一株施氏假单胞菌好氧反硝化特性的研究
一株地衣芽孢杆菌的异养硝化-好氧反硝化特性研究开题报告
一株地衣芽孢杆菌的异养硝化-好氧反硝化特性研究开题报告研究背景:生物硝化-反硝化过程是地球上氮素循环的重要环节。
细菌在异养硝化过程中将氨或有机氮化合物氧化为亚硝酸盐,再将其硝化为硝酸盐,而在好氧条件下,反硝化菌将硝酸盐还原为亚硝酸盐和氮气。
硝化-反硝化过程对于维护水体、土壤等环境的氮素平衡起着至关重要的作用。
地衣芽孢杆菌是一种多功能细菌,可利用多种有机物和无机物作为氮源和碳源。
已有研究表明,地衣芽孢杆菌具有异养硝化和好氧反硝化的能力。
但是对于其异养硝化和好氧反硝化特性的研究仍不够深入。
研究目的:本研究旨在探究一株地衣芽孢杆菌的异养硝化和好氧反硝化特性,揭示其对氮素循环的贡献,为环境治理提供理论依据。
研究方法:1.分离出一株具有异养硝化和好氧反硝化能力的地衣芽孢杆菌,进行形态学、生理生化特性和分子生物学鉴定。
2.通过动态培养和化学分析法, 研究其异养硝化和好氧反硝化的特性,包括反应条件(温度、pH、营养物质含量等)对异养硝化和好氧反硝化的影响和产氮气的效率。
3.通过比较地衣芽孢杆菌和其他用于氮素循环的细菌的异养硝化和好氧反硝化特性,揭示其在氮素循环过程中的作用。
预期成果:1.明确一株具有异养硝化和好氧反硝化能力的地衣芽孢杆菌的形态学、生理生化特性及分子生物学鉴定结果。
2.揭示地衣芽孢杆菌的异养硝化和好氧反硝化特性,并分析其影响因素和产氮气效率,为环境治理提供理论依据。
3.比较地衣芽孢杆菌和其他用于氮素循环的细菌的异养硝化和好氧反硝化特性,探究其在氮素循环过程中的作用,为氮素循环的控制提供理论基础。
研究意义:本研究对于深入了解地衣芽孢杆菌的异养硝化和好氧反硝化特性,探究其在氮素循环过程中的作用,为氮素循环的控制提供理论基础,也为理解细菌在环境中的生态学过程提供了重要信息。
同时,本研究还为水体、土壤等环境的治理提供了理论基础。
好氧反硝化菌的研究进展
摘 要 综述了好氧反硝化菌的种类和特性 、好氧反硝化菌的反硝化作用机制和影响因素. 好氧反硝化菌主要包括假单胞菌属 ( Pseudom onas) 、产碱杆菌属 (A lca ligenes) 、副球菌属 ( Pa ra2 coccus)和芽孢杆菌属 (B acillus)等 ,属好氧或兼性好氧异养微生物. 好氧反硝化菌能在好氧条 件下进行反硝化 ,其主要产物是 N2 O ,并可将铵态氮直接转化成气态产物. 催化好氧反硝化菌 反硝化作用的硝酸盐还原酶是周质酶而不是膜结合酶. 溶解氧和 C /N 往往是影响好氧反硝化 菌反硝化作用的主要因素. 介绍了间歇曝气法 、选择性培养基法等好氧反硝化菌的主要分离 筛选方法. 概述了好氧反硝化菌在水产养殖 、废水生物处理 、降解有机污染物以及对土壤氮素 损失的影响方面的研究进展.
厌氧过程 [ 25 ] ,在反硝化作用过程中 , O2 被认为可抑 制反硝化还原酶 [ 10 ]. 另外 ,在有机物质氧化的过程 中 , O2 被普遍认为是首选的电子受体 [ 11 ] ,在有氧条 件下反硝化菌会优先使用溶解氧呼吸 ,这样就阻止 了使用 NO3 - 和 NO2 - 作为最终电子受体.
3 国家自然科学基金项目 (40471065) 、土壤与农业可持续发展国家 重点实验室基金项目 ( 055122 ) 、国家计委 、教育部科技创新工程重 大项目培育基金项目 ( 705824 ) 和江苏省重点科技专项资助 项目 (BM2002701) . 3 3 通讯作者. E2mail: zhongwenhui@ njnu. edu. cn 2006210225收稿 , 2007208209接受.
11期 王 薇等 :好氧反硝化菌的研究进展
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了在脱氮副球菌生长过程中 ,如果 O2 和 NO3 - 共同 存在 ,其生长速率会比二者单独存在时高. Bell等 [ 3 ] 证明 ,在 O2 存在的条件下好氧反硝化酶仍具有活 性. M eiberg等 [ 10 ] 报道 Hyphom icrobium X 能在好氧 条件下进行反硝化作用. 目前许多研究证明了好氧 反硝化菌的存在 [ 7, 17, 53 ] ,并发现了一些能在 O2 浓度 (氧分压 )很高情况下生存的反硝化菌 [ 51 ]. 好氧反硝 化菌的发现为生物脱氮等技术提供了崭新的思路. 本文从种类 、机制 、分离筛选 、应用等方面介绍国内
异养硝化-好氧反硝化细菌的研究进展
异养硝化-好氧反硝化细菌的研究进展异养硝化-好氧反硝化细菌(ANAMMOX)是一类能够同时进行硝化和反硝化过程的微生物。
其研究的重要性在于,通过利用这些细菌,可以有效地去除废水中的氨氮和硝态氮,实现废水处理的资源化和节能减排目标。
ANAMMOX细菌最早是在1990年代末期在荷兰的集水污水处理安装中被发现的,由于其具有高效、节能等特点,被广泛应用于废水处理中。
ANAMMOX细菌在废水处理过程中通过异养硝化-好氧反硝化过程,能够将废水中的氨氮和硝态氮转化为氮气,并排出系统外,实现氮的去除和回收。
相较于传统的硝化-反硝化工艺,ANAMMOX工艺具有更高的氮转化效率和更低的能耗,被认为是一种具有广阔应用前景的废水处理技术。
在ANAMMOX细菌的研究方面,目前已经取得了一系列的进展。
首先,通过对ANAMMOX微生物群落的研究,科学家们发现了大量的ANAMMOX细菌菌株,如广泛应用的"KSU"菌株、"KUUM"菌株以及新鲜发现的"MBE-I"菌株等。
这些菌株的发现不仅丰富了ANAMMOX微生物资源库,也为后续研究提供了更多的实验材料。
其次,在ANAMMOX细菌的代谢途径方面,研究者们发现了ANAMMOX细菌独特的代谢途径和相应的酶,如异硝化酶(hydrazine dehydrogenase)和亚硝酸还原酶(nitrite reductase)。
这些酶对于ANAMMOX过程起到了关键的作用,通过它们的催化作用,ANAMMOX细菌能够高效地将氨氮和亚硝态氮转化成氮气。
此外,ANAMMOX细菌的生理与生态适应性研究也取得了丰硕的成果。
研究者们发现,ANAMMOX细菌对环境条件的适应性较强,在不同的温度、pH值和营养条件下仍能正常运行。
此外,一些研究人员还发现了一些利用ANAMMOX细菌进行废水处理的策略,如厌氧好氧串联系统和结构化填料反应器等,这些技术改进能够提高废水处理的效果。
两株异养硝化—好氧反硝化细菌的分离、筛选、鉴定和特性研究
两株异养硝化—好氧反硝化细菌的分离、筛选、鉴定和特性研究一、本文概述本文旨在探讨两株异养硝化-好氧反硝化细菌的分离、筛选、鉴定及其特性研究。
异养硝化-好氧反硝化细菌是一类特殊的微生物,能够在好氧条件下进行硝化和反硝化过程,对于氮循环和环境保护具有重要意义。
本文首先通过分离和筛选方法,从自然环境中获取两株具有异养硝化-好氧反硝化功能的细菌,并对其进行初步的生理生化特性分析。
接着,采用分子生物学手段对这两株细菌进行鉴定,明确其分类地位和系统发育关系。
在此基础上,进一步深入研究这两株细菌的生长特性、硝化反硝化性能、以及环境因子对其生长和代谢的影响。
本文的研究结果不仅有助于深入了解异养硝化-好氧反硝化细菌的生物学特性和生态学功能,同时也为该类微生物在环境修复、污水处理等领域的应用提供理论支撑和实践指导。
二、材料与方法为了分离和筛选异养硝化—好氧反硝化细菌,我们从多个不同的生态环境中采集了土壤和水样,包括污水处理厂、河流、湖泊以及农田土壤等。
为了培养和筛选目标细菌,我们使用了多种培养基,包括常规的好氧反硝化培养基和异养硝化培养基。
这些培养基根据细菌的生长特性和需求进行了优化。
实验过程中使用了多种分子生物学试剂,如PCR引物、DNA提取试剂盒等。
同时,还使用了多种仪器,如PCR仪、凝胶电泳仪、微生物培养箱等。
采用稀释涂布法将采集的样品接种到含有相应培养基的平板上,通过观察菌落的形态、大小和颜色等特征,初步筛选出具有异养硝化—好氧反硝化能力的细菌。
通过形态学观察、生理生化特性分析以及分子生物学方法(如16S rDNA序列分析)对筛选出的细菌进行鉴定。
对筛选和鉴定出的细菌进行详细的特性研究,包括生长曲线测定、异养硝化速率测定、好氧反硝化速率测定等。
还研究了环境因子(如温度、pH、碳源和氮源等)对细菌生长和硝化反硝化活性的影响。
实验数据采用统计学方法进行分析,以揭示细菌的生长规律和硝化反硝化特性。
还通过图表等形式直观地展示了实验结果。
多功能水处理菌Pseudomonas stutzeri CDN1的筛选分离与性质鉴定
多功能水处理菌Pseudomonas stutzeri CDN1的筛选分离与性质鉴定摘要:从生活污水处理场活性污泥中筛选分离到1株具有好氧反硝化特性的菌株CDN1,经过常规生理生化鉴定、Vitek-32细菌鉴定系统鉴定结合16S rDNA鉴定,确定其为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。菌株Pseudomonas stutzeri CDN1在好氧培养(25℃,200 r/min)时具有很强的反硝化活性,对硝态氮(NO3--N)的降解率最高可达到94.01%。同时对其絮凝活性进行了测定,结果显示该菌对高岭土具有较好的絮凝活性,最高可达到79.82%。关键词:Pseudomonas stutzeri;好氧反硝化;絮凝活性Identification and Characteration of A Multi-function Wastewater Treatment Strain Pseudomonas stutzeri CDN1Abstract: Being screened from activated sludge,the aerobic denitrification strain CDN1 was identified as Pseudomonas stutzeri by conventional biochemical identification,Vitek-32 Bacterial identification system and 16S rDNA analysis. When aerobic cultured at 25℃, 200 r/min, the culture of the strain Pseudomonas stutzeri CDN1 showed high-efficiency aerobic denitrification, with the highest NO3--N digradation rate of 94.01%, and also showed high flocculation activity against Kaolin, with the highest flocculating rate of 79.82%.Key words: Pseudomonas stutzeri; aerobic denitrification; flocculation activity反硝化菌在环境氮素污染治理中起着重要的作用,目前厌氧反硝化菌研究较多,但因厌氧反硝化菌生长条件严格,限制了生物除氮工艺的发展。因此,具有更好环境适应性的好氧或兼性厌氧反硝化菌株的发现及对其性质的研究具有更高的实际应用价值。本研究从生活污水处理场的活性污泥中筛选分离出具有好氧反硝化活性的菌株CDN1,对其进行生理生化特性以及16S rDNA的分子生物学鉴定,在鉴定结果的基础上,对菌株的好氧反硝化活性进行检测的同时,也进行了其絮凝活性的初步测定,取得了较好结果。对该菌株在生理生化、反硝化、絮凝等特性的认识,可为该菌株更广泛的应用研究、进而实现产品生产等后续工作打下基础。1材料与方法1.1材料样品来源:取自武汉纺织大学生活污水处理场活性污泥。硝酸盐培养基:牛肉膏3 g,蛋白胨10 g,硝酸钠1 g,去离子水1 000 mL,pH值7.0~7.2。固体培养基按2%比例添加琼脂。主要试剂及仪器:高岭土、氯化钙、摇床、恒温培养箱、Vitek-32全自动细菌鉴定系统等。1.2方法1.2.1好氧反硝化菌的筛选与分离在250 mL的锥形瓶中加入50 mL硝酸盐培养基,将活性污泥和生物膜混合物适量接种到硝酸盐培养基中,加入几粒玻璃珠,利于打散污泥絮体。在25℃、100 r/min恒温空气摇床上培养24 h后,取培养液按1∶100(体积比,下同)比例接种至新鲜培养基中,如此反复5次,最后富集得到反硝化菌生长占优势的培养物。取菌悬液进行系列等比稀释后按1∶10比例转接到装有5 mL液体培养基的试管中,在其中放置杜氏小管静置培养观察产气。将产气的培养液再次进行系列等比稀释后涂布平板,25℃恒温培养。观察菌落生长状况,挑取菌落形态不同的单菌落转接到试管中进行培养,放入杜氏小管观察各单菌落在硝酸盐培养基中25℃静置培养时是否产气。结合菌落形态及产气观察,反复进行分离,直至得到完全纯化的反硝化菌。1.2.2菌株鉴定将目的菌株平板划线活化24 h后,观察单菌落形态,镜检后进行革兰氏染色、接触酶试验。挑取单菌落用全自动细菌鉴定系统Vitek-32进行生化鉴定。同时,采用16S rDNA PCR方法进行分子生物学鉴定,测序由上海生工生物工程技术服务有限公司完成。1.2.3好氧反硝化活性测定将筛选到的活性较高的反硝化菌转接到液体培养基中活化12 h,再以1∶100比例转接到50 mL硝酸盐培养基中25℃、200 r/min培养,定时取样测定菌体生长状态(分光光度法测OD600)、培养基中亚硝态氮(NO2--N)及硝态氮(NO3--N)含量以检测其反硝化活性。NO2--N检测采用N-(1-萘基)-乙二胺光度法[1],NO3--N测定采用麝香草酚蓝分光光度法[2]。1.2.4絮凝活性测定高岭土悬浊液:4 g高岭土溶于1 000 mL去离子水中,快速搅拌5 min,备用。助凝剂:取1 g CaCl2溶于100 mL去离子水中得到1%的CaCl2溶液。取若干洁净带塞试管,加入10 mL高岭土溶液和0.6 mL 1% CaCl2溶液,向试管加入0.5 mL的菌液,用塞子塞好,将试管上下快速颠倒10次,再慢速颠倒10次,静置3 min。取上述静置后的上清液进行吸光度的测定(波长550nm)。以空白培养基为对照。絮凝活性用絮凝率来表示,絮凝率=(A-B)/A×100%。式中,A为未絮凝处理的对照上清液在550 nm处的光密度值;B为絮凝处理后的上清液在550 nm处的光密度值。2结果与分析2.1反硝化菌的筛选与分离结合菌落形态观察及产气观察,分离得到3种不同形态的在硝酸盐液体培养基中观察到产气的单菌落,其菌株分别命名为CDN1、CDN2、CDN3。将3个菌株转接到硝酸盐液体培养基中对产气状况进行比较,发现菌株CDN1产气速度及产气量均明显优于CDN2和CDN3,因此选取CDN1进行后续研究。2.2反硝化菌的鉴定对反硝化菌CDN1的形态特征进行了鉴定,菌落为乳白色、湿润、半透明,圆形、凸起、边缘规则,镜检(×1 500)为革兰氏染色阴性细小杆状菌。对菌株CDN1初步鉴定后,利用Vitek-32细菌鉴定系统对其生理生化特征进行进一步鉴定,结果显示CDN1与施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)有99%的相似性(表1)。用琼脂糖凝胶电泳检测16S rDNA的PCR产物为大小约1 500 bp的片段。用PCR 产物纯化试剂盒对PCR产物纯化后测序,对测序得到菌株CDN1的全长1 436 bp 的16S rDNA序列进行Blast分析,序列对比分析结果为:与Pseudomonas stutzeri A1501相似性达99%(仅表现为两个碱基的差别);与P. entomophila L48相似性达97%;与P. putida KT2440相似性达97%;与P. mendocina ymp相似性达97%;与P. aeruginosa LESB58相似性达96%;与P. aeruginosa UCBPP-PA14相似性达96%;与P. fluorescens SBW25相似性达95%;与P. syringae pv. syringae B728a相似性达95%;与Cellvibrio japonicus Ueda107相似性达91%;与Saccharophagus degradans 2-40相似性达91%;与Marinobacter aquaeolei VT8相似性达89%;与Marinobacter algicola DG893相似性达91%。2.3好氧反硝化活性将活化培养12 h后的菌液按1∶100比例转接到新鲜液体培养基中好氧培养(25℃,200 r/min),从初始转接开始取样检测其菌体量(OD600表示,图1a)、NO2--N 以及NO3--N浓度(图1b)。由图1可知,菌株CDN1在好氧培养生长至20 h时菌体量最大,OD600达到1.186。培养基中的NO3--N去除率随培养液培养时间的增加、菌体量的增大而不断升高,到48 h时培养基中的NO3--N去除率达到94.01%;NO2--N的浓度在初始培养阶段随培养时间的增加、菌体量的增大而逐渐增大,培养12 h时培养液中NO3--N还原所形成的NO2--N的积累量最高,达137.84 mg/L,此后NO2--N浓度迅速降低,至48 h时培养物中NO2--N的浓度仅为44.00 mg/L。2.4絮凝活性根据菌株CDN1菌落及菌体形态观察,推测其能产生多糖,而产多糖的细菌通常具有一定的絮凝活性。因此,同时对不同取样时间菌液的絮凝活性进行了测定。由图2可知,菌株CDN1在好氧培养时培养液对高岭土的絮凝率随培养时间的增加、菌体量的增大而不断升高,到12 h时最高絮凝率达79.82%,具有较好的絮凝效果。3 小结与讨论从活性污泥中分离得到一株具有较高好氧反硝化活性的菌株CDN1,结合细菌鉴定系统以及16S rDNA鉴定,确定该菌为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),将其命名为P. stutzeri CDN1。CDN1在好氧培养时(25℃,200 r/min)其反硝化活性与菌体生长呈正相关,培养至48 h时培养基中的硝态氮去除率达到最高(94.01%);而反硝化产生的亚硝态氮浓度则有一个先升后降的过程,推测菌体生长达到稳定期后将还原成的亚硝态氮进一步还原成了N2或N2O释放到了空气中。根据菌落形态以及平板培养时间过久后(超过48 h)镜检观察到的菌体产生糖被的情况,推测其可能具有絮凝活性,而检测结果也证实了该推论,且絮凝活性也与菌体生长呈正相关。本研究仅对菌株CDN1的好氧反硝化活性以及絮凝活性进行了初步鉴定,这些性质均与菌体生长状态有关,而本研究所使用的培养条件还有待优化(如施氏假单胞菌通常培养温度为30℃或37℃、针对絮凝活性的研究还可用专门的产凝培养基),因此,对该菌株的好氧反硝化及絮凝性质的研究还有待进一步深入。另据文献报道,施氏假单胞菌还可高效降解二苯并噻吩[3]、三氯苯[4]、毒死蜱[5],具有脱硫能力[6],能产生几丁质酶[7]和卡拉胶酶[8],且能有效防治植物青枯病。可见CDN1菌株不仅具有较高的好氧反硝化以及絮凝活性,而且还具有作为受污染土壤、水体的生物修复因子和作为生物农药的潜能,具有较好的研究前景。参考文献:[1] GB 7466-7494-87, 水质分析方法标准[S].[2] 黄双路,陈伟,黄丽英. 溴麝香草酚蓝分光光度法测定短链季铵盐[J]. 福建分析测试,2001(4):1496-1500.[3] 史德青,赵金生,杨金荣,等. 施氏假单胞菌对二苯并噻吩的降解[J]. 中国环境科学,2004,24(6):730-733.[4] 宋蕾,王慧,施汉昌. 质粒pT7降解三氯苯的功能研究[J]. 中国环境科学,2007,27(1):121-124.[5] 兰亚红,谢明,陈福良,等. 施氏假单胞菌JHY01菌株毒死蜱降解酶的定位及其提取条件的优化[J]. 中国生物防治,2008,24(4):349-353.[6] 张建辉,孔瑛,侯影飞,等. 聚乙烯醇包埋石油脱硫菌UP-2的研究[J]. 中国环境科学,2006,26(B7):92-96.[7] 彭小珍,吉宏武,刘唤明,等. 施氏假单胞菌Pseudomonas stutzeri 产卡拉胶酶液体发酵条件优化[J]. 食品研究与开发,2007,28(10):7-11.[8] 谢宇,尚晓娴,胡立明,等. 产壳聚糖酶菌株的筛选、鉴定及其产酶条件研究[J]. 河南工业大学学报(自然科学版),2008,29(4):42-45.。
好氧反硝化细菌
好氧反硝化细菌好氧反硝化细菌是一类特殊的微生物,它们能够利用氧气进行代谢反应,同时也能在缺氧环境下使用硝酸盐作为氧化剂,将有机物质氧化为无机物质,从而促进污水的处理和环境的净化。
这些细菌在自然界中经常被发现,在生物领域中也被广泛的利用。
好氧反硝化细菌是一类利用硝酸盐和有机质作为菌落生长能量来源的细菌。
它们可以在空气中使用氧气呼吸,同时在缺氧环境中也能够依靠硝酸盐呼吸。
这种能力在微生物界中是非常罕见的。
在实际应用方面,这类细菌在污水处理中被广泛的使用。
这是因为在污水中,厌氧反硝化细菌和好氧反硝化细菌都有利于氮循环的减少。
而好氧反硝化细菌可以在缺氧的情况下消耗过剩的氧气,为厌氧反硝化细菌创造了更适宜的生长环境。
好氧反硝化细菌的发现最早可以追溯到1990年代,当时许多生物学家发现了这种能力的微生物。
这类细菌的金属离子(Cu)样本中,包含着一种叫做亚硝酸酸还原酶的蛋白质酶,可以把亚硝酸还原成氮气。
这种酶在自然界中常常会失去活性,而好氧反硝化细菌则可以通过其他酶的作用将其还原,使得氮循环可以继续进行。
在实际应用方面,好氧反硝化细菌主要用于污水的处理。
这类微生物可以代替传统的曝气池进行氮循环的处理。
在污水处理的过程中,缺氧条件可以促进厌氧细菌的生长和发展,从而促进厌氧反硝化的细胞对氮的吸收,并完成氮的循环。
而好氧反硝化细菌则可以消耗过剩的氧气,同时进行硝酸盐的代谢反应,有效地减少了代谢废物在水中的浓度,实现了对水的净化。
在环境保护和污染治理领域,好氧反硝化细菌成为了非常重要的微生物资源。
这类细菌是一种生物多样性的代表,它们的存在为我们提供了一种更为有效的环境保护手段,可以在未来减少污染,保护地球的生态平衡。
一株好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力初测
一株好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力初测战海;王广军;陈成勋【摘要】采用BTB(溴甲基酚蓝)平板涂布分离法,从鳜鱼养殖池塘水体中分离出17株具有反硝化作用的细菌,通过初步筛选和反硝化能力的测定,挑选出一株具有较强反硝化能力的好氧反硝化细菌,命名为8F-3.菌株8F-3在24 h内将总氮从100.00 mg/L降至6.51 mg/L,去除率达到93.49%;将氨氮从50.000 mg/L降至1.966 mg/L,去除率为96.07%;将硝酸盐氮从50.00 mg/L降至3.51 mg/L,去除率为92.98%;将亚硝酸盐氮从0.096 mg/L降至0.071 mg/L,去除率为25.79%.该试验结果表明,菌株8F-3对氨氮和硝酸盐氮具有较强的去除能力,对亚硝酸盐氮也有一定去除作用,反硝化能力较强.经生理生化测试和16 S rRNA分子鉴定,初步鉴定该菌属于不动杆菌属(Acinetobacter).【期刊名称】《天津农学院学报》【年(卷),期】2017(024)002【总页数】5页(P44-48)【关键词】好氧反硝化菌;反硝化能力;16SrRNA;不动杆菌属【作者】战海;王广军;陈成勋【作者单位】中国水产科学研究院珠江水产研究所,广州 510380;天津农学院水产学院,天津 300384;中国水产科学研究院珠江水产研究所,广州 510380;天津农学院水产学院,天津 300384【正文语种】中文【中图分类】S917.1近年来,我国水产养殖业发展迅速,水产品总产量稳居世界第一。
但目前多采取高密度集约化养殖模式,由此引发的水体富营养化等问题日益严重。
养殖过程中过量的饲料残渣和排泄物是引发该问题的主要因素,因残饵和排泄物分解后导致水体中氨氮、亚硝酸盐等含量过高[1],这不仅直接危害养殖动物,还会诱发细菌、病毒病的暴发,给水产养殖造成巨大的经济损失[2]。
因此,寻找高效去除养殖水体中氨氮、亚硝酸盐等的方法迫在眉睫。
好氧反硝化细菌YX-6特性及鉴定分析
好氧反硝化细菌YX-6特性及鉴定分析安健;宋增福;杨先乐;胡鲲;路怀灯;佘林荣【摘要】从对虾池塘筛选得到1株高效的好氧反硝化细菌,命名为YX-6.对该菌生长及反硝化性能间的关系进行研究;同时研究了不同温度、pH、盐度及碳源对该菌生长及反硝化性能的影响.结果表明,该菌反硝化作用主要发生在对数生长期,可将亚硝酸盐氮由10mg/L降至0;该菌最适生长及反硝化温度为30℃;pH值范围为7~9时最适于该菌生长及反硝化性能的发挥.该菌最适盐度范围为0~15;丁二酸钠、乙酸钠为该菌生长及反硝化的最适碳源.通过对YX-6菌株生理生化及16S rRNA 分子鉴定,初步鉴定为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)o对该菌株亚硝酸还原酶基因进行序列分析,结果表明,该菌含有亚硝酸还原酶nirS基因.【期刊名称】《中国水产科学》【年(卷),期】2010(017)003【总页数】9页(P561-569)【关键词】好氧反硝化;凝结芽孢杆菌;16S rBNA;亚硝酸还原酶基因【作者】安健;宋增福;杨先乐;胡鲲;路怀灯;佘林荣【作者单位】上海海洋大学,水产与生命学院,国家水生动物病原库,上海,201306;扬州绿科生物技术有限公司,江苏,扬州,225600;上海海洋大学,水产与生命学院,国家水生动物病原库,上海,201306;上海海洋大学,水产与生命学院,国家水生动物病原库,上海,201306;上海海洋大学,水产与生命学院,国家水生动物病原库,上海,201306;扬州绿科生物技术有限公司,江苏,扬州,225600;广东海富药业有限公司,广东,潮州,515700【正文语种】中文【中图分类】S94目前中国主要采取高密度集约化的养殖生产模式,水体中过量的饲料残渣及水产动物代谢物的排放,常常会导致水体亚硝酸盐氮的严重超标,并有可能进一步诱发细菌病、病毒病等病害,给水产养殖业造成巨大的经济损失。
因此,养殖水体亚硝酸盐氮的有效去除是水产业亟需解决的问题之一。
一株好氧反硝化细菌的筛选及初步鉴定
2007, Vol. 28, No. 08食品科学※生物工程266的研究[D]. 北京: 中国农业大学, 2005.[6]孟祥成. 双歧杆菌生理功能特性及其应用的研究[D]. 哈尔滨: 东北农业大学, 2002.[7]徐营, 李霞, 杨利国. 双歧杆菌的生物学特性及对人体的生理功能[J]. 微生物学通报, 2001, 28(6): 94-96.[8]MEEI Y L, FEN J C. Antioxidative effect of intestinal bacteriaBifidobacterium longum ATCC 15708 and Lactobacillus acidophilus ATTCC 4356[J]. Digestive Diseases and Sciences, 2000, 45(8): 1617-1622.[9]MEEI Y L, YEN C L. Antioxidative ability of lactic acid bacteria[J]. J Agric Food Chem, 1999, 47: 1406-1466.[10]KULLISAAR T, ZILMER M, MIKELSAAR M, et al. Two antioxidative lactobacilli strains as promising proboscis[J]. J Food Microbiol, 2002,72: 215-224.[11]MARGOLLES A, GARCIA L, SANCHEZ B, et al. Characterization of a Bifidobacterium strain with acquired resistance to choate-a pre-liminary study[J]. International Journal of Food Microbiology, 2003,82(2): 191-198.[12]LI X M, LI X L, ZHOU A G. Evaluation of antioxidant activity of thepolysaccharides extracted from Lycium barbarum fruits in vitro [J]. Euro-pean Polymer Journal, 2007, 43: 488-497.[13]ZHAO L, ZHAO G, HUI B, et al. Effect of selenium on increasing the antioxidant activity of protein extracts from a selenium-enriched mush-room species of the ganoderma genus[J]. Journal Food Sci, 2004, 69(3):184-188.[14]贾士芳, 郭兴华, 周志宏, 等. 利用返回式科学卫星选育优良双歧杆菌[J]. 航天医学与医学工程, 1996, 9(6): 407-411.收稿日期:2007-06-14 *通讯作者基金项目:长江学者和创新团队发展计划项目(IRT0540)作者简介:黄运红(1979-),男,讲师,硕士研究生,主要从事环境生物技术研究。
北京典型景观水体好氧反硝化菌组成特征
北京典型景观水体好氧反硝化菌组成特征骆坚平;刘玉娟;潘涛;李安峰【摘要】好氧反硝化菌对环境水体氮素的循环起到非常重要的作用.对北京市6个典型景观水体中好氧反硝化菌进行富集培养和分离,并开展菌株的16S rRNA基因测序和组成特征分析.结果表明,从6个水体中共富集分离得到80株好氧反硝化菌,均为变形菌门(Proteobacteria),聚类于其3个纲(α-Proteobacteria、β-Proteobacteria、γ-Proteobacteria),分属于9个属,31个物种.其中90%左右的菌株具有良好的好氧反硝化能力,是水体进行生物脱氮修复的重要微生物基础.在不同景观水体中,好氧反硝化菌表现出较为明显的分布差异性和性能差异性,除了普遍存在的假单胞菌属(Pseudomonas)和不动杆菌属(Acinetobacter)外,每个水体基本都有属于自己的特异菌属,其中重要的特异菌属包括Alishewanella、Delftia、Hydrogenophaga和Rheinheimera,这对水体修复具有指导意义.【期刊名称】《微生物学杂志》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】6页(P21-26)【关键词】景观水体;好氧反硝化菌;组成特征【作者】骆坚平;刘玉娟;潘涛;李安峰【作者单位】北京市环境保护科学研究院,北京100037;国家城市环境污染控制工程技术研究中心,北京100037;北京市环境保护科学研究院,北京100037;国家城市环境污染控制工程技术研究中心,北京100037;北京市环境保护科学研究院,北京100037;国家城市环境污染控制工程技术研究中心,北京100037;北京市环境保护科学研究院,北京100037;国家城市环境污染控制工程技术研究中心,北京100037【正文语种】中文【中图分类】Q939.11+1;X172景观水体已成为我国城市规划建设的重要内容,但其水质现状却不容乐观,富营养化问题已严重影响了城市形象、居民生活和水生态系统安全。
环境微生物作业,硝化,反硝化细菌
反硝化细菌和反硝化聚磷菌在污水处理中的运用摘要:微生物法在污水处理过程中起到十分重要的作用。
其中反硝化细菌与反硝化聚磷菌在污水处理中运用更为广泛,本文就对这两种细菌的研究情况作一些简单概述。
关键词:反硝化细菌;反硝化聚磷菌;自养反硝化;好氧反硝化随着人类生活水平的不断提高和工业生产的快速发展,带来越来越严重的水质污染问题。
寻求新的高效污水处理办法也是现在的一大研究方向,微生物处理法在污水处理中有着广泛的运用。
本文着重介绍两种细菌:反硝化细菌和反硝化聚磷菌在污水处理中的一些运用。
一.反硝化细菌反硝化细菌(Denitrifying bacteria) 是一类兼性厌氧微生物,当处于缺氧环境时,反硝化细菌可用硝酸盐、氮化物等作为末端电子受体。
有些反硝化细菌能还原硝酸盐和亚硝酸盐,有些反硝化细菌只能将硝酸盐还原为亚硝酸盐。
反硝化细菌与污水除氮原理:污水中的含氮有机物经过异养菌的氨化作用转变为氨氮,再经过硝化细菌的硝化作用将氨氮转变为亚硝酸盐和硝酸盐态氮,最后经过反硝化细菌的反硝化作用将亚硝酸盐和硝酸盐还原为NO、N2O ,并最终变为N2,从而将含氮物质从污水处理系统中排出。
当环境中有分子态氧存在时,反硝化细菌氧化分解有机物,利用分子态氧作为最终电子受体。
在无分子态氧存在下,反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐作为电子受体,有机物则作为碳源及电子供体提供能量。
在污水处理中,当溶解氧(DO) 小于或等于0.15mgPL 情况下,反硝化细菌利用污水中的有机碳源(污水中的BOD) 作为氢供体,以硝酸态盐作为电子受体,将硝酸盐还原为NO、N2O 或N2,这既可消除污水中的氮,又可恢复环境的pH稳定性,对污水处理系统的正常运行起重要作用。
在污水处理中反硝化细菌种类很多。
影响污水脱氮过程中反硝化反应的因素:1.有机碳源:一般认为,当污水中的BOD5PT2N 值> 3~5 时,即可认为碳源是充足的,此时不需要补充外加碳源。
施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度_解释说明以及概述
施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在探讨施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度的解释和说明。
施氏假单胞菌是一种常见的细菌,其具有重要的环境生态功能,特别是在氮循环中的反硝化过程中发挥着重要作用。
反硝化作用是指在缺氧条件下,细菌通过将硝酸盐还原为氮气从而释放出能量。
而溶解氧浓度则对反硝化过程有着重要影响。
1.2 文章结构本文分为5个部分进行探讨。
第一部分即引言部分, 介绍文章的概述、结构和目的。
第二部分详细解释施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度的相关知识,包括施氏假单胞菌介绍、反硝化作用及其过程以及影响反硝化溶解氧浓度的因素。
第三部分概述了施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度的意义和应用、实验方法与技术以及结果与讨论。
第四部分总结了研究的发现和观点,提出了对进一步研究的建议与展望。
最后一部分是参考文献部分。
1.3 目的本文的目的在于解释施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度的概念,并探讨影响反硝化溶解氧浓度的相关因素。
同时,通过总结已有研究成果和观点,提出未来进一步研究该领域的建议和展望。
这将有助于增加我们对施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度及其环境生态功能的理解,为进一步应用该细菌进行水质改良等方面提供科学依据。
2. 施氏假单胞菌反硝化溶解氧浓度解释说明:2.1 施氏假单胞菌介绍:施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)属于革兰氏阴性细菌,是一种常见的环境细菌。
它具有较强的适应能力和广泛的分布范围,可以在土壤、水体和底泥等多种环境中生存。
施氏假单胞菌是一种重要的反硝化细菌,能够利用硝酸盐作为电子受体,将硝酸盐还原成氮气释放到大气中。
2.2 反硝化作用及其过程:反硝化作用是指一类细菌通过还原硝酸盐或亚硝酸盐来获得能量,并释放出氮气的过程。
该过程通常发生在缺乏含氧条件下的自然环境中,如水logged土壤、湖泊、河流和深海等。
施氏假单胞菌作为反硝化细菌之一,在这个过程中起着关键作用。
反硝化过程包括多个步骤:首先,亚硝酸盐还原成一氧化氮(NO),由催化剂亚硝酸还原酶催化。
异养硝化_好氧反硝化菌Paracoccus_研究进展
LMG 4218 (X69159, Y16936) DSM 65 (Y16935) IAM 12479 (Y17512) JCM 6892 (Y17511) DSM 11072 (U58015) DSM 11073 (U58017) DSM 11074 (U58016) DSM 1403~1406 DSM 6610, DSM 6392, DSM 12449 CIP 106306 CIP 71.11 Strain TUT 1022 (AB098590) Strain JT 001 (AJ864466) NCCB 52044 (formerly LMD 52.44) LMD 92.63 (Y16934) NCCB 91129
2006AA06Z330) Supported by the State High-Tech Research and Development Program of China (863 Program, No. 2006AA06Z330) **通讯作者 Corresponding author (E-mail: huangjun@)
G o o d h e w [6]等 通 过 对 一 批 不 同 分 离 源 得 到 的 P. denitrificans的细胞色素c进行了蛋白质质谱和氨基酸序列的 分析,质疑了Ludwig研究中LMG 4218T作为P. denitrificans 模式种的地位,发现包括LMG 4218在内的一些菌株很可 能属于另外的不同种类,提出所有这些脱氮副球菌应该 分属两个类群:A类群包含传统意义上的脱氮副球菌,包 括LMD 22.21 (NCCB 22021),NCIMB 8944,ATCC 13543, ATCC 17741,ATCC 19367,PD 1222和DSM 413等;B类群 包括LMD 52.44,DSM 65,LMG 4218. 类群B与A之间细胞 色素c相似度只有84%,而与GB17T的相似度高达99%,因 此提出把B类菌划分为一个新的种P. pantotropha. Rainey等 用16S rRNA序列分析法和DNA杂交法重新分析了这些细 菌 , 支 持 了 Goodhew等 的 论 断 , 并 提 出 以 GB17T作 为 新 种 的模式菌株,种名定为P. pantotrophus[7]. Kelly等对国际上P. denitrificans和 P. pantotrophus的保藏菌株进行了权威的系统 分类总结[8],部分列表于表1.
好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力
DOI:10.16767/ki.10-1213/tu.2018.03.169好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力金少锋浙江浙大水业有限公司摘要:利用溴甲基酚蓝平板涂布分离的方法,在某池塘中的水体分离出十五株可以进行反硝化的细菌,对其进行初步的筛选与反硝化能力的测验,通过这种方式筛选出反硝化能力相对强的好氧反硝化细菌,并将其称为8F-3。
通过对其的测试与实验,得到的结果表明,该菌株对于氨氮与硝酸盐氮可以产生非常强的去除能力,反硝化能力处在较高水平。
通过生理生化的测试与16SrRNA的分子鉴定,可以初步鉴定这个菌株应该是不动杆菌属。
关键词:好氧反硝化菌;反硝化能力;分析1前言随着经济的发展,我国的城市化的进程快速发展,导致水体富营养化的情况越来越严重,污染问题日益突出,给水产养殖业带来不同程度的影响。
并且在养殖过程中由于使用过多的饲料导致水体具有很多饲料残渣,在分解过程中产生氨氮和亚硝酸盐等,给水产养殖带来不利影响,需要加强对生物脱氮的方法的研究,保证通过对其的使用可以使得水体不会出现氮素过多的情况。
2菌株来源及培养基菌株分离使用的水样是来自于某养殖池塘。
培养基主要是在DM培养基上进行改进:KN2PO41.5g/L和Na2HPO47.9g/L以及MgSO4·7H2O0.01g/L,还有微量元素溶液2mL,去离子水1000ml,柠檬酸钠5.66g/L,保持pH在7.0至7.5之间,NaNO30.8415g/L。
并且加入NH4C10.192g/L与NaNO20.362g/L。
BTB培养基是在DM培养基的基础上加入1mLBTB,并保证BTB1%溶解于乙醇。
还有加入2.5%的琼脂,使用蒸馏水进行溶解处理,并保证pH在7.0至7.3之间。
液体培养基(LB):KN032g和K2HP041g以及KH2PO41g,还包括MgSO4·7H2O.2g和柠檬酸钠5g以及微量盐溶液2mL,蒸馏水1000mL,添加1%的胰蛋白胨个0.5%的酵母素以及0.5%NaC1,使用蒸馏水溶解处理。
1株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究
宋漫利,李 成,刘春敬,等.1株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究[J].江苏农业科学,2018,46(13):271-275.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2018.13.0631株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究宋漫利,李 成,刘春敬,梁致齐,李容臻,谢建治(河北农业大学资源与环境科学学院/河北省农田生态环境重点实验室,河北保定071001) 摘要:为了提高污水处理设施的低温生物强化效果,以崇礼污水处理厂SBR反应池活性污泥为菌源,进行污水处理耐冷菌的分离鉴定及固定化研究。
从活性污泥中分离筛选出1株硝化和好氧反硝化耐冷菌,结合生理生化、形态学以及16SrDNA基因测序结果,初步鉴定该菌株为假单胞菌(Pseudomonassp.)。
以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)为包埋材料,利用正交试验优化NL-4包埋固定化制备条件。
当SA质量分数为1%、PVA质量分数为12%、CaCl2质量分数为1%、包菌量为10%时,制备的固定化小球物理性能最佳。
在10℃培养条件下,NL-4对污水中氨态氮(NH3-N)和硝态氮(NO3--N)的去除率分别是68.05%、98.94%,包埋固定化后分别提高了14.49%、1.4%。
4℃保藏60d后,比游离菌相比固定化载体的NH3-N、NO3--N去除率分别提高58.8%、53.3%。
pH值为7~9、温度为10~20℃时,最适宜NL-4及其固定化载体发挥硝化、反硝化能力。
关键词:假单胞菌;聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA);好氧反硝化;包埋固定化;去除率 中图分类号:X702;S182 文献标志码:A 文章编号:1002-1302(2018)13-0271-05收稿日期:2017-10-18基金项目:国家水体污染控制与治理科技重大专项(编号:2015ZX07203-005);河北省高等学校科学技术研究青年基金(编号:QN2017076);河北省博士研究生创新资助项目(编号:CXZZBS2017071)。
一种异养硝化好氧反硝化细菌及其培养方法和用途[发明专利]
[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公布说明书[11]公开号CN 101338282A [43]公开日2009年1月7日[21]申请号200710049432.1[22]申请日2007.07.02[21]申请号200710049432.1[71]申请人中国科学院成都生物研究所地址610041四川省成都市人民南路四段九号[72]发明人黄钧 杨航 李毅军 [74]专利代理机构成都赛恩斯专利代理事务所代理人彭晓波[51]Int.CI.C12N 1/20 (2006.01)C02F 3/34 (2006.01)C12R 1/40 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 11 页 附图 2 页[54]发明名称一种异养硝化好氧反硝化细菌及其培养方法和用途[57]摘要本发明属于环境微生物领域,涉及一种高效的异养硝化好氧反硝化细菌及其培养方法和用途。
该细菌是恶臭假单胞菌种(Pseudomonas putida DN1.2),保藏登记号为CCMCC M207075,能够有效脱除水体中的氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮及其混合物,还可同时去除有机废水中的COD Cr ,适用于高浓度有机含氮废水、无机含氮废水的处理,脱氮过程中,不产生亚硝酸盐和硝酸盐的积累。
使用该菌株处理废水工艺简单,脱氮效果稳定。
200710049432.1权 利 要 求 书第1/1页1.一种异养硝化好氧反硝化细菌,其特征在于该细菌是恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida DN1.2),保藏登记号为CCMCC M207075。
2.一种培养权利要求1中所述细菌的方法,其特征在于:该方法中碳源为葡萄糖、乙酸钠或柠檬酸钠三者中任意一种,氮源为硫酸铵,按照C/N质量比为2∶1~16∶1配制有机碳源培养基,在pH为6.0~8.5,温度为25~37℃条件下培养细菌。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:按照C/N质量比为4∶1~12∶1配制有机碳源培养基,在pH为7.0~7.5,温度为30~34℃条件下培养细菌。
反硝化细菌研究进展
反硝化细菌研究进展引言反硝化细菌是指在环境中能够将硝酸盐(NO3-)还原为氮气(N2)的微生物。
这些细菌在环境生态平衡和氮循环过程中发挥着至关重要的作用,同时,反硝化细菌也在工业应用中具有潜在的价值。
因此,对反硝化细菌的研究一直受到广泛。
本文将概述反硝化细菌的研究现状、研究方法、主要成果以及未来研究方向。
研究现状1、反硝化细菌的分类反硝化细菌属于变形菌门,包括多种科、属和种。
其中,常见的反硝化细菌有假单胞菌属、产碱菌属、节细菌属、希瓦氏菌属和颤杆菌属等。
这些细菌广泛分布在土壤、水体和植物根际等环境中,且具有不同的生态学和生理学特征。
2、反硝化细菌的生理特征反硝化细菌多为革兰氏阴性菌,细胞呈杆状或球状,具有鞭毛和荚膜。
这些细菌以有机物为碳源,以硝酸盐为电子受体进行呼吸作用。
在生长过程中,反硝化细菌能够通过一系列酶促反应将硝酸盐还原为氮气,并释放能量。
3、反硝化细菌的生态环境反硝化细菌在自然环境中广泛存在,尤其在土壤和水体中分布较多。
这些细菌在氮循环中发挥着重要作用,能够将硝酸盐转化为氮气,释放到大气中,从而影响全球气候变化。
此外,反硝化细菌还在污水处理、农业生产等工业应用中具有潜在价值。
研究方法1、传统培养方法传统培养方法是反硝化细菌研究的基础手段,包括分离、纯化、鉴定和培养等步骤。
通过选择适合的培养条件,研究人员可以获得反硝化细菌的纯培养,进而研究其生物学和生态学特性。
2、现代分子生物学方法随着分子生物学技术的发展,越来越多的研究人员采用分子生物学方法研究反硝化细菌。
例如,通过16S rRNA基因序列分析,可以揭示反硝化细菌的分类和系统发生关系;通过宏基因组学和转录组学方法,可以研究反硝化细菌在环境中的分布和作用机制。
3、代谢组学方法代谢组学方法是通过研究细胞代谢产物的变化来解析生命活动的过程。
在反硝化细菌研究中,代谢组学方法可以帮助研究人员了解硝酸盐还原为氮气的具体过程以及相关代谢产物的变化情况。
异养硝化-好氧反硝化菌的脱氮性能研究进展
异养硝化-好氧反硝化菌的脱氮性能研究进展翁梓航;吕红;周集体【摘要】异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)技术可在好氧的情况下同步去除水中的COD与总氮,其脱氮产物大多为无温室效应的氮气,脱氮过程中酸碱中和.然而实际废水成分复杂且水量水质不稳定,这使HN-AD技术的应用受到了限制.近年来不少学者针对不同的环境限制因子对HN-AD菌脱氮能力的影响进行了探索.为此,综述了近几年HN-AD菌在不同环境限制因子影响下的研究进展.%Chemical oxygen demand and total nitrogen in wastewaters could be simultaneously removed from water by heterotrophic nitrification-aerobic denitrification (HN-AD)technology under aerobic conditions.The main denitrification product is mostly nitrogen gas which does not have greenhouse effect,and acid-base neutralization can also be achieved in the process of denitrification.However,the ingredients of actual wastewater are complicated,and the water quantity and water quality are not stable,which limits the application of HN-AD technology.In recently years,many researchers have probed into the influences of different environmental limit factors on the denitrification ability of HN-AD bacteria.Based on this,the research progress in HN-AD bacteria under the influences from different environmental limiting factors is summarized.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2017(037)003【总页数】5页(P21-25)【关键词】异养硝化-好氧反硝化;生物脱氮;废水处理【作者】翁梓航;吕红;周集体【作者单位】大连理工大学工业生态与环境工程教育部重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学工业生态与环境工程教育部重点实验室,辽宁大连116024;大连理工大学工业生态与环境工程教育部重点实验室,辽宁大连116024【正文语种】中文【中图分类】X703;X172在过去的几十年里,城市污水与工业废水中去除氨氮最常用的方法是微生物的好氧自养硝化和厌氧异养反硝化联合处理〔1〕。