改性火山岩生物滤料对微生物吸附实验研究

采用酸处理、铁盐处理和铝盐处理火山岩滤料,并将未处理的和改性的3种滤料分别在30℃、60 rpm/min条件下吸附恶臭假单胞菌野生菌和重组菌,通过测量OD600值的变化,比较它们的吸附效果。结果表明:它们的吸附率随时间延长而增大,3.5 h后对野生菌的吸附率分别为27.70%、34.84%、36.83%和31.69%,对重组菌的吸附率分别为31.65%、37.31%、38.23%和35.25%。3种改性滤料都有较好的吸附效果,每克滤料吸附野生菌菌数分别为0.308×1010个、0.363×1010个、0.372×1010个、0.340×1010个;吸附重组菌菌数分别为,0.704×1010个、0.885×1010个、0.936×1010个、0.805×1010个,其中铁膜滤料吸附效果最好。把微生物吸附在滤料上处理废水,能结合它们处理废水的优势,且可以回收滤料,为研究改性滤料固定化微生物在废水处理中的作用和效果上提供实验依据。

土壤矿物与微生物相互作用的机理及其环境效应

土壤矿物与微生物相互作用是地球表层系统中重要的生态过程。微生物或生物分子与矿物间的吸附(粘附)是两者相互作用的基础。吸附(粘附)是一个由分子间力、静电力、疏水作用力、氢键和空间位阻效应等多种作用力或作用因素共同决定、影响的物理化学过程。因此,微生物和矿物的表面性质如表面电荷、疏水性和它们所处的环境条件如pH、电解质浓度、温度等,都影响着矿物-微生物吸附(粘附)过程。微生物细胞或酶可吸附于矿物表面,其结果是细胞代谢或酶活性会发生明显变化,并进一步影响土壤中诸多相关的生态、环境过程。结合4种典型的初始吸附理论:表面自由能热力学理论、DLVO理论、吸附等温线理论和表面复合物理论及本课题组近年来的研究成果,对土壤矿物与微生物相互作用的类型、机理、作用力和现代研究技术等方面的最新研究进展进行了较为全面的论述,对土壤矿物-微生物相互作用的环境效应进行了讨论,并就该领域今后研究工作的特点及应关注的问题进行了展望。

微生物活动对富营养化湖泊底泥磷释放的影响

目前,影响内源磷释放的物理、化学因素已有较为系统的研究,而微生物对磷释放的影响一直以来并未有确切的结论。针对上述问题,文章首先研究能够有效抑制水体微生物增殖的方法,并建立了能有效控制微生物活性的对照模型,在此基础上进一步研究微生物的存在对底泥磷释放的影响。结果表明,按50 mg/L添加量分别加入铜、铬和镉3种重金属离子,无法抑制上覆水中微生物的活性,而40%的甲醛溶液是较好的微生物抑制剂;当底泥和上覆水中微生物数量增加时,微生物的活动会导致泥水界面氧化还原电位降低,同时细菌代谢过程产生的酸类会溶解底泥中难溶的磷酸盐,从而促进底泥磷的释放,释放量可达底泥总磷原有含量的20.11%;反之,底泥会吸附上覆水中的磷,增加量占底泥原有总磷的15.02%。

利用复合微生物菌剂控制水华的治理工程试验

为了探索利用微生物控制正在爆发水华的富营养化城市内湖的效果,试验利用光合细菌(Rhodop seudomonas palustris)、芽孢杆菌(Bacillus subtilis)2种微生物菌剂,采用直接投放的方式,治理武汉市重度富营养化湖泊四美塘湖(西),治理时间从2008年8月1日持续到2008年9月27日,治理结束后,湖水水质从劣Ⅴ类提高到Ⅴ类,高锰酸钾盐指数除去率达52.78%,TN除去率达49.26%,TP除去率达73.02%,氨氮除去率达16.18%,Chl-a含量降低了46.70%。治理进行1个月后,湖水的感官效果大幅提高,藻类水华完全消失,透明度提高,不良气味消失。在投菌结束后的3个月内,湖水水质仍然保持良好,没有出现反弹。利用复合微生物菌剂治理富营养化湖泊,控制水华的爆发,是一种经济、快速、无二次污染的富营养化水体治理方法,如将其与其他的治理技术相结合将会使其在富营养化水体治理领域中发挥重要的作用。

多孔陶粒固定化微生物效果及扫描电镜观察

采用0.2 mol/L和1.0 mol/L的HCl以及0.2 mol/L和1.0 mol/L的NaOH、铁盐和铝盐,分别对陶粒进行改性,将未处理陶粒和改性陶粒分别在30℃、60 r/min条件下吸附恶臭假单胞菌,通过测定不同时间上清液OD600值来比较它们的吸附效果,并用扫描电镜对吸附效果进行观察.结果表明:低浓度酸处理陶粒吸附菌效果比碱处理和高浓度酸处理好,其上清液的相对OD600值差最大.未处理陶粒、低浓度酸处理陶粒、铁膜和铝膜陶粒对菌都有较好的吸附能力,吸附率随时间延长而增大,3.5 h后它们的吸附率分别为27.70%、34.84%、36.83%和31.69%,其中铁膜陶粒吸附效果最好,扫描电镜观察与吸附实验结果相一致.把微生物吸附在陶粒上处理废水,能结合它们处理废水的优势,且可以回收陶粒,将为研究改性陶粒固定化微生物在废水处理中的作用和效果提供较直观的依据.

微生物产生的土腥味化合物及其清除方法

自然界中存在许多具有土腥味的化合物,以Geosmin和MIB为代表,它们的嗅阈值极低,即便含量极微,也能嗅到浓烈的土腥味、土臭味、泥土味和霉味。这些土腥味挥发性物质主要是放线菌和藻类的次生代谢产物,不同生物具有不同的合成途径。它们极易影响饮用水的品质,也给渔业和食品业带来极大危害。通过物理、化学和生物处理等方法,可以控制或清除土腥味化合物,其中微生物降解法是最有应用前景的净化方法。综述了土腥味化合物的来源、生物合成途径、分析检测技术及净化方法。

微生物技术改善河道水质的研究

该课题是探索直接利用人工培养的微生物改善河道水质的研究。在桂林桃花江河道投放反硝化细菌制剂2个月后,水质有了一定程度的改善,COD和TN的浓度降低,但TP和浊度变化幅度不大。受进水水质和低温天气的影响,反硝化细菌制剂的净化作用及反硝化作用不能充分发挥。

脂肪酸甲酯法检测空心莲子草入侵影响土壤微生物群落结构的初步研究

空心莲子草是我国2003年公布的第一批外来入侵物种。为了进一步了解该植物的入侵机制,采集湖北咸宁、仙桃和武汉三地的土样,采用土壤脂肪酸甲酯谱图分析的方法探讨该植物入侵对土壤微生物的影响。结果显示:空心莲子草入侵后土壤可培养细菌、真菌的数量显著增加,而放线菌的数量显著下降。脂肪酸分析表明土壤微生物群落结构发生一定程度的改变,但其变化因土壤的不同而有差异。

脂肪酸甲酯和活菌计数法检测氯磺隆对土壤微生物群落结构的影响

利用脂肪酸甲酯和活菌计数2种方法检测不同质量分数氯磺隆对土壤微生物群落结构的影响。结果表明:土样经氯磺隆处理1 d,只有放线菌受到抑制,而细菌和真菌没有变化,当处理45 d时,细菌和放线菌随氯磺隆质量分数的增加而表现为抑制,真菌没有显著变化(P<0.05)。活菌计数与脂肪酸分析结果一致。因此,土壤微生物对氯磺隆的敏感程度是放线菌>细菌>真菌,细菌在一定时间内表现出对氯磺隆的耐受性。

四种土壤微生物总DNA的纯化方法的比较

比较了4种从土壤中直接抽提的微生物总DNA的纯化方法,实验结果表明1 %的琼脂糖凝胶电泳纯化方法及葡聚糖凝胶G 2 0 0离心层析纯化方法均不能完全纯化从土壤中抽提的微生物总DNA。若将直接抽提的总DNA先经葡聚糖凝胶G 2 0 0离心层析纯化,再用1 %的琼脂糖凝胶电泳纯化,则能取得较好的纯化效果。含2 %PVP的1 %琼脂糖凝胶电泳纯化,用DNA凝胶回收试剂盒回收后没有得到纯化后的土壤微生物总DNA。

BIOLOG微平板技术检测农田土壤微生物群落结构的方法比较

以采自湖北省荆州市和黄冈市的农田土壤作为供试土样,分别采用土壤样品冰浴后上清液100倍稀释、冰浴后悬浊液1 000倍稀释和离心去碳源3种方法,利用多功能酶标仪间隔12h检测D值,并计算AWCD(average well color development,每孔平均颜色变化)值来探究分析土壤肥力高、富含有机质、可利用碳源丰富的农田土壤微生物代谢功能的BIOLOG-ECO微平板技术适宜方法。结果表明,土样冰浴后上清液100倍稀释的方法不能有效去除土壤中可利用碳源,不能准确反映土壤微生物对碳源的利用程度。而冰浴后悬浊液1 000倍稀释、离心去碳源都能准确显示土壤微生物的活性变化,但是两者AWCD的标准差有极显著的差异,比较而言,离心去碳源的方法能更稳定地检测土壤微生物群落的代谢能力。研究结果为利用BIOLOG-ECO微平板技术检测富含有机质的农田土壤微生物代谢功能多样性提供了有价值的信息。

毛细管顶空气相色谱法高灵敏监测花生大豆根瘤生物固氮能力

建立了测定花生和大豆根瘤菌生物固氮能力的毛细管顶空气相色谱法,利用固氮酶还原乙炔气体为乙烯的经典方法,实现了高浓度乙炔中痕量乙烯的高灵敏分析。利用顶空进样方式,分离柱采用HP-PLOT Q毛细管色谱柱,程序升温,采用氢离子化检测器,对乙烯标准气体进行了定量分析。乙烯检测范围宽为0.125~30000μmol/mol,相关系数为0.9996,检测限(LOD)为0.0341μmol/mol,检出限优于已有报道。该方法检测精密度好,5次检测的相对标准偏差为2.32%。乙烯样品的回收率为95.8%~110%,相对标准偏差为1.54%~3.47%。同时,对乙烯和实际样品进行检测时,与GDX-502填充柱的传统气相色谱法的测定结果一致,表明所建立的乙烯顶空气相色谱法具有较高的可靠性。此外,该方法分析时间缩短至3 min,利用自动进样方式,检测通量大,适用于花生和大豆根瘤菌中固氮能力的快速准确测定,能满足花生和大豆生物固氮研究中乙炔还原法测定乙烯的需求。

猪源链球菌的分离鉴定及生物学特性研究

通过生化试验、药敏试验、PCR分型、毒力基因的PCR检测及动物试验对分离的猪源链球菌进行药物敏感性、血清型和分子流行病学初步研究。从不同省份猪链球菌病疑似病例猪的心血、肝、淋巴结、脑和关节液组织分离出97株链球菌,药敏试验结果表明各菌株对13种抗菌素的耐药谱不同,但对先锋霉素V和环丙沙星的耐药率均低于5%。通过对分离菌株进行PCR鉴定和分型,确认26株为猪链球菌,其中1株为1型,16株为2型,4株为7型,没有9型,另5株为其它型。进一步对1型、2型和7型猪链球菌mrp、epf和sly3种毒力基因的分布情况进行了PCR检测。动物试验表明能100%致死小白鼠的猪链球菌基因型均为epf+mrp+sly+2型猪链球菌,1株2型和1株7型猪链球菌均能复制出典型的猪链球菌病例。

大肠杆菌Ee株SLT-ⅡeB基因的3拷贝融合表达及其生物学活性与免疫原性

根据大肠杆菌Ee株主要免疫原性片段SLT-ⅡeB的基因序列,设计合成两对引物,利用谷胱甘肽-S-转移酶(GST)表达系统将三拷贝SLT-ⅡeB的融合基因串联于GST下游,并在大肠杆菌中成功表达,获得了大小约为45kDa融合蛋白GST-3B,表达产物以包涵体形式产生,Western blot检测证实表达的融合蛋白具有良好的生物学活性;结合抑制试验表明,与单拷贝融合表达蛋白GST-B相比,GST-3B与水肿毒素受体的亲和力更强。GST-3B及GST-B与等量弗氏不完全佐剂乳化后制成亚单位疫苗,间隔两周两次皮下免疫小鼠。结果GST-3B疫苗组产生的抗体水平明显高于GST-B疫苗组,但两种疫苗组的抗体消长趋势相同。二免后两周用5×LD50的Ee株大肠杆菌进行腹腔攻毒。GST-3B疫苗组保护率为60.0%(6/10),明显优于GST-B疫苗组40.0%(4/10)。研究结果表明GST-3B具有良好的生物学活性和免疫原性,可以作为疫苗添加成分,显示了良好的应用前景。

重组产毒多杀性巴氏杆菌毒素PMT的N-端和C-端蛋白的生物学活性及免疫原性

将5个toxA基因片段N1518、C2345、N3172、N3388和C2115分别克隆到合适的原核表达载体pET-28a(b,c)系统,其中pET28a-N1518和pET28b-C2115在大肠杆菌成功表达,获得大小分别为57kDa和78kDa的融合蛋白rPMT-N和rPMT-C,Western blot检测证实两种表达产物均具有反应原性。分别以200μg rPMT-N和rPMT-C对小白鼠进行体内生物学活性试验,结果两种表达蛋白均不能致死小白鼠;体外细胞毒性试验证实896ng/mL的rPMT-N能使Vero细胞发生病变,而rPMT-C对Vero细胞无明显毒性作用。将rPMT-N和rPMT-C制成亚单位疫苗,同时设天然PMT及无菌PBS对照组,间隔2周分2次皮下免疫小白鼠。二免后2周用8.2×10~5 CFU的HN-13株T^+Pm进行腹腔攻毒,结果rPMT-N组保护率为90.0%(9/10),rPMT-C组保护率为50.0%(5/10),天然PMT组保护率为80.0%(8/10)。综上试验表明,rPMT-N具有良好的生物学活性和免疫原性,可作为PAR疫苗添加成分,显示了良好的应用前景。

免疫学和分子生物学技术在猪传染性胃肠炎诊断中的应用进展

近年来,与猪传染性胃肠炎(TGE)类似的肠道传染病日益增多,以病理组织学观察和临床症状为主要指标的传统方法已不能进行准确的判断,众多学者建立了大量的免疫学和分子生物学新方法。文章就主要免疫学技术(病毒中和实验、酶联免疫吸附试验、胶体金技术)和分子生物学技术(反转录-聚合酶链式反应、反转录环介导等温扩增技术、基于纳米颗粒和DNA探针技术的超灵敏PCR方法)在TGE诊断中的最新应用研究进行了综述,以期为进一步防控该病提供参考。

致猪水肿病大肠杆菌鄂E株菌毛F18基因FedF亚基的克隆、表达及其生物学特性

以致猪水肿病大肠杆菌鄂E株为模板,通过PCR的方法扩增大肠杆菌菌毛F18主要亚基FedF的全长及去信号肽亚基因FedFs,扩增片段分别为1000、900 bp。将纯化的扩增产物克隆到pMD18-T中,通过酶切鉴定和序列分析表明,含SacⅠ及HindⅢ酶切位点的基因全长为967 bp,鄂E株FedF基因编码区全长903 bp,编码301个氨基酸,碱基序列同标准株107/86的同源性为100%。与菌毛AF/R1相比,编码的蛋白质没有同源性。利用pGEX-KG分别构建表达载体,SDS-PAGE检测表明FedFc/pGEX-KG无表达带,FedFs/pGEX-KG则有约58 000的特异性表达带;West-ern blotting检测表明重组蛋白具有免疫原性。利用重组蛋白GST-FedF免疫新西兰兔所制备的抗血清,能抑制Ee株与刷状缘细胞的粘附。利用表达的蛋白建立了F18的ELISA检测方法,并检测790份临床送检血样,其中536份呈阳性,血清学阳性率为67.8%。结果表明,FedF是猪大肠杆菌病新型疫苗及F18+E.coli感染鉴别诊断的良好候选抗原,通过本试验建立的ELISA方法揭示国内的F18+E.coli感染严重,血清学阳性率高达67.8%。

牛支原体GAPDH定点突变、原核表达及生物学特性初步分析

根据已发表的牛支原体GAPDH基因序列设计引物,从牛支原体湖北分离株扩增出GAPDH基因,亚克隆于载体pET-30a。设计定点突变引物,采用环状PCR法对载体上GAPDH基因进行两轮定点突变,原核表达突变成功的重组质粒,获得重组牛支原体GAPDH蛋白,经Western-blot证实该重组蛋白具有较好的反应原性,为其在牛支原体病防控中的应用奠定了基础。

Ran的GTPase活性及其生物学功能研究进展

核内小分子GTP结合蛋白(a small nuclear GTP-binding protein,Ran)是一种分布于真核细胞核内含量十分丰富的小分子GTP酶,是Ras基因大家族中的一员。Ran具有多种生物学功能,参与调节核物质转运,调控核膜装配、纺锤体组装、DNA复制、RNA转录、加工和运输、细胞周期及LPS信号传导等。

西加毒素小鼠生物学检测法的建立

旨在建立西加毒素小鼠生物学检测法。采用19 g^21 g的昆明系雄性小鼠,将一系列不同浓度的西加毒素(P-CTX-1)标准溶液通过腹腔注入小鼠体内,观察其中毒症状,确定1个鼠单位(mu)所代表的毒素剂量,并且建立剂量-中间死亡时间曲线。结果表明对我国昆明系雄性小鼠腹腔注射西加毒素,1个鼠单位所对应的P-CTX-1剂量值约为9.10 ng,其95%可信限为8.67 ng^9.56 ng;剂量-中间死亡时间曲线方程为y=244.9x-1.3937;其中y代表致死时间,x表剂量;将死亡时间t变为时间倒数1/t,对CTX的毒性mu取对数即logmu,得直线回归方程y=1.2076 x-0.047,R2=0.9921,其中y代表西加毒素毒性的对数(logmu),x代表小鼠死亡时间倒数(1/t),R为相关系数。同时利用该方法在0.1、0.2、0.3 ppb 3个浓度水平进行验证试验,结果表明,方法的总体平均回收率为46.58%~50.23%,相对标准偏差范围为1.17%~2.28%。