陕西宁强铅锌尾矿中细菌的分离、鉴定及金属离子耐受性评价

对陕西宁强铅锌尾矿附近土壤中的细菌进行分离,研究铅锌尾矿附近细菌对重金属离子耐受性,为铅锌尾矿污染地区微生物资源的研究提供理论依据。采用稀释涂布法对细菌进行分离纯化,然后进行16S rRNA序列扩增与校准并构建系统发育树。选择4种金属离子(Pb^(2+),Cu^(2+),Hg^(2+),Zn^(2+))对菌株进行耐受性研究。结果表明:从尾矿土壤中共分离纯化出12株细菌,结合形态学与16S rRNA测序结果,所得菌株分属葡萄球菌属(Staphylococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、土壤球菌属(Agrococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)和红球菌属(Rhodococcus)。其中有10株细菌表现出不同程度耐金属离子Pb^(2+),Cu^(2+),Hg^(2+),Zn^(2+)特性,占总检测菌株的83.33%。特别是L2,L6,L7,L8这4株细菌耐金属离子特性较高,占总检测菌株的33.33%。

陕西略阳铁矿尾矿放线菌的分离、鉴定及抗菌活性

针对陕西略阳铁矿尾矿土壤放线菌进行分离鉴定,研究放线菌代谢产物抗菌活性。采用稀释涂布法对陕西略阳铁矿尾矿土壤样品进行分离纯化,通过菌落形态观察初步排重,对所有菌株进行16S r RNA测序,通过构建发育树确定其菌属。同时采用滤纸片扩散法,以大肠杆菌(Escherichia coil)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、沙门氏菌(Salmonella typhl)和白假丝酵母菌(Canidia Albicans)为靶标菌研究放线菌代谢产物拟菌活性。分离出菌株结合形态学及分子生物学鉴定确认14株菌株,其中10株属链霉菌属(Streptomyces)、3株属于小单孢子菌属(Micromonospora)、1株属原小单孢菌属(Promicromonospora)。鉴定所得14株放线菌代谢产物均表现出不同程度的抑菌活性,其中10株则表现出较明显的抑菌作用,占总数的71.43%。表明尾矿土壤所分得菌株丰富,可判断所分离放线菌中链霉菌属占较大比例,且筛选出有较强抑菌活性的菌株,为丰富和挖掘放线菌资源库提供理论依据。

植物-根际微生物协同修复有机物污染土壤的研究进展

人工合成的有机化学物质具有化学性质稳定、难以降解、使用范围广、具有一定毒副作用及潜在的致畸致癌性,给人类生产生活相关的土壤环境造成严重影响。目前各个国家都已经采取各种措施,从污染治理等方面进行土壤修复,以减缓对环境的伤害,但是这些修复效果均不明显,且成本较高,还可能造成对环境的二次污染。植物修复技术和微生物修复技术是目前土壤污染治理较廉价和有效的手段之一,但这两者的修复过程都存在一些限制因素。本文论述利用土壤-植物-根际微生物的共存关系进行有机物污染土壤修复的2种方式及其原理,并介绍影响联合修复技术的几个因素,讨论今后植物-微生物联合修复技术的研究重点,以期在今后的研究及实际运用中,利用植物-微生物联合修复技术分别发挥植物、微生物修复的优点,达到联合彻底修复土壤、净化土壤的目的。

机油高效降解菌的筛选鉴定及降解特性的初步研究

为丰富机油降解微生物菌种库,筛选适应性更强的机油高效降解菌株。以20#机油和真空泵油为唯一碳源,筛选出机油高效降解菌,经细菌形态学、生理生化及16S rRNA序列分析对机油高效降解菌株进行鉴定,采用紫外分光光度法和气相色谱质谱联用(GC-MS)研究菌株降解特性。从初筛的22株机油降解菌中筛选出4株机油高效降解菌株,分别为JZ6、JZ18、JZ41和JZ50,经鉴定4株菌株分别为Massilia sp、Pseudomona sp、Sphingobacterium sp和Shinella zoogloeoides sp,在含机油培养基中30℃培养7 d后,机油降解率分别为42.62%、33.67%、33.36%和40.52%。在温度20-40℃,pH5-9条件下菌株都具有降解机油的能力,4株菌株均能以十二烷、十六烷、十八烷和苯和萘为唯一碳源生长,JZ6和JZ50还能在含芘和菲的培养基中生长。GC-MS分析发现菌株JZ6、JZ18、JZ41和JZ50对总烷烃的降解率分别达到68.66%、52.69%、49.37%和61.40%,对直链烷烃的降解率分别为86.89%、55.98%、58.42%和89.13%,其中菌株JZ6和JZ50对除烷烃的其他芳香烃类物质也具有一定的降解作用。筛选出的4株机油降解菌具有较强机油降解能力,适应性强,可用于机油污染环境的生物修复。

白及花脂溶性成分提取工艺优化及其生物活性分析

目的:优化白及花中脂溶性成分提取工艺,并初步探究其抑菌、抗肿瘤和抗氧化活性。方法:在单因素实验基础上,运用响应面法优化白及花中脂溶性成分提取工艺,以提高脂溶性成分得率,并通过滤纸片扩散法和CCK8法分别研究其抑菌和抗肿瘤活性,通过检测DPPH自由基、ABTS自由基和OH自由基的清除率考察其体外抗氧化活性。结果:最佳提取工艺如下:提取时间2.94 h,提取次数2次,料液比为1∶40时,此条件下脂溶性成分得率的理论值可达到1.416%,验证试验的平均得率为1.401%±0.112%,比优化前提高了28.49%。生物活性实验表明:白及花脂溶性成分对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)、大肠埃希菌(Escherichia coli)、白色念珠菌(Candida albicans)四种致病菌有明显的抑菌效果;经CCK-8法测定,脂溶性成分对肺腺癌A549细胞的抑制率为32.115%;而抗氧化实验表明白及花中脂溶性成分对DPPH自由基、ABTS自由基和羟基自由基的EC50分别为1.63、0.47和1.25 mg/m L。结论:优化的提取工艺合理、可行,白及花脂溶性成分生物活性较好,具有潜在的药用价值。

轮作区不同品系水稻根际土壤元素变化趋势研究

【目的】研究陕西南部水稻-油菜轮作制种植方式下,不同品系水稻在其不同生长时期根际土壤元素含量的变化趋势。【方法】本文利用电感耦合等离子体发射光谱法的实验方法,对该地区3个采样点(安康、城固、宁强)2个水稻品种在水稻3个重要生长时期(五叶期、分蘖期、孕穗期)根际土壤的P、K、Ca、Mg、Na、Fe 6种营养元素及Mn、Zn、Cr、Cu 4种重金属元素的含量变化进行了研究和对比。【结果】这10种元素含量范围分别是41.6~2189.2,10 301.2~32 141.2,198.7~6517.3,6101.3~30 021.0,2761.2~15 293.2,8907.6~106 080.0,165.4~790.4,6.2~39.4,39.4~91.3,3.3~43.3 mg/kg;营养元素彼此具有显著相关性,重金属之间呈相关或显著相关性。通过对土壤含水量及酸碱性的研究发现,土壤含水量符合水稻水田生长特性,在水稻孕穗期含水量均较高,个别采样地还能达到50%;除安康地区为偏酸性水稻土(p H5.5~6.5),其余采样地均为中性土壤,均适合水稻生长。【结论】本研究揭示了水稻根际土壤元素的变化趋势,为合理施肥及水土保持方面起理论支持的作用。

4株羊肚菌胞外多糖含量及其生物活性的研究

为探讨不同羊肚菌菌株胞外多糖的含量及其抑菌、抗氧化活性和对α-淀粉酶的抑制作用是否有差异,以4株羊肚菌(编号为YS-Y、XH-0、XH-2、XH-4)为材料,利用醇沉法提取羊肚菌胞外多糖,并用Sevag法去除蛋白后,测定其胞外多糖含量及其抑菌活性、抗氧化能力和对α-淀粉酶的抑制作用,并将其结果进行对比。结果表明,YS-Y、XH-0、XH-2、XH-44株羊肚菌胞外多糖的含量分别为10.05%、5.80%、19.89%、8.34%;4株羊肚菌具有一定程度的抑菌能力,菌株XH-2的抑菌效果优于其它3株,且对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制效果最好;4株羊肚菌的还原力、DPPH自由基、ABTS+自由基以及羟自由基清除率都随着质量浓度的增大而增大,当质量浓度达到1.0 mg/mL时,菌株XH-2的还原能力和ABTS+自由基清除能力优于其他3株,其OD700值和EC50分别为0.136和0.56 mg/mL;菌株XH-4的DPPH和羟自由基清除率优于其它3株,其EC50分别为16.68 mg/mL和1.40 mg/mL,且4株羊肚菌的羟自由基清除率均大于VC;菌株XH-2对α-淀粉酶的抑制作用优于其它3株,其EC50为1.55mg/mL。该研究表明羊肚菌胞外多糖具有一定的生物活性,菌株XH-2和XH-4具有更大的药用潜力,可为羊肚菌资源开发提供一定的参考意义。

金耳胞外酶代谢研究

以金耳(Tremella aurantialba)菌种及其伴生菌毛韧革菌(Stereum hirsutum)菌株为材料,进行液体培养,研究毛韧革菌在纯培养及与金耳混合培养过程中纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、蛋白酶和木质素酶的活性变化。结果表明,在液体培养过程中,毛韧革菌和混合菌丝除未检测到过氧化物酶外,其它胞外酶活性均呈现出一定的趋势变化。毛韧革菌胞外羧甲基纤维素酶、滤纸纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、蛋白酶、漆酶、愈创木酚氧化酶和邻苯二酚氧化酶活性峰值分别出现在培养第2、2、2、2、6、6、10、10、12天,酶活力分别为10.051、3.188、20.971、14.781、3.254、7.619、26、11、9 U/mL,混合菌丝上述胞外酶活性峰值分别出现在第2、2、4、2、6、6、8、8、12天,酶活力分别为14.674、3.633、26.067、15.270、5.756、8.650、32、22、14 U/mL。比较分析,混合菌丝胞外酶活性在一定程度上要高于毛韧革菌的纯培养,说明混合培养时两者具有互作关系,可以提高对培养基质的降解利用能力。

轮作区水稻根际土壤钙镁离子含量、含水量和酸碱度变化趋势

为保证水稻品质并避免过度使用钙、镁肥对土壤胶体造成的破坏,利用电感耦合等离子体发射光谱法对陕南水稻—油菜轮作区的不同水稻品系在其不同生长时期的根际土壤中钙、镁含量进行分析。通过研究发现,在轮作区4个采样地(安康市及汉中市的城固县、汉台区、宁强县)不同品种水稻根际土壤钙元素含量都随水稻生长发育过程的进行而逐渐升高(含量范围分别为1 303.5~5 040.5、2 541.1~6 517.3、2 600.0~4 194.7、1 664.0~5 265.8 mg/kg),而镁元素含量随着水稻生长发育过程的进行先升高后降低(含量范围分别为6 101.3~30 021.3、10 382.7~13 738.4、9 956.3~10 490.1、8 583.5~10 140.0 mg/kg)。经分析发现,这些地区的根际土壤中所含的钙、镁元素含量均能满足水稻生长发育需求,不用另外施加肥料。土壤含水量随水稻生长过程逐渐增加,增幅甚至超过50%[安康K优082孕穗期土壤含水量(63.08±2.69)%,城固K优082孕穗期土壤含水量(54.18±2.11)%],符合水稻生长特点。土壤酸碱性测定结果表明,安康地区土壤偏弱酸性(p H值5.5~6.5),城固、汉台地区土壤偏中性(p H值6.5~7.5),宁强地区土壤酸碱性跨度较大(p H值5.5~7.5),但均适合水稻生长。

根际土壤元素与水稻产量及产量构成因素的相关性

【目的】研究在水稻-油菜轮作制条件下,对水稻产量及其构成因素产生主要影响的因素。【方法】本文以平原主栽品种(K优082)和山地主栽品种(先丰优901) 2个水稻品系为实验材料,利用相关性及主因素分析的方法,探讨了栽种地地理环境和土壤肥力元素对水稻产量及其构成因素的影响。【结果】4个采样地的产量在9100. 5～10 207. 5 kg范围内;构成因素中千粒重在29. 0～31. 9 g范围内;结实率在80. 7%～86. 9%范围内;粒数范围为160. 4～182. 5粒;穗数在16. 2～18. 3穗之间。结实率与公顷产极显著相关(相关系数达0. 626)。4个采样地海拔高度范围是260～820 m,经度范围是东经105°60'～东经109°01',纬度为北纬32°42'～北纬33°12'。4个采样地在不同生长时期(五叶期、分蘖期、孕穗期)土壤有机碳、硝态氮、铵态氮、P和K含量范围分别是109. 7～256. 5,0. 068～0. 220,0. 708～2. 0,0. 042～2. 2,10. 3～32. 1 g/kg。【结论】通过相关性和主成分分析,影响结实率的主要因素有水稻种植地的海拔高度、经度,3个水稻生育期的有机碳和铵态氮、五叶期和分蘖期的硝态氮和K,这说明,水稻种植地的海拔高度和经度、土壤有机碳、含氮量和K元素含量均对水稻产量有显著影响。

陕南水稻根际细菌多样性变化趋势

为研究根际微生物与水稻的互作关系,本研究利用培养法,对陕西南部水稻-油菜轮作制种植方式下的3个采样点(汉滨、城固、宁强)的2个水稻品种(K优082、先丰优901)在3个生长时期(五叶期、分蘖期、孕穗期)的根际细菌进行了分离,并对其多样性变化趋势进行分析。结果表明,汉滨和城固地区K优082的根际细菌菌落数大于先丰优901,宁强地区则相反;本研究共分离得到的细菌属于4个门(拟杆菌门、放线菌门、变形菌门和厚壁菌门),其中,厚壁菌门为优势菌种;在所有样本中共分离到26个属的细菌,枯草芽孢杆菌属细菌占总菌数的64.52%以上。

抗镉内生细菌阿耶波多氏芽孢杆菌的分离鉴定及生物学特性

对分离得到的一株可在Cd^(2+)浓度为900 mg/L培养基中生长的抗镉内生细菌GR42进行鉴定并研究其生物学特性,为其应用提供理论依据。利用16S rDNA序列分析、形态学和生理生化实验鉴定其种属,探究培养条件对菌株生长的影响并研究其镉去除率、铅锌耐受性、促生特性以及对小麦幼苗抗镉能力的促进作用。经鉴定该菌株为阿耶波多氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai),最适温度、pH、装液量和盐浓度分别为28℃、7.0、50 mL/250 mL和5-10 g/L。Cd^(2+)浓度为800 mg/L时,镉去除率可达41.1%,可耐受2 000 mg/L Pb^(2+)、1 200 mg/L Zn^(2+),铁载体活性76.74%,ACC脱氨酶活性0.627 U/mg,溶磷量为13.801 mg/g,解钾量为8.868 mg/g,并对小麦幼苗的抗镉能力有显著促进作用。抗镉内生细菌GR42为阿耶波多氏芽孢杆菌,铅锌镉抗性和镉去除率较高,并有一定的促生能力,在植物促生和Cd污染土壤修复方面具有一定的应用潜力。

植物抗镉内生细菌筛选及其对小麦幼苗耐镉能力的影响

【目的】筛选出抗镉内生细菌,为应用植物—微生物联合修复技术修复镉污染土壤提供优势菌株。【方法】对秦岭铅锌尾矿区内优势植物杠柳(Periploca sepium Bunge)和草木樨(Melilotus suaveolens Ledeb)的内生细菌进行分离,筛选出具有较高镉抗性的内生细菌,进行16S rDNA序列分析,对其Cd2+去除率、吲哚乙酸(IAA)活性、铁载体活性和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性等生物学特性进行研究,并利用盆栽试验验证其提高小麦幼苗耐镉胁迫的能力。【结果】在800 mg/L Cd2+浓度条件下共分离筛选得到11株抗镉内生细菌(GS3、CR4、CG7、GR31、GR38、GR42、GR43、GR44、GR45、GR49和GR54),经鉴定均为芽孢杆菌(Bacillus sp.)。生物学特性研究结果表明,在800mg/L Cd2+浓度条件下11株内生细菌的Cd2+去除率在14.56%～79.45%,其中GR44的Cd2+去除率最高;7株内生细菌有IAA活性,其中GR44、GR49和CG7的IAA活性较高;11株内生细菌均有铁载体活性和ACC脱氨酶活性,其中GR44的铁载体活性最高,GR54的ACC脱氨酶活性最高。小麦盆栽试验结果表明,GR44能显著提高小麦幼苗的耐镉能力(P<0.05)。【结论】筛选出的抗镉内生细菌GR44可作为植物—微生物联合修复技术中修复镉污染土壤的优势菌株,对矿区复垦具有一定意义。

耙齿菌EA-LJS-73产七叶皂苷培养基配方的响应面法优化

单因素实验的基础上应用响应面法对产七叶皂苷菌株耙齿菌EA-LJS-73培养基进行方法设计、优化并验证培养基方案,以提高其产七叶皂苷的能力。得到优化后的培养基(1L)如下:淀粉22.660 g,酵母浸粉4.230 g,Mg SO47.600 g时,此条件下七叶皂苷浓度的理论值可达到1.116 g/L,验证实验的平均浓度为1.105 g/L,比优化前提高了35%。通过发酵动力学分析得出发酵10 d时,菌株生物量和七叶皂苷浓度达到最高,分别为11.376 g(菌体干重)和1.665 g/L。因此优化的培养基配方合理、可行。

耐高温萌发菌胞外酶活性与天麻种子萌发的关系

为探究耐高温萌发菌在模拟夏季高温条件下漆酶、木聚糖酶、淀粉酶和纤维素酶的活性与天麻种子萌发的关系。对4株萌发菌进行递增式耐高温驯化,采用2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)法、二硝基水杨酸(DNS)法测定萌发菌胞外酶活性,水琼脂法进行天麻种子萌发试验。结果表明,各菌株之间的酶活性及各菌株之间天麻种子萌发率存在明显差异,经过驯化的耐高温萌发菌4种酶活性和天麻种子萌发率均极显著高于各自对应亲本萌发菌(P<0.01),其中漆酶、木聚糖酶、淀粉酶、纤维素酶活性最高的分别是耐高温萌发菌SH-1、MDA-1、MDC-1、SH-1,酶活性依次为1 000.00、1062.35、402.90、40.91 U/L,天麻种子萌发率最高的是耐高温萌发菌SH-1,萌发率为71.76%,酶活性与天麻种子萌发率相关性最高的是木聚糖酶,相关系数为0.720。说明天麻种子萌发受温度、胞外酶种类及活性等多种因素共同调控,耐高温萌发菌表现出了更高的酶活性,促进天麻种子萌发,且木聚糖酶是影响天麻种子萌发的关键胞外酶。

耐高温蜜环菌胞外多糖含量及抗氧化活性

对3株蜜环菌进行递进式耐高温驯化,获得的耐高温蜜环菌命名为J-G、A-G、MH-G,以驯化的耐高温蜜环菌和其亲本蜜环菌菌株为材料,探究耐高温蜜环菌胞外多糖含量及抗氧化活性的变化规律。利用水提醇沉法提取蜜环菌多糖,测定蜜环菌胞外多糖含量及胞外多糖抗氧化活性。结果表明,耐高温蜜环菌MH-G、A-G胞外多糖含量显著高于亲本蜜环菌(P<0.01);驯化后的耐高温蜜环菌及亲本蜜环菌均表现出不同程度的抗氧化能力,其中耐高温蜜环菌MH-G在多糖浓度为1.0 mg/mL时,DPPH自由基、羟自由基、ABTS自由基、超氧离子自由基清除率分别为52.28%、81.16%、64.06%、65.48%,抗氧化活性显著高于其余菌株(P<0.01),为较佳抗氧化活性耐高温蜜环菌株。研究结论可以为天麻产业发展、蜜环菌产品开发提供一定的参考依据。

白及花与块茎石油醚部位成分分析及其生物活性的比较研究

目的分析白及花和块茎石油醚部位成分及生物活性。方法以石油醚(60～90℃)为提取溶剂,采用索氏提取法提取白及花和块茎脂溶性成分,采用GC-MS分析其化学成分,通过滤纸片扩散法、CCK8法和分光光度法分别对其进行抑菌、抗肿瘤和α-淀粉酶抑制作用研究,通过检测DPPH自由基、ABTS自由基和羟自由基的清除率考察其体外抗氧化活性。结果白及花和块茎中共鉴定出20种石油醚部位成分,其中花11种,块茎19种,共有成分10种,α-乙酰基-γ-丁内酯(15.20%,21.84%)和苄醇(12.07%,24.10%)为主要成分。白及花中石油醚部位成分的抑菌活性高于块茎,对枯草芽孢杆菌效果最好,最小抑菌浓度和最小杀菌浓度分别为0.41,0.51 g·L^(-1)和0.53,0.66 g·L^(-1)。当质量浓度为5.0 mg·mL^(-1)时,白及块茎石油醚部位成分对A549细胞的抑制率为29.451%,高于花中石油醚部位成分27.621%的抑制率,前者对α-淀粉酶的IC_(50)为1.819 mg·mL^(-1),后者的IC_(50)为2.028mg·mL^(-1)。两者对DPPH自由基、ABTS自由基和羟自由基的清除率均随质量浓度的增大而增大,当浓度达到1.0mg·mL^(-1)时,前者对ABTS自由基和羟自由基的清除率分别为99.67%和92.22%,高于后者90.07%和38.11%的清除率,后者对DPPH自由基的清除率为31.23%,高于前者18.94%的清除率,两者均低于Vc的清除率。结论白及花和块茎中石油醚部位成分主要为酯类和醇类,2种石油醚部位成分均具有一定的生物活性,具有潜在的药用价值,并可为白及花的资源开发提供参考。

Aspergillus sp. EA-LJS80的分离及其发酵液提取物七叶皂苷C的生物活性

本研究从陕西留坝紫柏山采集的七叶树Aesculus chinensis根和茎中分离出一株具有高产七叶皂苷C的内生真菌,将其编号为EA-LJS80。利用ITS序列分析鉴定其种属并对其形态进行观察;采用紫外-可见分光光度计进行全波长扫描,确定其最大紫外吸收峰;采用HPLC测定七叶皂苷C的产量;采用滤纸片扩散法研究其发酵液提取物的抑菌活性;采用CCK-8法测定提纯后七叶皂苷对肺腺癌A549细胞的增殖抑制率,探究其生物活性。结果显示,该菌株EA-LJS80为曲霉菌属Aspergillus真菌,最大紫外吸收波长为230nm,测得提纯后七叶皂苷C的产量为9.23mg/mL。生物活性实验表明:菌株EA-LJS80的发酵液提取物对大肠杆菌Escherichia coli等4种致病菌有明显的抑菌效果;经CCK-8法测定,提纯后的七叶皂苷对肺腺癌A549细胞的增殖有明显的抑制作用。综上所述,菌株EA-LJS80具有产七叶皂苷活性,尤其是七叶皂苷C的产量较高,且其产生的七叶皂苷具有较高的生物活性,这对于改进七叶皂苷生产模式,提高生产效率具有重要意义,同时对于七叶皂苷C的进一步研究有一定的促进作用。

香菇胞外多糖及生物活性的对比

以L135、香66、808、日大4株香菇菌株为试材,采用苯酚-硫酸法、滤纸片扩散法及分光光度计法,研究了香菇胞外多糖含量、抑菌活性和抗氧化活性的差异,以期为香菇药食资源开发提供参考依据。结果表明:L135、808、香66、日大4株香菇的胞外多糖含量分别为(2.82±0.02)(1.61±0.04)(1.85±0.03)(2.22±0.06)mg·mL^(-1)。当多糖质量浓度达到1.0 mg·mL^(-1)时,菌株香66的还原能力最强,菌株日大的ABTS^(+)自由基清除率最高,其清除率为39.97%;菌株L135的DPPH自由基清除率最高,其EC_(50)值为3.53 mg·mL^(-1);菌株808的对羟自由基清除能力和抑菌活性最强。