三种菌糠制备的生物炭对重金属镍的吸附探究

为探究重金属镍的处理及菌糠资源过度浪费的问题,利用杏鲍菇菌糠、姬平菇菌糠、香菇菌糠为原料制备生物炭(PEBC、PGBC和LEBC),通过扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)和比表面积分析(BET)对其结构进行表征,并采用Zeta电位测定探究其吸附机理,同时通过吸附实验对比3种菌糠生物炭对镍离子的吸附影响。结果表明:3种菌糠生物炭均具有不规则孔隙,且表面附着较多的矿物质晶体。综合而言,PEBC的吸附效果最好,去除率超99%且最大平衡吸附量可达122.89 mg/g。采用废弃菌糠探究重金属镍的处理问题,在实现菌糠资源化利用的基础上,验证了其在重金属镍的水污染处理方面具有较广阔的应用前景。

中国莫勒菌代谢物的生物活性评价

本文对中国莫勒菌(Moelleriella sinensis)天然产物的生物活性展开初步研究,旨在为合理开发该菌生物资源提供科学依据.对分离纯化到的20个纯化合物进行抗菌活性评价.化合物14对大肠杆菌和青枯劳尔氏菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为1.30和6.25μg·mL^(-1),超过阳性对照链霉素.化合物11对大肠杆菌的MIC为6.25μg·mL^(-1),化合物11对5个菌株(大肠杆菌、西瓜枯萎病菌、青枯劳尔氏菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌)均有抑制活性,MIC为6.25~25.00μg·mL^(-1),展示了较为广泛的抑菌活性.采用4种方法(超氧阴离子清除能力、DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、T-AOC总抗氧化能力)对分离纯化得到的化合物1~20进行抗氧化活性评价,化合物3、8、11、19表现出较强的抗氧化活性.化合物19对超氧阴离子自由基的清除率最高(在50μg·mL^(-1)时抑制率为7.15%),化合物3对DPPH、ABTS自由基的清除率最高(在50μg·mL^(-1)时清除率分别为66.02%、30.75%),化合物19的总抗氧化能力最强(50μg·mL^(-1)相当于0.63 mmol·L^(-1) FeSO_(4)的抗氧化能力).

枯草芽孢杆菌生物膜生长条件的优化

通过单因素试验对枯草芽孢杆菌生物膜培养基成分(葡萄糖、Mg^(2+)、Ca^(2+)浓度)和培养环境(pH值、温度)进行筛选,在此基础上设计正交试验方案,探究枯草芽孢杆菌生物膜形成最优条件.结果表明:LB培养基中含有12 g·L^(-1)葡萄糖、10 mmol·L^(-1) Mg^(2+)、1 mmol·L^(-1) Ca^(2+),初始pH值为8.0(灭菌前),25℃下培养,为枯草芽孢杆菌生物膜形成的最优条件,此时生物膜干重为0.167 9 g.与空白对照(纯LB培养基)相比,生物膜干重提高了40%.

细菌生物被膜在生物防治中的作用

细菌生物被膜(bacterial biofilm,BBF)是在固—液和气—液表面上生长并封闭在胞外多糖基质中的细胞群,能调控细菌对环境胁迫的适应能力,提高细菌对紫外线(UV)胁迫等环境的抗逆性,是细菌的一种保护性生长方式。生防菌剂(biological control agents,BCAs)因其能以环境友好的方式长期控制病害虫等优点,一直是生物农药领域研究的热点。本文简介了细菌生物被膜及其应用,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)和枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis,Bs)为核心综述了BBF对生防活性的影响、生防细菌生物被膜形成、解离的表达、调控机制以及生物被膜调控基因的鉴定方法,并指出未来BBF在生防应用方面主要的研究方向,旨在为解决BCAs田间持效期较短等问题提供新的思路。

苏云金芽胞杆菌XL6 BTXL6＿11095基因对生物被膜相关表型的调控

在细菌生物被膜(bacterial biofilm, BBF)状态下,细菌往往具有更强的抗紫外线能力、环境适应性和耐药性。本课题组在前期工作中通过转座子插入突变强生物被膜产生菌苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)XL6,筛选出了一个可能调控生物被膜的基因BTXL6_11095。本文以该基因为研究对象,通过生物信息学手段分析该基因功能,构建了BTXL6_11095基因敲除菌株,并对其生物被膜相关表型进行了分析。生物信息学分析结果表明BTXL6_11095基因的结构域为PAS-GGDEF-GGDEF-EAL。生物被膜相关表型分析表明,与野生菌株相比,基因敲除菌株的生长曲线基本不变,群游能力上升,生物被膜形成能力减弱、UV-B抗性降低。本研究通过对BTXL6_11095基因表型变化综合评估,从功能角度揭示此基因对Bt XL6生物被膜相关表型的影响,为进一步解析Bt XL6生物被膜调控网络和构建高抗UV的工程生物被膜奠定了基础。

生物炭对Bt Cry1Ac蛋白抗紫外能力影响

为了研究生物炭对紫外线的防护作用,以豆壳烧制的生物炭作为载体,研究生物炭对Bt Cry1Ac蛋白的吸附行为以及生物炭对Cry1Ac蛋白的紫外保护作用。使用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X-射线粉末衍射以及傅立叶红外光谱等手段对生物炭的形貌和结构进行表征。结果表明,生物炭是典型的多孔结构材料,表面具有丰富的官能团。Cry1Ac蛋白与生物炭吸附平衡时间为50 min,最合适的吸附浓度比(生物炭:蛋白)为1:100,二者吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型。在UVB紫外照射4 h后,生物炭与Cry1Ac蛋白复合物对棉铃虫的生物活性是单纯蛋白的4.93倍,显示生物炭具有较好的紫外抵抗效果。研究结果初步表明,制备得到的生物炭能够显著提高Cry1Ac蛋白的抗紫外能力,为后续研发耐受紫外线的农药剂型提供新材料。

双翅目昆虫触角感受器种类与功能研究进展

双翅目是昆虫第四大目,与人类关系较为密切,物种多样,生态类型丰富。触角是昆虫的主要嗅觉感受器官,在昆虫觅食、求偶、交配、聚集、产卵等生活史过程中发挥着获取信息的重要作用。笔者通过检索Webof Science外文数据库和万方、维普和知网中文数据库,发现目前关于双翅目触角感受器超显微结构的观察研究涉及32个科248种昆虫,主要集中在与人类农业生产和生活息息相关的害虫,如蚊科、实蝇科、蠓科、厕蝇科、瘿蚊科、丽蝇科、蝇科、狂蝇科等,而近些年对双翅目天敌昆虫如寄蝇科和食蚜蝇科的研究也倍受关注。此外,笔者汇总整理研究表明,双翅目昆虫的感受器共13种,常见的有毛形感受器、锥形感受器、腔锥形感受器、刺形感受器、棒状感受器5种,还有部分感受器是双翅目某些科特有的,如环丝是瘿蚊科昆虫特有的感受器。另外,双翅目昆虫触角感受器的特征在科、属、种分类阶元中存在差异;对比我国不同地区的橘小实蝇成虫触角感受器类型,发现该害虫不同地理种群的触角感受器类型和特征存在差异。例如,我国台湾的橘小实蝇成虫触角着生栓锥形感受器和棒状感器,然而我国大陆的橘小实蝇未发现以上2种感器,并且大陆的橘小实蝇触角着生台湾种群没有的刺形感受器、腔锥型感受器或柱形感受器;广州的橘小实蝇锥形感受器基部未呈现弯曲状态,然而福建和吉林长春的橘小实蝇锥形感受器存在基部弯曲的亚型。笔者还综述了双翅目昆虫各种感受器类型在形态和功能方面的研究概况,探讨了触角感受器在害虫防治和昆虫系统发育研究中的应用前景。

橘小实蝇雌虫对其肠道共生菌发酵液的嗅觉行为反应

肠道微生物潜在的生防价值为研究橘小实蝇治理提供了一个新的思路。本研究利用Y型嗅觉仪测试了橘小实蝇肠道菌发酵原液及其高压灭活上清液对寄主雌虫在10、20以及30 min嗅觉行为的影响,结果表明阴沟肠杆菌(F8)、肠杆菌属(F13)、产气克雷伯氏菌(F26)、霍氏肠杆菌(F67)发酵原液以及阴沟肠杆菌(F8)、肺炎克雷伯氏菌(F10)、Pseudocitrobacter anthropi(F16)、粪肠球菌(F18)、赫尔曼亚特兰大杆菌(F31)、蜡样芽胞杆菌(F45)、铜绿假单胞菌(F50)、阴沟肠杆菌(F59)高压灭活上清液对橘小实蝇雌虫具有显著的引诱效果,P. anthropi(F16)发酵原液对雌虫具有显著的忌避作用;此外,橘小实蝇对不同的肠道菌的反应时间不同。本研究明确了橘小实蝇雌虫对其肠道菌发酵原液、高压灭活上清液的嗅觉反应,为开发雌虫引诱或忌避剂提供了依据。

纳米抑菌材料的合成及对茶拟盘多毛孢的抑制活性

茶轮斑病是中国茶园的重要病害,易造成叶片脱落甚至使植株死亡,对茶叶产量和品质造成重大影响。本研究采用组织分离法获得病原菌,通过科赫氏法则验证、形态学观察和分子水平鉴定,确定了病原种类;采用共沉淀法制备了纳米氢氧化镁[nano-Mg(OH)2],采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅(nano-SiO2)和纳米二氧化钛(nano-TiO2),利用X-射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对纳米材料的尺寸和外观形貌进行表征;采用菌丝生长速率法比较了3种纳米材料在质量浓度为25 mg/mL时对茶轮斑病病原菌的抑制活性。结果表明:分离所得菌株与茶拟盘多毛孢Pseudopestalotiopsis theae聚在同一分支中,自检支持率达99%,可以确定引起茶轮斑病的病原菌为茶拟盘多毛孢。所合成的nano-Mg(OH)2、nano-SiO2和nanoTiO2分别呈花瓣状、球状以及聚集状的纳米颗粒,在水中的粒径分别为4 342.72、1 199.05和654.95 nm,且均具有一定的团聚行为。供试纳米材料对茶拟盘多毛孢的活性高低依次为nanoMg(OH)2> nano-SiO2> nano-TiO2,其中nano-Mg(OH)2的抑菌效果最佳,150 mg/mL的nanoMg(OH)2施用后3 d抑菌率最高,可达85.14%。研究结果可为茶轮斑病的有效防治提供新的思路和途径。