样,以甲烷作为唯一碳源进行好氧选择性传代培养,得到生长性能稳定、生长优于Methylosinus trichosporium OB3b纯培养的具有甲烷单加氧酶(Methane Monooxygenase,MMO)活性甲烷氧化混合菌。利用MMO的共代谢特性,分别以苯酚和环氧丙烷作为目标对象,考察该混合菌对有机污染物的降解及用于生产有用化学物质的催化特性。结果表明,所得混合菌具有高效降解苯酚能力,对初始浓度为600mg/L的苯酚,经过11h培养,苯酚降解率可达99%。另外,以该混合菌为催化剂可以实现丙烯氧化生产环氧丙烷。通过降低磷酸盐浓度可以有效提高环氧丙烷的积累浓度,最大可至5mmol/L。此外,采用纯种分离方法结合PCR扩增、16SrRNA和MMO功能基因分析技术对混合菌群结构进行解析。结果表明,该混合菌群由Ⅱ型甲烷氧化菌及其它至少4种非甲烷氧化菌组成,它们分别属于Methylosinus trichosporium和Acinetobacter junii、Cupriavidusme tallidurans、Comamonas testosteroni和Stenotrophomonas maltophilia。采用PCR方法从混合菌及纯化菌株M.trichosporiums Y9总DNA中都能扩增得到mmoB、mmoX和pmoA基因片段,表明该甲烷氧化菌同时具有sMMO和pMMO两种形式的MMO。通过对从甲烷氧化混合菌中分离纯化得到的甲烷氧化菌进行PCR产物测序,结果发现其与Methylosinus trichosporium的同源性为99.9%。

甲烷氧化混合菌群MY9的生长特性

考察了铜离子浓度对甲烷氧化混合菌群MY9(CGMCCNo.1893)生长和甲烷单加氧酶活性的影响,并对混合菌群中的非甲烷氧化菌进行了分离鉴定和碳源特异性研究.结果表明,甲烷氧化混合菌群MY9能利用甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、甘油等多种非甲烷化合物作为生长碳源,且具有耐高Cu2+浓度的生长特性.从混合菌群中分离的非甲烷氧化菌Acinetobacter junii No.8能分别以4%甲醇、1%乙醇或0.6%二氯甲烷作为唯一生长碳源,适用于高浓度甲醇废水、乙醇废水或含二氯甲烷废水的生物处理.

二氧化碳存在下甲烷氧化细菌催化甲烷生物合成甲醇

在甲烷单加氧酶和脱氢酶系的作用下 ,甲烷氧化细菌MethylosinustrichosporiumIMV 30 11可以把甲烷氧化成二氧化碳 .在反应体系中充入一定比例的二氧化碳后 ,检测到了甲醇的积累 .混合气中CO2 ,CH4,O2 和N2 的体积比为 2∶1∶1∶1时甲醇的积累量达到最大 .在超滤膜反应器中进行了连续反应 ,利用反应混合气产生的压力将生成的甲醇从反应体系中分离 .连续反应

甲基弯菌IMV3011的高密度培养条件优化

考察了铜离子浓度、甲醇浓度、甲烷传递体添加量以及甲醇和甲烷传递体共同加入,对甲基弯菌(Methylosinus trichosporium)IMV3011生长和甲烷的加氧酶(MMO)活性的影响。结果表明,IMV3011生长的最适铜浓度为30μmol/L,甲醇和甲烷传递体的最佳添加量分别为0.05%和2.50%。当铜离子浓度为30μmol/L,甲醇体积分数为0.05%,甲烷传递体添加量为2.5%时,IMV3011的生长条件最佳,MMO活性最高,为甲烷氧化菌及甲烷单加氧酶的工业应用奠定了基础。

高产聚-β-羟基丁酸酯的甲烷氧化菌OB3b和光合菌共培养体系驯化

目的提高甲烷氧化菌OB3b(Methylosinus trichosporium OB3b)和光合菌共培养体系中聚-β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)的产量。方法采用丰盛-饥饿间歇供料法对共生菌进行好氧开放式培养,以生长速度、PHB产量、特征性酶甲烷单加氧酶活性为主要指标,考察驯化过程中共培养体系PHB产量及甲烷氧化菌活性的变化。结果经过4轮的丰盛-饥饿间歇供料驯化,丰盛期细胞密度可达1.2以上,饥饿期细胞密度下降速度显著降低,细胞存活率高,驯化作用明显,菌体内PHB含量从11.76%增加到37.34%(w/w),传代稳定性良好。结论通过丰盛-饥饿间歇供料模式驯化后的共培养体系PHB产量明显提高,得到了稳定的高产PHB甲烷氧化菌-光合菌共培养体系。

微进化对阿萨希毛孢子菌感染宿主的影响

目的研究微进化对阿萨希毛孢子菌(Trichosporon asahii,T.asahii)感染宿主情况及感染后机体免疫反应等方面的影响。方法用微进化株(TEVO)与阿萨希毛孢子菌原代株(TO)感染Balb/c小鼠,比较两株菌感染小鼠脏器组织中真菌的相对载量、髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)、血清β-葡聚糖水平以及脾脏T细胞分化差异。结果TEVO菌株以孢子状态为主,TO菌株以菌丝生长状态为主;TEVO组小鼠各组织相对载量、血浆(1,3)-β-D-葡聚糖水平及MPO浓度均明显低于TO组;TEVO组小鼠脾脏中CD4^(+)T细胞和CD8^(+)T细胞的比例均高于TO组。结论微进化后的TEVO菌株对宿主的感染能力以及感染前期宿主对TEVO菌株的防御和杀伤能力均低于TO菌株,这可能与TEVO菌株表型变化密切相关。

新型食品包装材料PHB的生物合成

聚-3-羟基丁酸酯(Poly-3-hydroxybutyrate,PHB)作为一种新的塑料替代品,具有良好的生物相容性和生物可降解性,目前已成为食品包装领域研究的热点。甲基弯菌(Methylosinus trichosporium)IMV3011可以利用单碳碳源在非灭菌条件下胞内合成PHB。为获得能够利用低成本碳源高产PHB的菌种,对甲基弯菌IMV3011积累PHB的能力进行了研究。对碳源的种类、供给形式、供给量和培养基组分的研究结果表明,甲基弯菌对甲醇的耐受能力提高后,加入0.1%甲醇可使甲烷中的该类菌种达到较高的生长密度(2.5g/L);通过对第1阶段培养期的选择和第2阶段培养基组分(NH4+、NO3-、H2PO4-、Mg2+、Cu2+、Fe3+)的调整,有效缓解了第2阶段的优化培养基中细胞生长与PHB积累的矛盾,实现了两个阶段细胞量的增长及第2阶段单位细胞PHB积累量的增长,提高了PHB的含量(34.9%)与产量(0.6g/L);通过对各种条件的研究,发现相对分子质量的可调控性,PHB相对分子质量在106以上。

甲基弯菌IMV 3011整细胞催化甲烷氧化合成甲醇的研究

研究了在甲基弯菌(Methylosinustrichosporium)IMV3011整细胞催化甲烷制甲醇的反应过程中,菌体浓度、阻断剂乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraaceticacid,简称EDTA)浓度、外源性电子给体、混合气组分及压力与甲醇积累的关系.批式反应的实验结果表明,在菌体浓度为7.4mg/mL时,以2mmol/LEDTA作阻断剂效果最好;作为电子给体,甲酸钠(20mmol/L)的效果优于琥珀酸钠(40mmol/L),使用前者时的甲醇积累量是用后者时的2.8倍左右;当甲烷与空气的体积比为1∶1.7时,转化率为6.0%,甲醇积累量最大;压力选用0.16MPa.连续反应中,于培养基中无铜离子培养的细胞与有铜离子的相比,持续时间长,甲醇积累高(最大产量达374μmol),前者是后者的2倍.