摘要:“第十四次全国环境微生物学术研讨会暨简浩然先生诞辰100周年纪念”于2011年11月25?28日在福建厦门隆重召开, 本次会议围绕“环境微生物与生态保护”的主题, 在环境微生物学研究前沿、微生物资源发掘与应用、节能减排、循环经济、污染环境生物修复与环境保护工程等诸多领域阐述了最新研究进展并展开了深入的研讨。为了展现国内环境微生物及相关交叉领域科研工作者取得的最新进展, 《微生物学通报》针对“第十四次全国环境微生物学学术研讨会”组织出版了这期“环境微生物专刊”, 期望该专刊的出版有助于促进我国环境微生物学相关领域的交流与发展。

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摘要:【目的】确定辐射污染土样中分离筛选获得的一批黑色酵母状真菌的分类学地位和抗逆特性。【方法】通过菌落形态和菌丝特征观察, 结合LSU rDNA D1/D2区序列的系统发育分析, 并进行了菌株的60Co γ射线照射、紫外线照射和对等重金属离子以及NaCl生长压力实验。【结果】上述菌株均为Aureobasidium 属菌, 其中菌株F99和F134均与A. pullulans var. subglaciale CBS 123388T具有最大同源性, 为100%; 菌株F19 与A. pullulans var. melaogenum CBS 105.22T具有最大同源性, 为99.8%; 上述菌株均具有极强的抗逆特性。【结论】为了解耐辐射真菌抗逆机理提供了重要的研究材料。

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摘要:【目的】短程硝化-厌氧氨氧化是可实现的最短生物脱氮工艺, 短程硝化是实现该工艺的重要环节和必要条件。【方法】采用序批式反应器(SBR)来实现短程硝化过程的启动和稳定运行, 并对该过程中的相关功能菌群变化进行检测分析。【结果】通过控制低DO浓度(＜1 mg/L)和逐步提高氨氮进水负荷, 可抑制氨氧化细菌(NOB)菌群增殖并促进亚硝酸氧化菌(AOB)菌群规模显著扩大, 实现短程硝化过程的启动和稳定运行。在氨氮进水负荷为0.055 kg/(m3·d)时, 平均氨氮去除容积负荷和污泥负荷可达到0.043 kg/(m3·d)和0.16 kg/(kg·d), 平均亚硝酸盐积累率可达到83.4%。在短程硝化启动和稳定运行过程中, NOB菌群密度从2.0×105 CFU/mL降至1.5×104 CFU/mL, 相对丰度从5.51%降至2.14%; AOB菌群密度从4.5×104 CFU/mL增加至1.5×107 CFU/mL, 相对丰度从0.18%增加至7.25%。【结论】AOB菌群规模的扩大是实现短程硝化和氨氮去除能力提高的主要原因, 同时较高的进水氨氮浓度和负荷也会造成亚硝化活性的抑制。

摘要:【目的】研究新疆红井子盐碱土壤中的放线菌物种多样性。【方法】应用基于16S rRNA基因序列系统发育分析的免培养方法进行放线菌物种多样性分析。利用放线菌特异性引物, 以土壤样品总DNA为模板, 扩增16S rRNA基因, 构建16S rRNA基因克隆文库, 并对文库中的插入序列进行RFLP分析。【结果】随机挑选的246个阳性克隆通过酶切筛选出61个不同图谱的重组克隆并测序。分析结果显示这61 个克隆序列分属于42 个OTUs, 分布于放线菌纲(Actinobacteria)的放线菌亚纲(Actinobacteridae)、酸微菌亚纲(Acidimicrobidae)和红色杆菌亚纲(Rubrobacteridae); 该环境中有71.4%的序列与已有效发表菌株的序列相似性小于97%, 代表着放线菌新类群, 其中部分序列形成了几个独立的进化分支, 可能代表更高级的新分类单元。【结论】红井子土壤中的放线菌组成具有丰富的多样性, 并有新放线菌分类单位的潜在资源, 值得进一步进行开发研究。

摘要:【目的】通过对敦煌莫高窟内细菌多样性及生理生化特征的分析, 为壁画微生物病害防治提供试验依据。【方法】采用纯培养与16S rDNA等技术对莫高窟245#窟内空气样品、壁画样品进行分析, 并在培养基中添加壁画颜料测试其对细菌生长的影响。【结果】分离出可培养细菌76株, 分属于8个属。其中空气中有6个属, 分别为Bacillus、Arthrobacter、Pseudomonas、Acinetobacter、Enterobacter、Kocuria, 优势菌为Bacillus、Arthrobacter。壁画上有Bacillus、Arthrobacter、Paenibacillus、Erythrobacter 4个属，优势菌为Bacillus、Arthrobacter; 并发现DHXJ05 (Enterobacteriaceae)、DHXJ08 (Bacillaceae)、DHXJ15 (Erythrobacteraceae)、DHXJ16 (Bacillaceae)和DHXJ17 (Bacillaceae)能在含有铁红、铅丹、朱砂的环境中良好生长。【结论】为后期研究壁画颜料的变色机理及选择相应的细菌防治制剂提供了条件。

摘要:【目的】为更好地了解重金属污染与微生物多样性之间的相互作用关系, 以江西德兴铜矿4 #尾砂库为研究对象, 采集野外实地样品共16件进行分析(包括尾砂样品以及周围农田和菜地土壤样品)。【方法】一方面对样品中可培养异养细菌进行平板计数, 一方面采用变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis, DGGE)对样品中可培养和不可培养微生物分子生态多样性进行研究; 同时采用PCA (Principle component analysis)方法分析样品理化性质、重金属及主要元素与可培养细菌数量及微生物多样性之间的相互关系。【结果】元素分析结果表明该尾矿区样品受到不同程度重金属Cu、Cd、Zn、Ni、Pb和Cr的污染; 可培养异养细菌在尾砂样品中数量最少, 在菜地和农田土壤样品中有明显增加; 多样性指数(Shannon-Weaver index H)计算结果发现H最大值出现在距离尾矿中等距离、重金属浓度在中等程度的样品中。PCA分析结果表明可培养异养菌数量与理化性质如有机碳、有机质、含水率等相关性较大, 重金属影响不明显; 而多样性指数H除与上述理化性质相关性较大外, 还受到重金属Ag、Zn、As、Pb、Ni、Cr等的影响, 而在样品中含量普遍比较高的重金属如Cu、Cd等并不成为影响微生物多样性的主要因素。【结论】从这些长期受重金属污染的野外实地样品来看, 以上结果说明不同重金属浓度对微生物多样性的影响可能并不是实验室研究的简单的线性关系。

摘要:【目的】了解白蚁栖息环境中有无降解纤维素的微生物。【方法】以羧甲基纤维素钠为唯一碳源, 利用刚果红染色, 根据透明圈大小进行筛选。通过显微形态、革兰氏染色及16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定。DNS法测定菌株产纤维素酶与生长周期的关系, 并进一步分析纤维素酶性质。【结果】从台湾乳白蚁(Coptotermes formosanus Shiraki)栖息环境中筛选到一株具有较高纤维素酶活性, 革兰氏阳性菌株TT15, 16S rDNA序列分析鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus Gd2T)。菌株培养前12 h没有纤维素酶活性, 随着培养时间的增加, 纤维素酶活性逐渐增大; 当生长达到稳定期(48 h), 酶活性达到最大并保持稳定。菌株TT15纤维素酶活性的最适pH和最适反应温度分别为5.0和50 °C。【结论】从白蚁栖息环境中分离到一株具有较高纤维素酶活的蜡状芽孢杆菌TT15, 可作为产细菌纤维素酶的优良菌株。

摘要:【目的】提高花生四烯酸(Arachidonic acid, ARA)产量, 克服ARA产生菌高山被孢霉(Mortierella alpina)在长期的保存及使用过程中易受到外界条件影响发生退化, 从而导致菌种耗糖量降低、影响菌种摄入营养的能力和不利于工业化生产的缺点。【方法】首先采用固体培养基驯化, 将菌种逐级涂布于梯度高糖PDA平板(含糖量分别为2%、5%、7%、10%和15%)培养, 挑选经固体驯化后能耐受10%高糖浓度平板的菌种, 转接到两种含不同氮源的梯度高糖(含糖量分别为3%、4%、5%和6%)液体培养基中进行驯化, 最后对驯化后的菌种进行2 L发酵罐放大实验。【结果】当培养基中以酵母粉为氮源时, 驯化后菌体的最高耗糖量由3 g/(L·d)提高到12 g/(L·d); 当培养基中以玉米浆为氮源时, 驯化后菌体的最高耗糖量由7 g/(L·d)提高到12 g/(L·d)。摇瓶驯化实验结果表明以玉米浆为氮源驯化的菌种发酵效果较好, 发酵罐实验结果显示菌体生物量为50 g/L, 总油脂为18 g/L, 目的产物ARA产量为8 g/L。相比未驯化之前的发酵结果, 生物量和总油脂含量提高了近3倍, ARA产量提高了近4倍。【结论】经过高糖驯化, 菌种的耗糖能力得到提高, 生物量、总油脂及ARA的产量也都有所增加, 从而可以使菌种在保存和使用过程中不易退化, 保持稳定。

摘要:【目的】微生物对可接触表面的污染给公共卫生带来了极大的威胁。利用具有杀菌特性的铜及铜合金代替不锈钢等制品, 可以降低消毒剂的使用和细菌的传播。【方法】通过分析3株金黄色葡萄球菌和2株大肠杆菌在铜及铜合金平板上的存活时间, 对不同类型铜合金的杀菌特性进行了探索。【结果】铜合金平板的杀菌能力与其铜含量成正比; 铜合金对同属细菌的杀菌能力相近, 对不同属细菌则有一定差异; 铜合金的杀菌效率与细菌对Cu2+抗性没有直接联系; 铜合金杀菌的效率与细菌的细胞壁结构可能有很大关联。【结论】铜及铜合金是较好的杀菌材料。

摘要:【目的】通过建立宏基因组文库的高通量保存与基于探针洗脱的多次膜杂交筛选方法, 从植物共生菌宏基因组文库筛选具有生物催化潜力的新酶基因。【方法】首先根据滴度将初始文库噬菌体包装颗粒感染到EPI300?-T1R E. coli, 过夜培养后对应保存于96孔板; 提取粘粒进行文库的杂交筛选。【结果】描述的洗脱条件可完全去除尼龙膜上与靶DNA结合的探针, 并且尼龙膜上的靶DNA至少可用于7次探针杂交, 从而明显提高宏基因组文库的筛选效率。【结论】以Enoate reductase (ER)和短链脱氢酶(SDR)的同源基因片段为探针, 运用该方法经两轮筛选获得候选单克隆并进行了部分粘粒的测序, 发现了新的ER和SDR同源基因, 并克隆到相应的全长基因序列用于后续的表达与酶化学研究。

摘要:【目的】研究从棉田土壤中筛选得到的高产铁载体细菌产铁载体能力、分类地位和抑菌活性。【方法】通过改良蔗糖-天冬氨酸培养基选择性筛选产铁载体细菌, 通过分光光度计法测定铁载体活性, 通过混菌法测定产铁载体细菌上清液对棉花枯萎病致病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑菌效果, 采用形态学、生理生化鉴定及16S rDNA 序列系统发育分析对高产铁载体菌株进行鉴定。【结果】从棉田土壤中筛选到162株产铁载体细菌, 30株产铁载体能力较强的细菌中21株具有较高产铁载体能力, 菌株SS05的铁载体活性单位达到98.3%; 在低铁条件下, SS05上清液对F. oxysporum具有显著的抑制作用; SS05与莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)最为接近。【结论】SS05是高产铁载体菌株, 与莫哈韦芽孢杆菌(Bacillus mojavensis)最为接近, 在低铁培养条件下其上清液对F. oxysporum具有显著的抑制作用。

摘要:【目的】为了研究青草沙水库中土著微生物对藻类生长的抑制作用, 从水库水体中筛选出对藻类有抑制作用的细菌并研究其对铜绿微囊藻的抑制效果。【方法】通过对水库水体中的细菌进行划线分离和筛选, 挑选出一株对铜绿微囊藻生长有较好抑制作用的菌株CL。考察其对铜绿微囊藻的抑制效果及不同培养时间和菌液浓度对抑藻效果的影响, 并对菌株进行16S rDNA序列分析。【结果】实验菌液浓度为4.5×108 CFU/mL? 8.4×108 CFU/mL时, 细菌对铜绿微囊藻的抑制率可达45.4%。抑藻效果随培养时间先增后降, 在静置培养第6天抑藻效果达到最大。该菌经过16S rDNA序列分析, 属于黄单胞菌科的寡养单胞菌。【结论】从青草沙水库中筛选出了对铜绿微囊藻有抑制作用的土著细菌寡养单胞菌, 对青草沙水体铜绿微囊藻的控制具有一定的潜在应用价值。

摘要:【目的】近年来由于抗生素的滥用, 导致了多药物抗性超级细菌的产生, 有关抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes, ARGs)在环境介质中分布、迁移和扩散已经引起人们的广泛关注。针对九龙江河口及厦门污水处理设施抗生素抗性基因污染情况开展研究。【方法】通过定性PCR研究九龙江河口水体、沉积物和厦门污水处理设施活性污泥中4种磺胺类、13种四环素类ARGs及2种整合子基因的污染情况, 并选择四环素类tet(W)基因进行克隆文库测序分析。【结果】除tet(O)和tet(S)外, 其他基因均被检出。不同环境介质中的ARGs及整合子基因检出率为活性污泥(0.86)>沉积物(0.57)>水体(0.24)。在淡水和淡盐水中, sul(l)、int(1)、tet(A)、tet(C)、tet(E)、tet(M)和tet(W)的检出率要高于海水, 表明九龙江上游可能是ARGs的污染源之一。【结论】主成分分析表明污水处理设施是ARGs的高发载体; 沉积物是ARGs的稳定载体; 而水体中的ARGs易于分解。此外, tet(W)基因克隆文库分析表明, 厦门污水处理设施也可能是九龙江河口及厦门沿岸的ARG污染源。

摘要:【目的】克隆斜卧青霉L-06的内切葡聚糖酶Ⅰ基因(egI), 并实现其在大肠杆菌内的高效表达。【方法】利用RT-PCR技术克隆了斜卧青霉L-06的内切葡聚糖酶Ⅰ基因(egI), 并将egI基因克隆到原核表达载体中, 构建了重组质粒pET32a-egI。【结果】转化至大肠埃希菌rosetta(DE3), 经IPTG诱导重组蛋白表达, SDS-PAGE检测结果表明: 重组表达产物的相对分子质量约为80 kD, 与预期相符。重组表达的菌悬液, 经破碎离心, 取其上清液, 进行纤维素酶活性染色, 获得了活性条带。DNS法测得内切酶活力为2.56 IU/mL。【结论】构建了斜卧青霉L-06内切葡聚糖酶Ⅰ的原核表达系统。

摘要:甲烷属于温室气体, 厌氧氧化甲烷有效地减少了大气环境中甲烷的含量。依据吉布斯自由能变, 以SO42?、Mn4+、Fe3+、NO3?等作为电子受体, 厌氧条件下甲烷可以转化为CO2。重点阐述以SO42?和NO3?为电子受体时甲烷厌氧氧化的机理、反应发生的环境条件以及甲烷厌氧氧化菌的特点。针对目前研究存在的主要问题, 提出了今后的发展方向。SO42?为电子受体时, 甲烷厌氧氧化的可能途径包括: 逆甲烷生成途径、乙酰生成途径以及甲基生成途径。甲烷的好氧或厌氧氧化协同反硝化是以NO3?为电子受体的甲烷氧化的可能途径。环境中的甲烷、硫酸盐或硝酸盐的浓度, 有机质的数量, 以及环境条件对甲烷的厌氧氧化有显著影响。

摘要:环境中的雌激素是一类重要的环境内分泌干扰物, 微生物降解是去除环境雌激素的主要途径。通过归纳已报道的雌激素降解细菌、总结其降解雌激素的机制、分析雌激素降解途径以及其他真核微生物的雌激素降解作用4个方面, 概括阐述了雌激素的微生物降解作用, 并对未来的研究方向提出展望。