对氯硝基苯高效降解菌株的筛选
苯降解菌的筛选及其对苯的降解研究
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紫外诱变筛选高效木质素降解菌株的研究
紫外诱变筛选高效木质素降解菌株的研究随着人们对环境保护的要求越来越高,环境污染也成为了一个严重的问题。
木质素是造纸工业废水、生活污水、城市垃圾、农业废物和林业废弃物等生物质残渣中的主要成分,对水资源和环境造成很大的污染。
因此,研究木质素的高效降解机制和菌株,是解决木质素污染的重要途径之一。
本文旨在通过紫外诱变筛选高效木质素降解菌株,探究其降解机制,为解决木质素污染提供一定的理论指导和实践指导。
一、实验原理1.菌种:本实验选用的木质素降解菌株为白腐菌Trametes sp.,在常规培养基下培养并筛选。
2.诱变:通过紫外线照射,诱发白腐菌Trametes sp.的基因突变和突变体的产生。
3.筛选:将紫外线诱变后的白腐菌Trametes sp.转移到含木质素的固体培养基中,筛选木质素降解能力强的菌株。
4.鉴定:通过形态学、生理生化和分子生物学等多种方法对获得的菌株进行鉴定。
二、实验步骤1.白腐菌Trametes sp.的预处理:将白腐菌Trametes sp.预处理于常规培养基上,培养2-3天,并用生理生化方法鉴定其特性。
2.紫外诱变:将预处理的白腐菌Trametes sp.接种在固体VEG培养基中,分别用白炽灯、荧光灯和紫外线照射4h,10h和24h。
用各种灯光下的非照射组作为对照组。
3.筛选:将诱变后的白腐菌Trametes sp.转移到含木质素的固体培养基中,在37℃下静置,观察其生长情况和木质素的降解情况。
4.分离:在含木质素的固体培养基中,挑选降解效果较好的白腐菌Trametes sp.菌株进行单菌落分离。
5.鉴定:通过形态学、生理生化和分子生物学等方法鉴定单菌落的特性,并筛选出木质素降解能力强、生物学特性优良的菌株进行进一步研究。
三、实验结果1.诱变后的白腐菌Trametes sp.生长情况在不同光照下有明显差异。
其中以荧光灯照射24h的白腐菌生长情况较好,而荧光灯照射4h的白腐菌生长情况较差,且繁殖速度缓慢。
杀虫剂生物降解的研究现状分析
杀虫剂从应用以来给人们带来了巨大的经济价值,但是带来利益的同时也给人类带来的威胁,如杀虫剂对环境的污染,食品中杀虫剂的残留的问题严重威胁着人类的健康和生态的平衡,杀虫剂污染问题已备受全球关注。
因此,加强对杀虫剂降解的研究,特别是生物降解的研究,解决杀虫剂对环境、食物污染的问题是人类迫切需要解决的问题。
生物降解是指利用微生物或其他生物将存在于土壤、地下水和海洋中的有毒、有害污染物降解为二氧化碳和水或转化为无害物质的系统,与物理化学方相比,被公认为是一种有效、安全、廉价和无二次污染的方法。
微生物以其代谢方式丰富多样、底物范围广等优点成为生物降解的主体。
1.杀虫剂种类最常用的杀虫剂主要包括有机氯类、有机磷类、拟除虫菊酯类、烟碱类和杂环类,它们中有一些杀虫剂是高毒、高残留的农药,给生态环境带来了严重的污染。
如DDT,硫丹,辛硫磷,呋喃丹等。
因此研究它们的生物降解对人类的生命安全和生态平衡具有重要的意义。
2.有机磷、有机氯类杀虫剂生物降解研究有机磷和有机氯类杀虫剂的生物降解主要有:李健等从哈尔滨市郊区农田中采集土样,经分离、纯化得到76个菌株,然后以甲胺磷为惟一碳源和能源,从其中筛选出高效降解甲胺磷的菌株LAl、LA2和LA3。
3个菌株的最适生长条件温度为25℃,pH值为6.5。
经鉴定LAl属于曲霉属,LA3属于梨形孢属,LA2未定名。
当初始甲胺磷浓度为3g/L时,3个菌株都具有降解能力,降解效率分别为68.67%、80.33%、78.67%。
这表明曲霉属和梨形孢属对甲胺磷具有降解潜力。
李玉梅,王根林采用富集驯化培养方法,从哈尔滨农药厂污水处理池的活性污泥中筛选获得2株能彻底降解氧化乐果的菌株假单胞菌属和气球菌属。
氧化乐果浓度为100mg/L时,两株菌在1d内可完成降解,氧化乐果浓度为400mg/L时,两株菌在3d内可完成降解,浓度在10130mg/L时7d内可完成降解,浓度达2000mg/L 时7d内降解率可分别达75.28%和72.42%。
除草剂2.4-D 降解菌株的分离、筛选与鉴定
摘 要: 2ꎬ4 ̄二氯苯氧乙酸( 2ꎬ4 ̄dichlorophenoxyacetic acidꎬ2ꎬ4 ̄D) 是一类广泛应用于单子叶作物田间杂草防除的除草
剂ꎬ但其大量施用导致的环境残留已对生态环境造成严重威胁ꎮ 通过富集培养的方法ꎬ从 2ꎬ4 ̄D 污染土壤样品中筛选分
Isolatingꎬ Screening and Identification Involved in 2ꎬ4 ̄D Degradation
LI Xuyangꎬ HUANG Lilingꎬ GUO Qiannanꎬ GAO Ruyuꎬ ZHANG Weiꎬ CHEN Mingꎬ LU Weiꎬ
ZHOU Zhengfu ∗
Articles
Current Biotechnology ISSN 2095 ̄2341
研究论文
生物技术进展 2019 年 第 9 卷 第 4 期 384 ~395
除草剂 2ꎬ4 ̄D 降解菌株的分离、筛选与鉴定
栗旭阳ꎬ 黄丽玲ꎬ 郭倩楠ꎬ 高如雨ꎬ 张 维ꎬ 陈 明ꎬ 陆 伟ꎬ 周正富 ∗
chromatography) ꎬ the LC / MS and LC ̄QTOF were used to detected its metabolites. A total of 11 strains were identified with
highly 2ꎬ4 ̄D degradation ability. The utilization rate of L1ꎬ L2ꎬ L4 and L6 cultured for 72 h was 17.3%ꎬ 28.07%ꎬ 38.97% and
菌属( Variovorax) 等ꎮ 其主要由 α ̄酮戊二酸 ( α ̄
低温硝基苯降解菌的筛选及降解特性研究_李轶
硝基苯浓度影响实验 :分别选择硝基苯初始浓 度为 20 , 50 , 100 和 160 mg L , 于 5 ℃培养箱 中培养 后 , 以初始溶液为空白参比测定溶液光密度值和硝 基苯浓度 , 确定菌体生长适宜的浓度范围 .
DO I :10.13227/j .hjkx .2007.04.037 第 28 卷第 4 期 2007 年 4 月
环 境 科 学 ENVIRONMENTAL SCIENCE
Vol.28, No .4 Apr ., 2007
低温硝基苯降解菌的筛选及降解特性研究
李轶 , 胡洪营* , 吴乾元 , 杨海洋
1.2 实验方法 1.2.1 菌种的富集培养与分离纯化
于冬季(1 月份)从东北某条曾被硝基苯污染的 河流取底泥 , 将底泥和硝基苯混合后的上层清液接种 到装有无机盐培养液的锥形瓶中 , 再将适当浓度的硝 基苯溶液直接加到该锥形瓶中作为微生物生长的唯 一碳源(硝基苯的初始浓度为 20 mg L), 随后放入恒 温床中(35 ℃)培养 .培养一定时间至溶液浑浊时 , 倒 掉一半培养液换上新的含硝基苯的无机盐培养液 , 新 溶液中的硝基苯浓度和第一次相同 .然后通过在硝基 苯固体培养基平板上不断分离纯化得到能降解硝基
(清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染 控制国家重点联合实验室 , 北京 100084) 摘要 :从被硝基苯污染的某河流底泥中分离到能在低温 下生长并能以硝基苯为唯一碳源 的 7 株细菌 , 其中菌株 NB1 在温度 从 2.5 ~ 35 ℃范围内时都可以生长并矿化 20 mg L的硝基苯 , 最适宜的生长温度为 25 ℃左右 ;当培养温度为 5 ℃时 , 该菌株在 pH 为 6 ~ 9 范围内可以快速降解 20 mg L硝基苯 , 偏碱性的条件比酸性条件更适合其生长 ;不超过 100 mg L的硝基苯 可以被该细菌 完全降解 .通过生理生化反应特性 、菌体形态以及 16S rDNA 序列测定结果 , 确定 NB1 为恶 臭假单胞菌(Pseudomonas putida).不 同温度条件 , 特别是低温下该菌株对硝基苯的 快速降解特性为低温环境硝基苯污染的生物修复提供了可能 . 关键词 :硝基苯 ;生物降解 ;细菌 ;低温 中图分类号 :X172 文献标识码 :A 文章编号 :0250-3301(2007)04-0902-06
氯苯降解菌的筛选及降解条件研究
和筛选 [ J ]. 环境科学 , 1996, 17 (6) : 1 ~4
[6] 东秀珠 ,蔡妙莫 ,等 . 常见细菌系统鉴定手册 [M ]. 北
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2002, 24 ( 4 ) : 25 ~27. [6] 徐娜 ,郑珩 ,许激扬 . 微生物生产番茄红素及其发酵促
50 mg・L
- 1
,培养时间为 24 h 时 , pH 值对菌株 JH02
降解性能的影响 ,结果如图 4 所示 。
图 2 培养时间对菌株 JH02 降解性能的影响
图 4 pH 值对菌株 JH02 降解性能的影响
氨基酸和生物资源
・3・
图 4 说明 , JH02 菌株在降解氯苯的行为中受 pH 的影响较小 , pH 在 4 ~10 范围时 ,菌株的降解能 力变化不大 , 但在中性偏碱条件下 ( pH = 8 ) 相对更 适合降解行为 。 2. 2. 5 菌悬液接种量对菌株降解性能的影响 考察培养温度为 37 ℃,摇床转速 120 r・m in , - 1 氯苯质量浓度为 50 mg ・L , pH8. 0, 培养时间为 24 h 时 , 菌悬液接种量对菌株 JH02 降解性能的影 响 ,结果如图 5 所示 。
一株对硝基苯酚降解菌的筛选鉴定及其降解特性
解, 添加 0 . 3 0 ( 质量分数) 的葡萄糖可使生物量和降解速率达到最大 , 牛 肉膏 作 为 外 加 氮 源 最 有 利 于 该 菌 株 对 P NP 的降 解 。
关 键 词 对 硝基 苯 酚 生 物 降 解 降解 特性 节 杆 菌
I s o l a t i o n a n d c h a r a c t e r i z a t i o n o f p - n i t r o p h e n o l d e g r a d i n g b a c t e r i a a n d t h e d e g r a d a t i o n c h a r a c t e r i s t i c ZHANG Qi n g,
TM。 经 1 6 S r D NA 序 列 分 析 初 步 鉴 定 该 菌 株 为 节 杆 菌 ( Ar t h r o b a c t e r ) 。考 察 了该 菌 株 在 P NP浓 度 、 盐度( Na CI ) 、 p H、 外加碳 源( 葡 萄糖) 、 外加氮源等因素下对 P N P降 解 特 性 的影 响 。结 果 表 明 : 该 菌株对 P NP的 最 大 耐 受 质 量 浓 度 为 3 0 0 mg / L, 并 在 降 解 的 过 程 中 生 成 NOF; 该菌株的耐盐能力可达 0 . 3 0 ( 质量分数 ) , 其最佳 p H为 8 。在 此 p H下, 2 0 0 mg / I 的 P NP在 1 6 h时 即 可 被 完 全 降
a n d t h e g r e a t e s t g r o wt h o f TM wa s o b s e r v e d a t a p H o f 8 .At t h i s p H v a l u e , PNP a t t h e c o n c e n t r a t i o n o f 2 0 0 mg / L
污水中氯苯类化合物降解菌的筛选及降解特性的研究
污水中氯苯类化合物降解菌的筛选及降解特性的研究作者:刘建强王银韦秀秀李琦黄大林来源:《湖北农业科学》2017年第02期摘要:采用传统的方法进行分离、纯化、筛选、检测,得到氯苯类化合物的降解菌,对其降解率进行研究,并通过16S rRNA进行分离鉴定。
结果表明,共筛选出4株具有降解活性的菌株,在18 ℃、pH 7.2时降解率较高。
初步鉴定4株菌株分别为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、枯草芽孢杆菌(B. subtilis)、炭疽杆菌(B. anthraci)、同温层芽孢杆菌(B. stratosphericus)。
关键词:细菌;降解菌;降解率;氯苯类化合物中图分类号:X703;Q814 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2017)02-0245-03DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.02.011随着农业科技的发展,出于对防治农业害虫的需要,农药的使用也愈加普遍,有机氯农药使用量也更大,其主要成分为氯苯类化合物,一些染料厂、制药厂排放的污水中也含有氯苯类化合物。
氯苯类化合物的残渣随着水土流失汇入河流湖泊,污染水源,由于它们中的大多数具有“三致”效应和难降解性,危害环境,更危害人类健康,因此被美国环保局(EPA)列为优先控制的污染物[1]。
氯苯类化合物化学性质较为稳定,在环境中普遍存在。
目前针对污水中残存的氯苯类化合物,一些地区仍采用比较传统的方法处理污水,以及近年来采用氧化法、生物法以及活性污泥法等[2],不仅成本高,而且处理流程繁琐。
本研究采用微生物降解氯苯类化合物的方法,将会为氯苯类化合物的高效处理提供理论基础,现将报告如下。
1 材料与方法1.1 材料1.1.1 供试水样分别从桂林市制药厂、染料厂、漓江、桃花江等水域采集水样,采集样品的深度为15~20 cm,样品间相距至少2 cm。
1.1.2 试剂与仪器主要试剂有邻二氯苯、间二氯苯、石油醚等,均为分析纯,通用引物和PCR试剂盒由上海生工公司提供。
硝基苯微生物降解的优化条件研究
3收稿日期:2008-04-25作者简介:王松,工程师,博士研究生,从事水体有机污染物微生物处理研究;孙铁珩(通讯作者),研究员,中国工程院院士,从事污染生态学研究,thsun @ 。
文章编号:100926094(2008)0620005204硝基苯微生物降解的优化条件研究3王 松1,2,孙铁珩1,2,3,孙丽娜2,刘家女4(1东北大学资源与土木工程学院,沈阳110004;2沈阳大学沈阳环境工程重点实验室,沈阳110044;3中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳110016;4东北大学理学院,沈阳110004)摘 要:研究硝基苯初始浓度、pH 值、重金属和NaCl 浓度对硝基苯微生物降解的影响。
从污染现场筛选、分离出8株硝基苯降解菌,进行无空列重复1次的正交试验,采用紫外分光光度计对降解体系中硝基苯含量进行快速检测。
结果表明,硝基苯初始浓度、pH 值、重金属和NaCl 浓度均对硝基苯降解率有极显著影响,其影响程度依次为硝基苯初始浓度>pH 值>NaCl 浓度>重金属。
硝基苯初始体积比为1000μL/L ,pH 值为8,NaCl 质量浓度为50mg/L ,ZnCl 2质量浓度为50mg/L 时,硝基苯降解率最高,为7219%。
硝基苯降解优化试验显著促进了硝基苯的微生物降解,可提高污染物的降解效率。
关键词:环境工程学;正交试验设计;硝基苯;微生物降解;紫外分光光度计中图分类号:X2 文献标识码:A0 引 言硝基苯对人体和生物具有高毒性,而且很难发生生物降解,位于世界“环境优先控制有毒有机污染物”名单前列[1],而美国国家环保局(EPA )已将硝基苯列入可疑致癌物清单。
硝基苯治理方法分为物理、化学法和微生物法[2,3],前两者包括活性炭吸附、氧化、萃取、辐照等[4-6],存在成本高和二次污染等问题,而微生物法的处理成本较低,同时不存在二次污染问题,已成为硝基苯处理的理想方法[7]。
国内外对硝基苯的微生物降解进行了大量研究,但有关硝基苯降解性质(如硝基苯初始浓度、pH 值、环境中重金属对其降解的影响)的报道较少。
高效石油降解菌株的筛选及菌群的构建
高效石油降解菌株的筛选及菌群的构建徐志霞;张颖;金显敏;梁晨;李丹;金映虹【摘要】从海南澄迈油井周围污染的土壤中采集样品,以原油为唯一碳源,经初筛、复筛得到13株具降解石油性能的微生物,其中J-2、J-4、J-12、J-13菌株在培养10 d后,其石油降解率分别可达到27.92%、37.36%、30.98%和14.10%.选择这4株菌进行2株菌、3株菌、4株菌的混合培养,构建了11个降解石油的微生物体系,研究发现J-2与J-4混合菌群降解效果最好,高达71.58%,明显优于其他的混合菌群体系和单菌株的降解效果.根据形态学观察和生理生化特征对这4种菌株进行鉴定,初步确定为粉红头孢霉属(Cephaesosp),青霉属(Penicillium),链霉菌属(Streptomyces)和黄单胞菌属(Xanthomonas).%Four strains of high efficient oil degrading which could take used of petroleum as sole carbon source were isolat⁃ed from Hainan Chengmai, and marked as No. J-2, J-4, J-12 and J-13. After incubation for ten days, every strain’s degra⁃dation rate of petroleum was 27.92%,37.36%, 30.98%, and 14.10%respectively. In the further exploration of mixed cul⁃ture of two bacteria, three bacteria or four bacteria, 11 microbial systems of degradation petroleum had been built. The re⁃sults showedthat the degradation rate of system No. J-2 and J-4 could reach 71.58%, which had the most efficient degrad⁃ing than any other systems or single strains in this study. These strains were preliminary identified as Cephaesosp, Penicilli⁃um, Streptomyces and Xanthomonas by physiology and biochemistry research.【期刊名称】《海南师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P421-424)【关键词】石油;高效降解;筛选;菌群构建【作者】徐志霞;张颖;金显敏;梁晨;李丹;金映虹【作者单位】海南师范大学生命科学学院,海南海口 571158;海南师范大学生命科学学院,海南海口 571158;海南师范大学生命科学学院,海南海口 571158;海南师范大学生命科学学院,海南海口 571158;海南师范大学生命科学学院,海南海口 571158;海南师范大学生命科学学院,海南海口 571158【正文语种】中文【中图分类】Q939.9石油是含有各种芳香烃、烷烃、环烷烃成分的一种复杂混合物,是古代海洋或湖泊的生物经过漫长的演化而形成的一种化石燃料[1-2].目前,石油及其提炼品(汽油、煤油、柴油等)在人类生产和生活中扮演着极其重要的角色,因此被人们称为“工业血液”[3].当今能够替代石油的新型能源由于成本高等原因尚未能广泛应用,因此人们对石油的需求量仍然居高不下[4].然而石油在开采、运输、装卸、加工和使用过程中,对环境造成严重污染,产生致癌物,污染土壤、地下水源、海洋环境等,危害人类健康.传统的石油污染治理方法主要为物理和化学方法,但其治理效果不佳,耗资巨大,并残余大量有毒物质于自然环境中,因此微生物修复技术(Bioremediation)以其经济、安全、效率高、适用范围广和无明显的二次污染等显著优点[5]越来越引起人们的关注.大多数未污染土壤的复杂微生物群落都含有天然降解石油的微生物,这种固有的特性使大多数土壤具有很大的石油降解能力[6].大量的研究表明,在生物圈中,可以降解石油污染物的微生物超过100余属,200多个种,分属于霉菌、酵母菌、细菌、放线菌等[7],其降解菌种类十分丰富,具有菌种的多样性.但是石油组成成分复杂,很难实现只靠一种微生物即可对其污染物实现完全降解.本研究通过对石油污染土壤样品进行筛选,得到4株高效石油降解菌株,根据形态学观察和生理生化特征初步鉴定为粉红头孢霉属(Cephaesosp)、青霉属(Penicillium)、链霉菌属(Streptomyces)和黄单胞菌属(Xanthomonas),并以此为基础进行石油降解微生物菌群的构建及研究,进一步提高降解效率,达到更高效降解石油的目的.1.1 材料1.1.1 实验材料原油及土样均采自海南澄迈油井.1.1.2 培养基原油培养基:NH4NO31.0g,K2HPO41.0g,KH2PO41.0g,MgSO4·7H2O0.2g,CaCl20.02g,Na2EDTA·2H2O 0.02g,FeCl30.05g,蒸馏水1000 mL,pH7.4,分装时每50 mL培养基加1 mL原油.固体平板培养需另外加入2%琼脂. 1.2 方法1.2.1 石油降解菌的富集培养和分离纯化[8]将5 g(干重)石油污染土壤接入45 mL原油培养基中,30℃,180 r/min恒温摇床上富集培养7 d.取培养液在原油平板培养基上进行划线分离,同时取适量菌液进行稀释,在原油平板培养基上涂布分离,将培养皿置于30℃培养箱中进行培养,定期观察.另外,将富集培养液按10%的比例接入新鲜的原油培养基中,相同条件下进行第二次富集培养,同样操作进行3次,每次的富集培养液都经过划线和平板稀释分离.3次富集培养之后,观察平板上长势良好的优势菌株,选取形态特征一致的单菌落,并分别接种于相应的牛肉膏蛋白胨培养基、查氏培养基、高氏Ⅰ号培养基、马铃薯培养基中,进行多次划线分离,纯化得到单菌后斜面保存.1.2.2 高效石油降解菌的筛选将分离纯化得到的具有降解石油能力的13株菌株,分别接种至含50 mL原油培养基的三角瓶中,接种量为1 mL,以不接种的原油培养基作空白对照组,30℃,180 r/min振荡培养10d.培养结束后采用重量法测定每株菌的石油降解率[9].降解率=(m3-m2)/m1×100%m3为对照组的残余油量,m2为降解后的残余油量,m1为最初的含油量.1.2.3 高效石油降解体系的构建通过筛选得到4株高效石油降解菌,分别接种至含50 mL原油培养基的三角瓶中,30℃,180 r/min振荡培养24 h,制备一定浓度的菌悬液,接种于装用原油培养基的三角瓶(装液量50 mL/250 mL)中,每株菌接种量均为1 mL,30℃,180 r/min振荡培养10d.培养结束后测定每个微生物降解体系的降解率,选出较佳的降解体系.1.2.4 高效石油降解菌的初步鉴定根据菌株的形态特征和生理生化特征,参照伯杰氏细菌鉴定手册[10]、常见细菌系统鉴定手册[11]、常见真菌鉴定手册[12],对分离得到的石油降解菌进行初步鉴定.2.1 石油降解菌的富集培养和分离纯化从海南省澄迈采集的石油污染土样通过原油培养基的3次富集培养后,挑选生长良好的优势菌株,分离纯化得到具有较好石油降解能力的细菌8株,霉菌4株及放线菌1株,共计13株菌株.2.2 高效石油降解菌的筛选将富集分离纯化得到的13株菌株,并分别接种于原油培养基中培养,与未接菌的空白对照组进行对比,观察培养液的颜色、混浊程度及分层现象等变化.培养前,培养液上下层呈黑褐色和乳黄色.培养后,培养液出现三种情况:图1-A,培养液分为3层,由上往下依次为残余石油油膜、褐色絮状物和浅褐色溶液;图1-B,培养液颜色澄清透明,分散着明显的真菌丝状菌落,菌体中间呈深褐色;图1-C,培养液无明显变化.进一步对13株菌进行石油降解率的测定(见表1),其中J-2、J-4、J-12、J-13编号的菌株降解率较高,分别为27.92%、37.36%、30.98%、14.10%,挑选这4株菌株用以构建降解菌群.2.3 石油降解菌的菌群构建将筛选获得的具有高效降解石油性能的菌株J-2、J-4、J-12、J-13进行不同的组合,分别2株菌、3株菌和4株菌混合,等比例接种培养,构建不同的微生物降解菌群,并检测其石油降解率,通过与单菌株的降解率比对,研究不同降解体系的降解效果(见表2).根据表2的降解率可初步判断,不同菌株构成的降解菌群相对于单菌株而言,降解率有的升高,有的降低,这可能是由于不同菌株之间的相互作用导致的.其中由菌株J-2和J-4的混合降解组降解效果较其他组高,在装液量50 mL、石油浓度为2%的培养基中,10 d后其石油降解率可达到71.58%,较单菌株中降解效果最好的J-4的降解率提高近一倍.2.4 高效石油降解菌的初步鉴定对J-2、J-4、J-12、J-13进行鉴定,其菌落形态特征见表3,菌体形态见图2,可初步判断J-2、J-4为真菌,J-12为放线菌,J-13为细菌.其中,J-13的染色结果表明该菌为革兰氏阴性细菌.对J-12和J-13进行了生理生化特征试验,其结果见表4.根据上述实验结果,参照参照伯杰氏细菌鉴定手册[10]、常见细菌系统鉴定手册[11]、常见真菌鉴定手册[12],初步鉴定J-2为粉红头孢霉属(Cephaesosp),J-4为青霉属(Penicillium),J-12为链霉菌属(Strepto⁃myces),J-13为黄单胞菌属(Xanthomonas).随着国内外经济的发展,随着原油的开采量不断上升,由此引起的土壤及海洋石油污染日益加剧. 20世纪80年代末,美国在短时间内利用生物修复技术成功清除了油轮石油泄漏的污染物,开启了生物修复技术的研究,也引发石油污染微生物降解的讨论[13].在本研究中以海南澄迈油井附近被石油污染的土壤为样品,利用石油为唯一碳源的培养基富集纯化得到的13株菌,经过筛选获取降解效果较好的4株菌,分别为J-2、J-4、J-12、J-13,在装液量50 mL、石油浓度为2%的培养基中,10d后其石油降解率可达到27.92%、37.36%、30.98%、14.10%.由于石油成分复杂,依靠单一的微生物无法彻底完成石油的降解,需要通过具有不同降解功能的微生物共同作用,才可能实现石油污染物的完全降解[14].本研究对筛选得到的4株菌进行2株菌、3株菌、4株菌混合培养,构建了11个降解石油的微生物体系,通过与单菌株降解率比较,发现J-2与J-4混合菌群降解效果最好,可将降解率提高至71.58%,明显优于其他的微生物体系的降解效果.根据形态学观察和生理生化特征对这4种菌株进行鉴定,初步确定为粉红头孢霉属(Cephaesosp),青霉属(Penicillium),链霉菌属(Streptomyces)和黄单胞菌属(Xanthomonas).本研究组将进一步研究培养温度、pH、盐度、时间等对菌株降解能力的影响,通过改变不同菌株在微生物系统中的比例构成,使微生物降解系统达到更好的降解效果.【相关文献】[1]张光宇.SBR工艺污水处理厂抗石油污染物冲击强化处理技术研究[D].山东:青岛理工大学,2010.[2]陆昕.产表面活性剂石油降解菌的选育及对陕北石油污染土壤生物修复的试验研究[D].陕西:西北大学,2010.[3]林标声,陈雪英,江胜滔,等.土壤中高效石油降解菌的筛选及其降解特征的研究[J].福建师范大学福清分校学报,2010,98(2):11-16.[4]张磊.中国石油安全分析与对策研究[D].天津:天津大学,2007.[5]邵宗泽,许晔,马迎飞,等.2株海洋石油降解细菌的降解能力[J].环境科学,2004,25(5):133-137.[6]阮志勇.石油降解菌株的筛选、鉴定及其石油降解特性的初步研究[D].北京:中国农业科学院,2006.[7]贾燕,伊华.石油降解菌株的筛选、初步鉴定及其特性研究[J].暨南大学学报,2007,28(3):296-301.[8]李超敏,王加宁,邱维忠,等.高效石油降解菌的分离鉴定及降解能力的研究[J].生物技术,2007,17(4):80-82.[9]张鹏.石油降解菌的分离、鉴定及降解特性的研究[D].山东:山东师范大学,2006.[10]R.E.布坎南,N.E.吉本斯.伯杰.细菌鉴定手册(第八版)[M].北京:科学出版社,1984:1037-1161.[11]东秀珠,蔡妙莫.常见细菌系统鉴定手册[M].北京:科学出版社,2001:128-180. [12]魏景超.真菌鉴定手册[M].上海:上海科技出版社,1979:132-135;491-495.[13]刘晓春,阎光绪,郭绍辉,等.微生物降解土壤中石油污染物的研究进展[J].污染防治技术,2007,20(6):51-54.[14]李宝明,阮志勇,姜瑞波.石油降解菌的筛选、鉴定及菌群构建[J].中国土壤与肥料,2007(3):68-72.。
对氯硝基苯高效降解菌株的筛选
氯代 硝基苯 是一类 含氯 含硝基 芳香烃 化合物 ,广泛 用作 染 的高效 菌株具 有重要 的理 论和实际 意义 。 均匀 设计 法是我 同科学 家方 开泰教 授和王元 教授 在正交设 料 、农 药 、医 药生 产 的 中 间体 。据 不 完全 统 计 ,20 年 全 围 00 的对氯硝 基苯 ( C B 一氯硝基 苯 ) 4 N ,4 总产量 约为 l 万 吨 [ 。 2 1 计 基础 上 ,将 数论 和多元统 计相 结合创 造 出的一种新 的试验设 ] 在生 产氯代硝 基苯废 水中 ,因含有 氯代硝基 苯 、 基酚 、 硝 氯苯 、 计 方法 。其特点 是大 大减少 了实验 次数 ,它可 以 自动将 各实验 硫 酸 、硝 酸等多种 污染物 ,特别 是氯 代硝基 苯类毒 性大 、难处 因素分类 为重要 与次 要 ,并 将因 素按重 要性排序 ,通过 分析 软 进 3~4。 】 理 ,导 致排放 水 中严 重超标 ,一 旦大量 进人 土壤 及地 下水 中将 件对 结果与 因素条件 进行界 定与预 报 , 而控制 各因素 [ C B为 生长基 会造成 难 以修 复的环 境危 害。 由于氯代 硝基苯 引起 的毒性包 括 本研 究从 污水 处理厂 的活 性污 泥 中驯 化能够 以 4 N 血液毒性 、脾 毒性 、肝 脏毒 性 、免疫 毒性 ,同时 还会造 成对 肾 质 的混合 菌种 ,采用 均匀设 计法 优化 4 N C B的降解 条件 ,确定 脏 的损 害 、对神 经系 统的伤 害等 , 至 导致变异 和致癌 。冈此 降解 4 N 甚 C B最佳 的工艺 来提 高降解 率 、缩短 降解周 期 ,为 环境 欧共 体早 已将氯 代硝基 苯列 为一种有 害 的且 在环境 中难 以降解 污染物 的降解条 件奠定 了理论 基础 。 1 材料 与方法 的有 机污 染物 f】 2,因 此在 污水 中筛选 和 邬化 降解 对 氯硝 基 苯 『
硝基苯降解菌筛选和鉴定
硝基 苯 降解 菌 筛选 和 鉴定
王 书航 , 孙 世 群 , 张 乐 , 程 静 , 邹 婷
3 0 9 ( 台肥 工业 大学 资 源 与环 境 工 程学 院 , 徽 台肥 2 0 0 ) 安
摘
要 : 生物 法 处 理 硝 基 苯废 水 是 较 理 想 的 方 法 。从 吉 林 市某 化 工 厂 的 排 污 口 的江 底 底 泥采 样 , 微 以硝 基 苯
W ANG h — a g S N h— u , ZHANG e CHENG ig, Z S u h n , U S i n q Yu , Jn OU n Tig
( h o fRe o re n Sc 0 1 s u c sa dEnvr n n a gn eig,Hee nv riy o c n lg o io me tlEn ie rn fi U iest fTe h oo y,Hee 3 0 9。Chn ) fi2 0 0 ia
Pl n c c u i l n e d mo a i u a. Th e u t h w h tu d r a r b c c n i o s t e a o o c s gu a a d Ps u o n sM g l M e r s ls s o t a n e e o i o d t n h y i
c n u en to e z n st es l ab n s u c n a e b te id g a a it n h o g ia ci a s i b n e ea h oec r o o rea d h v et rbo e r d b l y a d t r u h bo c l r i —
的 降解 能 力 有 较 大 地提 高 。
关键词 : 硝基苯 ;生物 降解 ; 生物驯化 ; 筛选 ; 化工废水
一种苯系物降解菌及其筛选方法和应用[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(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011138296.5(22)申请日 2020.10.22(83)生物保藏信息CCTCC NO:M2020503 2020.09.14(71)申请人 华东理工大学地址 200237 上海市徐汇区梅陇路130号(72)发明人 崔长征 张磊 李莹莹 陈欣 张峰 王震 沈佳敏 金嘉璐 吕树光 林匡飞 罗启仕 (74)专利代理机构 上海科盛知识产权代理有限公司 31225代理人 刘燕武(51)Int.Cl.C12N 1/20(2006.01)C12N 1/02(2006.01)C02F 3/34(2006.01)C02F 101/32(2006.01)C12R 1/15(2006.01) (54)发明名称一种苯系物降解菌及其筛选方法和应用(57)摘要本发明涉及一种苯系物降解菌及其筛选方法和应用,所述筛选方法包括取污染土壤样品于密闭血清瓶中,经驯化、分离和纯化后获得,首次对棒状杆菌属(Corynebacterium)高效降解苯进行了系统性研究;AL ‑5菌能在10h内完全降解100mg/L的苯,无毒性中间产物代谢积累,无二次污染物的产生;该菌为非致病菌,降解效果稳定,近50次转接和冷冻保藏后均能高效稳定降解苯;该操作成本较低,对环境产生的负面影响小,具有很好的开发利用前景。
权利要求书1页 说明书6页序列表1页 附图4页CN 112251378 A 2021.01.22C N 112251378A1.一种苯系物降解菌,其特征在于,其为棒状杆菌,菌株代码为AL -5,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号为CCTCC NO:M2020503,保藏时间为2020年9月14日。
2.根据权利要求1所述的一种苯系物降解菌,其特征在于,其革兰氏染色呈阳性,菌株形态无荚膜、棒状杆菌,且在1%LB上菌落形态规则,呈黄色、凸起、不透明和光滑。
五氯硝基苯降解细菌的分离鉴定及菌株DH19的降解特性、代谢途径和SufB基因功能研究
五氯硝基苯降解细菌的分离鉴定及菌株DH19的降解特性、代谢途径和SufB基因功能研究五氯硝基苯是一种典型的有机氯类保护性杀菌剂,因其杀菌谱广、价格低廉且药效持久等特点,在生产中应用广泛。
但其残留期长,难降解且在环境中能代谢产生多种有毒类物质,对农产品质量及环境安全造成严重威胁,制约了我国农产品的出口贸易。
因此,发展生物修复对降低和消除其环境污染意义重大。
本研究从常年施用五氯硝基苯的人参地块采集土壤样品,从中分离并筛选出能够以五氯硝基苯为唯一碳源进行生长的细菌菌株,并对其进行纯化、鉴定,明确其降解特性,优化其发酵条件,研究菌株的降解机制及其在降解五氯硝基苯的过程中产生的代谢产物,对降解五氯硝基苯的代谢途径进行分析推断,并通过基因重组的方法对降解基因的功能进行研究。
本研究为提高五氯硝基苯污染的生物修复效率提供理论支持和合理依据,为降解菌的产业化菌剂开发利用奠定基础,提高我国人参等多种植物产品的质量,解除我国的作物出口贸易受到严重制约的尴尬局面,对于有效保障农产品质量安全,扩大对外出口贸易,保护生态环境具有十分重要的意义。
本研究主要取得以下结果:1.通过富集驯化再分离法对人参种植地区多年被五氯硝基苯污染的土壤样本进行分离,共获得403株降解细菌。
采用透明圈法初筛获得64株能以五氯硝基苯为唯一碳源生长的降解菌株。
采用紫外分光光度计法通过不同菌株对五氯硝基苯的降解率进行分析,最终获得10株降解效果显著的菌株,当接种7 d时,菌株QTH3,CB8,DH19,JA30,BS34,HL37,SJH42,CB44,FS49和CB56对五氯硝基苯的降解率分别为88.89%、57.13%、90.86%、83.30%、86.68%、83.46%、84.36%、86.97%、78.06%和70.99%。
2.通过形态特征、生理生化反应、分子鉴定及BIOLOG微生物自动鉴定系统对五氯硝基苯降解菌株QTH3,CB8,DH19,JA30,BS34,HL37,SJH42,CB44,FS49和CB56进行鉴定,鉴定菌株QTH3为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida),CB8为短小黄杆菌(Brevibacterium sanguinis),DH19为烟草节杆菌(Arthrobacter nicotianae),JA30为红平红球菌(Rhodococcus erythropolis),BS34为烟草节杆菌(Arthrobacter nicotianae),HL37为短小橘杆菌(Brevibacterium antarcticum),SJH42为赤红球菌(Rhodococcus ruber),CB44为施氏假单孢菌(Pseudomonas stutzeri),FS49为红平红球菌(Rhodococcuserythropolis),CB56为大头茶菌属(Gordonia amicalis)。
一株好氧反硝化苯酚降解菌的筛选和降解特性分析
一株好氧反硝化苯酚降解菌的筛选和降解特性分析【摘要】本研究旨在筛选出一株具有好氧反硝化苯酚降解能力的菌株,并对其降解特性进行分析。
首先通过菌株的筛选方法和鉴定确定了目标菌株,随后对其对苯酚的降解特性进行了深入分析。
研究发现该菌株能够有效降解苯酚,同时利用氮和氧气进行代谢活动。
通过对菌株的降解途径的研究,揭示了其降解苯酚的机制。
综合分析认为,这一菌株具有良好的降解能力,对环境中苯酚等有机废物具有一定的潜在应用价值。
结论部分对一株好氧反硝化苯酚降解菌的筛选和降解特性进行了综述,并探讨了该研究的意义和未来展望。
这些研究成果为环境保护和资源利用提供了理论依据和实践参考。
【关键词】。
1. 引言1.1 背景介绍苯酚是一种常见的有机废水排放物,其具有强烈的毒性和致癌性,严重影响环境和人体健康。
对苯酚进行高效降解是当前环境保护和治理领域的重要课题之一。
传统的苯酚降解方法多依赖于化学氧化和生物降解技术,但存在着能耗高、产生二次污染等问题。
近年来,利用微生物降解苯酚逐渐成为研究热点,尤其是好氧反硝化菌对苯酚的降解效率高、资源消耗少、无二次污染等优点,备受关注。
针对上述背景,本研究旨在从自然环境中筛选出一株具有较高苯酚降解效率的好氧反硝化菌,并对其降解特性和降解途径进行深入研究,为开发高效、低能耗、环保的苯酚处理技术提供理论基础和实际应用价值。
通过本研究的开展,旨在为解决苯酚废水治理难题提供新思路和新方法,为环境保护和生态建设做出积极贡献。
1.2 研究目的研究目的是为了筛选并鉴定一株具有优良降解苯酚能力的好氧反硝化细菌,并对其降解特性进行深入分析。
通过研究菌株对苯酚的降解能力及其反应机制,探究其在环境修复和处理污水中的潜在应用价值。
还将对菌株的氮和氧气利用情况进行考察,以揭示其在降解过程中对氮氧化物的处理能力与效率。
通过探讨菌株的降解途径,进一步揭示其降解机制及相关代谢产物的生成规律,为未来研究提供参考基础。
最终目的是全面了解这株菌株的生态适应性和降解性能,为环境污染治理和生态保护提供理论支持和技术参考。
一株DBP高效降解菌的筛选及其降解特性
一株DBP高效降解菌的筛选及其降解特性金德才;梁任星;王洋洋;代沁芸;张瑞永;吴学玲【摘要】从污染土壤中筛选到1株能够以酞酸酯(Phthalic acid esters, PAEs)为唯一碳源和能源生长的微生物,命名为JDC-11,对其进行鉴定和降解特性研究,并考查不同葡萄糖浓度对其降解的影响.采用形态学、生理生化和16S rDNA 序列分析进行鉴定.采用高效液相色谱(HPLC)测定菌株JDC-11在摇瓶中对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的降解能力.研究结果表明:该菌株为Rhodococcus sp.;最佳降解条件是温度为30 ℃,初始pH值为8. 0,转速为175 r/min,在此最佳条件下,JDC-11能够在24 h内将1 g/L DBP完全降解,证明JDC-11是一株高效降解菌.在降解过程中的前12 h,葡萄糖的存在均抑制DBP的降解,12 h后,200 mg/L的葡萄糖仍抑制降解,而质量浓度≥400 mg/L的葡萄糖加速了DBP的降解效率.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(041)001【总页数】7页(P8-14)【关键词】邻苯二甲酸二丁酯;16S rDNA;生物降解;HPLC【作者】金德才;梁任星;王洋洋;代沁芸;张瑞永;吴学玲【作者单位】中南大学,资源加工与生物工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源加工与生物工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源加工与生物工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源加工与生物工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源加工与生物工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源加工与生物工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TQ414.1PAEs类化合物是人工合成的难降解有机物,被广泛用作农药、驱虫剂、化妆品、润滑剂以及去污剂的生产原料,相对分子质量较高的 PAEs也被广泛用作塑料增强剂和改性剂,其用量仅比塑料中的多聚物用量低。
三波长高效液相色谱法同时测定对氯硝基苯及其降解产物对氯苯胺和苯胺
三波长高效液相色谱法同时测定对氯硝基苯及其降解产物对氯苯胺和苯胺彭新红;王晓楠;刘静;刘昱;初喜章【期刊名称】《理化检验-化学分册》【年(卷),期】2016(052)006【总页数】3页(P706-708)【作者】彭新红;王晓楠;刘静;刘昱;初喜章【作者单位】国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192;国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津300192【正文语种】中文【中图分类】O652.63氯代硝基苯(CNB)类化合物分布广泛、化学性质稳定、具有生态毒性,是一种高风险、难降解、持久性的环境有机污染物。
其中,对氯硝基苯(p-CNB)的环境危害尤为显著,其长时间富集于环境和生物体内,可引起人和动物的高铁血红蛋白症和贫血等一系列血液疾病,其在工业废水中的浓度可达到0.05~200 mg·L-1[1-2]。
目前,对氯硝基苯已被美国环保署(EPA)、欧盟环境署(EEA)列为优先控制污染物。
控制对氯硝基苯污染水体的方法有物理吸附法[3-4]、生物处理法[5-8]、化学氧化还原法[9-14]等,可以有效地将对氯硝基苯转化为低毒或无毒的小分子物质。
然而,对氯硝基苯降解机理的研究依然处于间接验证或推测阶段,对氯硝基苯的降解产物主要有对氯苯胺和苯胺(AN)等。
但由于其各自理化性质、光谱特性的差异,受降解条件及反应过程的限制,用常规的色谱法对氯代硝基苯及其降解产物分析难以得到理想的定量结果[15-16]。
本工作采用高效液相色谱法(HPLC)-二极管阵列联用技术,建立了三波长高效液相色谱法同时测定对氯硝基苯、对氯苯胺和苯胺,一次进样完成3种物质的同时测定,有效消除了干扰组分造成的吸收,所用方法专属性强、简便、灵敏、可靠。
一株产表面活性剂的高效烃降解菌的筛选
一株产表面活性剂的高效烃降解菌的筛选马飞;潘科;陶文;马莉莎;郭峰【摘要】以大庆油田污染土壤为对象,通过血平板、油平板、摇瓶发酵筛选出了1株高效烃降解菌M。
原油摇瓶发酵实验表明原油的降解率为57%。
该菌株能够产生大量的活性物质,经傅里叶红外光谱分析表明其产生的生物活性物质为脂肽类化合物,该脂肽类生物表面活性剂理化性质显示它能使发酵液的表面张力从56.1mN/m(CK)降低为32.3mN/m。
排油实验、油水乳化稳定性测定表明该菌产生的表面活性剂能具有较强的乳化原油的能力,展现了较大的应用潜力。
%In order to manage the problem of petroleum contaminated soil effectively, a hydrocarbon degrading bacteria and Biosurfactants- Producing Bacteria M isolated from oil contaminated soil in Daqing oil field,. Petroleum hydrocarbon degradation was researched in this the- sis. The experiments of degrading crude oil indicated that the bacteria of M had a powerful ability and the biodegradation rate of TPH came to 57% after 7 d. The bio - surfactants produced by the bacteria of M were mainly indentified as glycolipid by FT - IR analysis. The bio - surfactants produced by the bacteria of M made the surface tension of the medium reduce from 56.1 mN m - 1 (CK) to 32.3 mN m - 1. The study reported that the bacteria have a high oil degradation ability and could decrease surface tension effectively, with large potential application.【期刊名称】《广东石油化工学院学报》【年(卷),期】2012(022)001【总页数】4页(P22-25)【关键词】烃降解菌;生物修复;烃降解率;生物表面活性剂【作者】马飞;潘科;陶文;马莉莎;郭峰【作者单位】长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北荆州434023/长江大学地球化学系,湖北荆州434023;中国石油吐哈油田分公司,新疆吐鲁番838000;中国石油青海油田分公司勘探开发研究院,甘肃敦煌736200;长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北荆州434023/长江大学地球化学系,湖北荆州434023;长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北荆州434023/长江大学地球化学系,湖北荆州434023【正文语种】中文【中图分类】X172随着石油工业的发展,土壤遭到了石油烃类物质广泛且严重的污染,这对当地的土壤生态环境、居民生产生活及健康、经济的可持续发展都造成了严重危害。
有机磷农药高效降解微生物的筛选与鉴定
有机磷农药高效降解微生物的筛选与鉴定张六六;夏森玉;丁亚欣;吴燕;刘佳【摘要】[目的]筛选对有机磷农药具有高效降解能力的微生物菌种.[方法]在有机磷农药富集地区采样,利用选择培养的方式筛选对有机磷农药具有高效降解能力的微生物菌种,对筛选到的微生物进行鉴定,并研究其降解特性.[结果]在长期受有机磷农药污染的环境下采集56份土壤及污水样本,从中筛选到可高效降解有机磷农药的菌株JWDP-16,其对氧化乐果的最高降解率达59.80%,该菌对其他有机磷农药具有广谱降解能力,同时表现出良好的遗传稳定性,通过分类鉴定确定该菌为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).[结论]菌株JWDP-16对有机磷农药具有高效降解能力,可进一步研究与开发.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2015(000)036【总页数】5页(P212-215,253)【关键词】有机磷农药;微生物降解;分离筛选;菌种鉴定【作者】张六六;夏森玉;丁亚欣;吴燕;刘佳【作者单位】江苏省微生物研究所有限责任公司,江苏无锡214000;江苏纳克生物工程有限公司,江苏盱眙211700;江苏纳克生物工程有限公司,江苏盱眙211700;无锡市滨湖区农林局,江苏无锡214000;江苏省微生物研究所有限责任公司,江苏无锡214000;江苏省微生物研究所有限责任公司,江苏无锡214000【正文语种】中文【中图分类】S482作为一类高效、广谱的农药产品,自20世纪40年代发明第1个产品“1605对硫磷”以来,有机磷农药(OPs)被广泛应用在农业生产上,大幅提高了农作物的产量[1],目前我国的OPs使用量已占所有农药使用量的70%~80%[2]。
随着OPs在农业上的大规模使用,其引起的一系列问题逐渐凸显,所带来的危害越来越被人们重视:造成病虫害产生抗药性,导致农药使用量逐渐加大,使得农业生产力大幅下降,形成恶性循环;造成严重的农产品农药残留,直接威胁人类健康;严重污染土壤、水体及大气环境,降低了周围生物种群的多样性,破坏生态系统的平衡[3-4]。
实验三 高效苯酚降解菌的筛选及其性能测定
实验三高效苯酚降解菌的筛选及其性能测定一、实验目的1、掌握微生物分离纯化的基本操作;2、掌握用选择性培养基从环境中分离苯酚降解菌的原理和方法;3、掌握微生物对酚降解能力的测定方法;4、掌握4-氨基安替比林法测定苯酚含量的方法。
二、实验原理在工业废水的生物处理中,对污染成分单一的有毒废水,可以选育特定的高效菌株进行处理。
这些高效菌株以有机污染物作为其生长所需的能源、碳源或氮源,从而使有机污染物得以降解,具有处理效率高、耐受毒性强等优点。
苯酚是一种在自然条件下难降解的有机物,其长期残留于空气、水体、土壤中,会造成严重的环境污染,对人体、动物有较高毒性。
本实验通过筛选苯酚降解菌来处理含酚废水,将苯酚降解为为二氧化碳和水,消除对环境的污染。
+ COOHCH2CH2COOH CH3COOHCO2+H2O从环境中采样后,在以苯酚为唯一碳源的培养基中,经富集培养、分离纯化、降解实验和性能测定,可筛选出高效酚降解菌。
三、实验器材与试剂1、样品实验土样采自校园污水处理厂。
2、器材恒温培养箱、恒温摇床、分光光度计、比色皿、试管、250mL三角瓶、100mL 容量瓶、培养皿、涂布玻棒、量筒、天平、灭菌锅、酒精灯、接种环、棉花、棉线、牛皮纸、pH试纸。
3、试剂葡萄糖、牛肉膏、蛋白胨、苯酚、四硼酸钠(Na2B4O7)、4-氨基安替比林、过硫酸铵((NH4)2S2O8)、K2HPO4、KH2PO4、MgSO4、琼脂。
苯酚标准溶液:称取分析纯苯酚1.0g,溶于蒸馏水中,稀释至1000mL,摇匀。
此溶液溶度为1000mg/L。
测定标准曲线时将苯酚浓度稀释至100mg/L。
Na2B4O7饱和溶液:称取Na2B4O740g,溶于1L蒸馏水中,冷却后使用,此溶液的pH值为10.1。
3% 4-氨基安替比林溶液:称取分析纯4-氨基安替比林3g,溶于蒸馏水中,并稀释至100mL,置于棕色瓶中,冰箱保存,可用两周。
2% (NH4)2S2O8溶液:称取分析出(NH4)2S2O8 2g,溶于蒸馏水中,并稀释至100mL,置于棕色瓶中,冰箱保存,可用两周。
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对氯硝基苯高效降解菌株的筛选[摘要]采用均匀设计法设计试验方案,以对氯硝基苯降解率为指标,考察底物浓度、pH值、摇床速度和温度对指标的影响程度,用二次多项式逐步回归对实验结果进行处理,寻找最佳试验条件,从污水的活性污泥中分离得到一株降解对氯硝基苯的高效菌株。
经过16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为枯草芽孢杆菌。
[关键词]对氯硝基苯均匀设计枯草芽孢杆菌氯代硝基苯是一类含氯含硝基芳香烃化合物,广泛用作染料、农药、医药生产的中间体。
据不完全统计,2000年全国的对氯硝基苯(4CNB,4-氯硝基苯)总产量约为12万吨[1]。
在生产氯代硝基苯废水中,因含有氯代硝基苯、硝基酚、氯苯、硫酸、硝酸等多种污染物,特别是氯代硝基苯类毒性大、难处理,导致排放水中严重超标,一旦大量进入土壤及地下水中将会造成难以修复的环境危害。
由于氯代硝基苯引起的毒性包括血液毒性、脾毒性、肝脏毒性、免疫毒性,同时还会造成对肾脏的损害、对神经系统的伤害等,甚至导致变异和致癌。
因此欧共体早已将氯代硝基苯列为一种有害的且在环境中难以降解的有机污染物[2],因此在污水中筛选和驯化降解对氯硝基苯的高效菌株具有重要的理论和实际意义。
均匀设计法是我国科学家方开泰教授和王元教授在正交设计基础上,将数论和多元统计相结合创造出的一种新的试验设计方法。
其特点是大大减少了实验次数,它可以自动将各实验因素分类为重要与次要,并将因素按重要性排序,通过分析软件对结果与因素条件进行界定与预报,进而控制各因素[3~4]。
本研究从污水处理厂的活性污泥中驯化能够以4CNB为生长基质的混合菌种,采用均匀设计法优化4CNB的降解条件,确定降解4CNB最佳的工艺来提高降解率、缩短降解周期,为环境污染物的降解条件奠定了理论基础。
1 材料与方法1.1 实验菌种活性污泥,哈尔滨市文昌污水处理厂提供。
1.2 仪器及试剂实验仪器:HDL震荡培养箱型号HZQ-F19(哈尔滨东联电子有限公司);Angilent6890气相色谱-电子捕获检测器(美国安捷伦公司);DPS统计软件(北京中农博思科技发展公司)。
实验试剂:对氯硝基苯(百灵威化学技术有限公司,标准品、纯度100%);苯(天津市化学试剂研究所,色谱纯、纯度98%)。
培养基(MSB) 组成:每升含磷酸氢二钠1g,磷酸二氢钾0.5g,MgSO4·7H2 O0.03g,微量元素溶液[9]5mL,对氯硝基苯 1.27mmol,pH 7.0。
固体培养基中加入15g/L的琼脂。
1.3 分析方法样品处理方法:取降解后4CNB溶液10mL于试样瓶中加入10mL苯色谱淋洗液振荡萃取3次,合并萃取液,采用GC-ECD方法测定4CNB的含量。
GC-ECD测定条件[5]:HP-5 (30m×0.25mm×0.25μm)毛细管柱,柱温135℃;进样量:0.2μL;分流比:50:1;进样温度:230℃;载气流速:0.8mL/min;63Ni电子捕获检测器;柱温300℃。
1.4 菌种的驯化生物降解试验是将环境中微生物接种于含有4CNB的无机盐培养基中降解4CNB的试验,故取污水处理厂的活性污泥进行培养和驯化[6]。
(1)将2mL活性污泥接种于50mL的20mg/L的4CNB无机盐溶液中,在35℃、135rpm的摇床培养箱中培养5天。
(2)取(1)中驯化好的菌种2mL接种于50mL的40mL的4CNB无机盐溶液中,在35℃、135rpm的摇床培养箱中培养5天。
(3)重复上述步骤在60mg/L、80mg/L、100mg/L、120mg/L、140mg/L、160mg/L 的培养基中驯化。
最后将驯化后的菌种接种于液体培养中扩培。
1.54CNB的培养条件的优化及验证根据预实验得知,菌种生长对其影响因素主要有pH值、温度、耗氧量(摇床转速控制)、底物浓度,如表1水平因素。
本试验用DPS统计软件U9(94)均匀设计法试验[7]对降解4CNB条件进行优选,按5%接菌量发酵培养。
验证试验:在已灭菌的无机盐溶液中加入4CNB溶液,以4CNB做为唯一碳,底物浓度、pH值、温度、摇床转速为均匀设计优化后的最佳数值,加入经过驯化的接种物,放入恒温振荡培养箱中培养,并设不加接种物的对照试验,分别于4 、8、12、24、36、48和72h取样1mL,随行补足,按样品处理方法制备样品溶液,精密吸取一定量样品溶液稀释至测定线性范围内,加入气相色谱中采用外标一点法测定4CNB含量[8]。
1.64CNB单一菌株的分离纯化及DNA提取菌种分离:污泥样品按10 %的接入量接种于培养基中,于30℃、130rpm的摇床上振荡培养一周左右,取样测定对氯硝基苯降解情况,待对氯硝基苯的浓度降低后,再按1%的接入量转接到新的培养基中培养一周左右,如此重复3 次。
然后在琼脂平板上划线分离,直至得到纯的单菌落。
DNA提取:采用CTAB/NaCl法。
1.7 16S rDNA 扩增和序列测定及建立系统进化树。
用于16S rDNA扩增的PCR反应的引物为一对通用引物[7]。
正向引物Pf:5′-AGAGTTTGAT CCTGGCTCAG-3′;反向引物Pr:5′-AAGGAGGTGATCCAGCCGCA-3′。
PCR反应体系(50μL)为:10×buffer 5μL、25mmol/L MgCl2 3μL 、10mmol/L dNTP 4μL、20μmolPL引物各1μL、模板DNA 4μL、ddH2O 31μL、Taq DNA 酶1μL。
PCR 反应条件为: 94℃3min;94℃1min,56℃2min,72℃3min,29个循环;72℃10min。
PCR产物的纯化和测序由大连宝生物科技有限公司完成。
将测得的序列列在NCBI数据库中进行相似性搜索,选出其中相似性较高的序列以邻接法构建系统进化树,所用程序为MEGA4。
1.8 DNA质量检测(1)制备凝胶:用电泳缓冲液配制0.7%(m/v)的琼脂糖在微波炉中融化,加入4μl 溴化乙锭,冷却至50℃,倒入已封好的凝胶灌制平台上,插上样品梳。
(2)DNA10μl与2μl点样缓冲液充分混匀,放入点样孔。
以λDNA/HindⅢMarker为分子量标记。
(3)38V恒压电泳。
(4)150min后,关闭电源,凝胶成像仪上照相。
2 结果与讨论2.1标准曲线的绘制及线性范围将4CNB溶于苯色谱纯中分别配制成0.025、0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、0.9mg/L不同浓度的4CNB标准溶液,自动进样0.2μL气相色谱,以对氯硝基苯的浓度(C)为横坐标,积分面积(AUS)值为纵坐标,得标准曲线Y=73924X+3000000,R=0.9991,结果表明4CNB在25~900μg/L范围内呈良好的线性关系。
2.2 4CNB降解试验结果分析及验证采用U9(94)均匀设计,加菌量为5%、经过72h的周期降解、GC-ECD测定4CNB的含量,以降解率为评价指标,筛选出4CNB最佳的降解条件。
结果如表1所示。
表1均匀设计法优化降解4CNB试验结果U9(94)用DPS统计软件处理数据,求的10余个逐步回归方程,根据各回归方程的回归系数、F值及其显著性检验,结果试验原理和经验,选出优化方程为[9]: Y=167.1272854-0.135********X1-16.827199439X2-0.173********X4-0.05696075 831X32 -0.005518965308X1X3+0.9281076659X2X3-0.012210725124X3X4,最高指标时各因素组合:X1=139.31;X2=9.00;X3=31.95;X4=129.47,显著水平p=0.0357,统计量值F=463.8292,相关系数R=0.9998,调整后相关系数Ra=0.9988,表明方程拟合度良好,因素显著。
根据上述数据得到4CNB降解的最佳条件是:底物浓度139mg/L,pH为9,温度32℃,摇床转速130 rpm/min。
最佳降解条件的验证试验:按上述筛选的4CNB最佳降解条件进行验证:当底物浓度140mg/L,pH为9,温度32℃,摇床转速130 rpm/min,在加菌量为5%,降解实验结果如图1。
图1最佳条件下活性污泥对4CNB的降解从图1上可以看出,在培养48h时4CNB的降解率达到98.84%,72h时完全降解。
说明验证结果与均匀设计实验预测结果比较接近,表明本实验筛选的降解条件比较稳定、可行。
2.2 rDNA-ITS序列解析2.2.1 DNA的提取和扩增后的质量检测结果DNA提取和扩增后的基因组凝胶电泳成像,结果如图2,图3。
A图3 PCR产物电泳谱图2.2.3系统进化树重建结果将所测得序列在NCBI数据库中进行相似性搜索(BLAST),选取其中已经发表的,相似性较高的序列,与菌株A序列以邻接法构建系统进化树,所用程序为MEGA4,分析进行1000次重复。
结果如图4。
图4菌株A基于rDNA-ITS区序列重建的系统进化树2.2.3 鉴定结果采用通用引物对菌株的基因DNA扩增获得了片段大小为549bp的ITS片段,对上述PCR扩增产物进行序列测定,该菌株的保守序列在NCBI网站上进行同源性比较,发现与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)的高度相似,相似性达到100%。
说明两者有特别近的亲缘关系。
获得GenBank登录号为GQ899186。
3 分析(1) 均匀设计法是一种多因素多水平实验的设计方法,通过减少实验次数,定量的预测优化条件和结果,具有方便、适用、预测性好的特点,是筛选优化实验条件一个非常有利的工具。
(2) 本实验通过活性污泥降解对氯硝基苯条件的筛选,获得最佳实验条件为:底物浓度139mg/L,pH为9,温度32℃,摇床转速130 rpm/min,确定了对氯硝基苯的降解率和各种影响因素间的关联关系。
在此降解条件下,48h时4CNB的降解率达到98.84%,72h时完全降解,缩短了降解的周期,为4CNB的降解条件奠定了理论依据。
(3)对氯硝基苯高效菌株的筛选和驯化研究对污水处理具有重要的理论和实际意义。
参考资料:[1] 吴建峰、沈锡辉、周宇光等,“一株降解对氯硝基苯的Comamonas B1的分离鉴定及其降解特性”[J],微生物学报,2004,2(44):8~11。
.[2] Zhong-qi He and JIM C. SPAIN,A Novel 2-Aminomuconate Deaminase in the Nitrobenzene Degradation Pathway of Pseudomonas pseudoalcaligenes JS45,Journal of Bacteriology,May 1998,p.2502~2505[3] 张超、李文兰、南莉莉等“均匀设计法优化八珍汤总苷类部位的提取工艺”[J],哈尔滨商业大学学报,2009,2(25):135~139。