一株新型异养硝化-好氧反硝化菌GJWA3的脱氮性能及定量检测

从水产养殖水体中分离出一株具有异养硝化-好氧反硝化能力的菌株Halomonas sp.GJWA3,该菌株在单一氮源条件下(10 mg·L-1)对NH+4-N、NO-2-N和NO-3-N的48 h去除率分别为96.44％、99.42％和78.27％,氮平衡分析结果表明该菌株能够去除水体中大部分无机氮.该菌株在pH为7.0...     

源自生物絮团产絮凝剂的异养硝化-好氧反硝化菌xt1的鉴定及其脱氮特性

为了高效进行水体脱氮,本实验从形成于凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)养殖水体的生物絮团中分离到一株具产絮能力的脱氮菌xt1,经16S r RNA基因测序与生理生化分析确定菌株xt1为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。在此基础上,本文研究了该菌的脱氮特性。结果表明:菌株xt1最佳碳源为葡萄糖,以其为底物对氨氮、硝态氮去除率分别达95.56%和57.40%。以蔗糖为碳源亦具较高脱氮率,对氨氮、硝态氮去除率分别达69.95%和49.50%;该菌能利用有机氮加速生长,添加0.25%、0.5%、1%和2%的蛋白胨能促进OD600,分别达到0.925、1.034、1.103和1.314,均高于未加蛋白胨下的生长,且氨氮去除率均超过90%,硝态氮去除率均超过88%;该菌能适应20—200mg/L无机氮浓度;该菌能以NH4+-N、NO2–-N或NO3–-N为唯一氮源进行异养硝化-好氧反硝化,反应84h去除率分别达到94.16%、47.60%和91.17%。其中,该菌的硝化形式是将氨氮转化为气态氮脱除,其硝态氮反硝化形式是先将硝态氮转化为亚硝氮,再以气态氮脱除。在进行异养硝化-好氧反硝化同时,菌株xt1体现絮凝特性,絮凝率最高分别达到82.28%、73.15%和75.60%;此外,添加该菌于养殖水体中能加速生物絮团形成,同时提高脱氮率。各项结果表明,菌株xt1可作为水产养殖水体脱氮的备选菌株。     

一株卓贝尔氏菌F13-1好氧反硝化特性及其反硝化基因的初步研究

为获得高效好氧反硝化细菌,并研究这些细菌的脱氮特性以及好氧反硝化机理,采集了近海表层沉积物进行富集培养,分离获得一株具有高效好氧反硝化能力的菌株F13-1.结合生理生化特征及16S rRNA基因序列分析,初步鉴定菌株F13-1为卓贝尔氏菌(Zobellella sp.).在以葡萄糖为碳源,C/N比值为15,盐度为30,摇床转速160 r/min,p H值为7,28℃的最优脱氮条件下菌株F13-1脱氮效果较好,分别能将100 mg/dm3硝酸盐和亚硝酸盐在24和16 h内彻底脱除,脱除速率分别为:5.87 mg/(dm3·h)和5.97 mg/(dm3·h).并且菌株F13-1对高浓度亚硝酸盐具有较好的耐受性,能在高浓度亚硝酸盐存在条件下正常生长及脱氮,156 h内能将400 mg/dm3亚硝酸盐脱除完全.基因组分析表明,该菌株具有完整的反硝化基因簇,包括nap、nir、nor和nos等共17个基因.研究结果表明该菌株具有高效好氧反硝化特性,在养殖废水处理中具有较好的应用潜力.     

台湾海峡南部海域好氧不产氧光合异养细菌对上升流的响应

国内外关于好氧不产氧光合异养细菌(AAPB)和上升流之间关系的研究甚少。本文采用“基于蓝细菌校正的时序红外显微技术”研究了台湾海峡南部近岸上升流中心区AAPB对上升流变化的响应。研究结果发现,在上升流涌升的初始阶段,AAPB和总异养细菌丰度较低;随着上升流的发展,两者丰度均增加并在上升流的成熟期达到最高值;而当上升流衰退时,AAPB和总异养细菌丰度开始下降。在上升流发展过程中,AAPB丰度与叶绿素a浓度在一定范围内呈显著正相关,但同时受环境低磷浓度的限制,总异养细菌丰度与氮、磷、硅营养盐均有显著正相关,表明叶绿素a指示的浮游植物所释放的溶解有机碳和环境中的磷限制可能对AAPB起着更为直接和重要的作用,而营养盐则可能在总异养细菌对上升流的响应中起着重要作用。本研究有助于我们理解AAPB在碳及其他生源要素循环中的作用及其调控机制。     

一株麦氏交替单胞菌的异养硝化-好氧反硝化特性研究

本文研究了以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为氮源时异养硝化-好氧反硝化菌Alteromonas macleodii 8D的脱氮特性。研究表明,当分别以硫酸铵、亚硝酸钠和硝酸钾为唯一氮源时,培养48h,菌株对氨氮(NH_4~+-N)、亚硝态氮(NO_2~--N)和硝态氮(NO_3~--N)的去除率分别为58.64%、67.41%和50.28%。NH_4~+-N去除过程中并未检测到明显的NO_2~--N和NO_3~--N的积累,然而在NO_2~--N和NO_3~--N去除过程中却明显检测到了NH_4~+-N的积累。NH_4~+-N和NO_2~--N共存时,NO_2~--N抑制了菌株对NH_4~+-N的去除,而NH_4~+-N则将NO_2~--N去除效率提高了22.95%。NH_4~+-N和NO_3~--N共存时,NO_3~--N将NH_4~+-N去除效率提高了12.46%,而NH_4~+-N对NO_3~--N去除无显著影响。NO_2~--N和NO_3~--N共存时,将NO_2~--N和NO_3~--N的去除效率提高了29.19%和15.48%。NH_4~+-N、NO_2~--N和NO_3~--N共存时,将3种无机氮的去除效率提高了38.57%、27.17%和42.56%。研究结果显示,3种无机氮共存时菌株Alteromonas macleodii 8D有最好的除氮表现,作为除氮的理想菌株,该菌株可用于实际养殖水体无机氮的去除。     

一株异养硝化-好氧反硝化菌Pseudomonas sp.GK-01的筛选及脱氮能力研究

从禽畜粪便发酵沼液中分离筛选出1株异养硝化-好氧反硝化菌株假单胞菌属(Pseudomonas sp.) GK-01,采用经16S rDNA同源性比对及系统发育分析方法鉴定该菌,通过单因素变量控制实验对该菌株生长和脱氮作用的影响因素进行优化,并在最优条件下考察其在单一和混合氮源中的脱氮效果。结果表明,该菌株为1株Pseudomonas sp.,最佳碳源为柠檬酸钠,最佳C/N为10,最佳初始pH为8～9,最佳培养温度为30～35℃。此外,当NH_4~+-N的初始浓度为400 mg·L~(-1)时,该菌株在混合氮源体系中24 h对NH_4~+-N和NO_3~--N的去除率分别为99.08%和96.12%,表明其对高氨氮废水具有高效的异养硝化-好氧反硝化能力,在高氨氮废水生物脱氮等领域具有广泛的应用前景。     

好氧反硝化反应器中微生物群落的碳代谢特征

本文采用Biolog-ECO微平板技术,分析了不同水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)5、6、7h和进水硝酸盐(NO3ˉ-N)浓度50、100、150mg/L时,好氧反硝化反应器微生物群落结构和代谢功能特征。研究结果表明:在同一进水硝酸盐浓度下,水力停留时间越长,微生物代谢活性越强(P0.05);在同一水力停留时间下,不同进水NO3ˉ-N浓度下微生物平均吸光值(用平均颜色变化率AWCD指示)的大小顺序为50150100mg/L(P0.05),说明进水NO3ˉ-N浓度对微生物代谢活性有一定影响。反应器内微生物对不同碳源的代谢利用由强到弱的顺序是:多聚物氨基类碳水化合物羧酸类胺类酚酸类。不同处理组的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数、Mc Intosh指数相互之间差异显著(P0.05),其中HRT为7h、NO3ˉ-N为150mg/L以上处理组微生物多样性指数最高。本实验采用Biolog-ECO板来分析在好氧反硝化反应器中微生物的群落代谢特征,研究结果可为通过碳源调节生物滤池水处理效果提供科学依据,以此提高水处理效率。     

细菌反硝化法测试硝酸盐氮、氧同位素的研究与应用

为了验证细菌反硝化法对水体中硝酸盐氮、氧同位素组成测定的适用性、重现性及准确性, 在不同时间(2019年7月28日、8月19日、8月26日)利用反硝化细菌分别将海水、湖水和自来水样品中的硝酸盐转化为氧化亚氮（N₂O）, 并进行氮、氧同位素测定。结果表明, 不同时间段3个批次实验的硝酸盐氮同位素校准曲线斜率都接近理论值1, 相关性系数均高于0.999, 说明反硝化细菌在将样品中的硝酸盐全部还原为N₂O的过程中氮同位素分馏效应很小; 同一样品3个批次测定的硝酸盐的氮同位素值基本相同, 表明细菌反硝化法对硝酸盐氮同位素的测定在长时间周期内具有很好的重现性和准确性。3个批次氧同位素校准曲线斜率稳定在0.61～0.63之间, 相关性系数均高于0.99, 单批次内海水、湖水和自来水3类样品中硝酸盐氧同位素比值的标准偏差范围在0.18‰～0.69‰之间, 表明经过氧同位素校准曲线的校正, 可以准确反映样品中硝酸盐氧同位素组成; 同一样品3个批次测定的氧同位素值差异较大, 其变化范围为1.33‰～16.38‰, 可能是由于样品储存过程中硝酸盐与水之间发生的氧同位素交换作用所致。     

地衣芽孢杆菌De株之胞外产物对凡纳滨对虾淀粉酶活性影响的体外研究

试验以半透膜法收集地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)De株的胞外产物(extracellular products,ECP),以匀浆离心法提取凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)成虾的肝胰腺和肠道消化酶,将芽孢杆菌胞外产物和对虾消化酶按体积比10∶90混合,采用体外分析法研究在不同温度、pH及胞外产物添加量等条件下胞外产物对对虾淀粉酶活性的影响.试验共设A、B、C、D、E 5个试验组,每组三个平行.其中空白组A为地衣芽孢杆菌的胞外产物,试验组B、C组分别为添加了胞外产物的对虾肝胰腺消化酶、肠道消化酶,对照组D、E分别为未添加胞外产物的对虾肝胰腺消化酶和肠道消化酶样品.温度为20～40℃时试验组B、C的淀粉酶活性要明显高于对照组(p＜0.05),其中肝胰腺淀粉酶和肠道淀粉酶的活性分别提高了25.9%和19.3%,但该温度要远低于芽孢杆菌胞外淀粉酶的最适温度60～90℃.在pH为5～6时,试验组B、C的淀粉酶活性明显高于对照组(p＜0.05),对虾肝胰腺淀粉酶和肠道淀粉酶的活性分别较对照组提高了33.3%和122.2%,而该pH同样要低于芽孢杆菌胞外淀粉酶的最适pH值(6～9).此外,研究还表明试验组的淀粉酶活性随胞外产物添加量的升高而降低,即胞外产物在一定条件下可能抑制对虾内源淀粉酶的生物学活性.从本研究看,地衣芽孢杆菌胞外产物在一定程度上可促进对虾的淀粉酶活性,而当胞外产物活性高于0.02 U/mg蛋白质时,对虾淀粉酶活性将受到抑制.     

一株海洋生境芽孢杆菌FA08的筛选、鉴定及其酶学特性和抗菌性能分析

利用生防细菌拮抗病原菌,是水产疾病防治的有效措施之一。本研究从福建省宁德市海水养殖区底泥筛选到一株既能产纤维素酶又具有拮抗水产病原菌功能的芽孢杆菌FA08,通过传统的形态学、生理生化鉴定手段,并结合16S r DNA序列分析,鉴定功能菌FA08为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis,Gen Bank登录号:KM892857)。进一步考察功能菌FA08菌株所产的纤维素酶对p H值、温度和紫外线的敏感性发现,功能菌FA08所产纤维素酶对酸碱度具有很强的耐受力,p H 3至p H 10范围内保持稳定,对温度也有较好的稳定性,在30—80°C范围内,其酶活仍达到70%,对紫外线不敏感。对FA08的抗菌性能进行分析,结果发现,功能菌FA08发酵上清对嗜水气单胞菌、哈维氏弧菌、溶藻弧菌、副溶血弧菌及金黄色葡萄球菌有拮抗效果。因此,该菌对未来水产业具有良好的开发应用价值。     

一株虹鳟源枯草芽孢杆菌的分离鉴定及生物学特性研究

为筛选对虹鳟(Oncorhynchus mykiss)有潜在益生效果的菌株,本研究从健康虹鳟幼鱼肠道中分离到1株潜在益生菌株RT-BS07,采用形态学观察和分子特征分析对该菌株进行了鉴定,并评价了该菌株的抑菌性、耐受性、黏附性和安全性。形态学观察显示,菌株RT-BS07为革兰氏阳性杆菌,有圆形或椭圆形芽孢。16S rRNA比对结果显示,该菌株与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)NCBI3610株的同源性为99.86%。结合16S rRNA基因序列分析和形态学观察结果,确定菌株RT-BS07为枯草芽孢杆菌。菌株RT-BS07具备产蛋白酶和纤维素酶能力,其酶活力分别为(0.039±0.002)和(0.393±0.002)U/mg;该菌株可有效抑制温和气单胞菌(Aeromonas sobria)、杀鲑气单胞菌(A.salmonicida)和鲁氏耶尔森氏菌(Yersinia ruckeri)等致病菌。菌株RT-BS07在pH为2~10 LB液体培养基中均可存活;在盐度为2%~8%条件下存活率为5.70%~93.28%,其存活率随盐度升高而降低。体外黏附试验结果表明,菌株RT-BS07可大量黏附在虹鳟前肠黏膜,不破坏肠道组织完整性,对左氟沙星、环丙沙星、氧氟沙星和链霉素等18种抗菌药物敏感。本研究分离筛选得到的枯草芽孢杆菌RT-BS07株具有产消化酶性能,其抗逆性能强,对虹鳟无毒害作用,可作为虹鳟健康养殖及益生菌制剂研发源益生菌候选株。     

不同类型Zn胁迫对1株好氧反硝化细菌功能影响的比较研究

本文通过分析在不同浓度普通氧化锌(ZnO)、硫酸锌(ZnSO4)及纳米氧化锌(ZnO-NPs)胁迫下1株筛自胶州湾的好氧反硝化菌Zobellella sp.B307生长量和反硝化能力的变化,比较研究了不同类型Zn对该菌株生长及脱氮功能的影响.结果表明,ZnO-N Ps对该菌株的生长有明显的持续抑制作用,显著降低其最大生...     

一株嗜碱兼性好氧反硝化菌Marinobacter sp.B3的分离鉴定及脱氮性能研究

为获得反硝化脱氮效率较好的菌株,实验从海水螺旋藻培养体系中分离获得一株嗜碱兼性好氧反硝化菌, 通过观察细菌形态以及16S rRNA基因序列的同源性分析, 鉴定该菌株为海杆菌属, 命名为Marinobacter sp. B3。为明确该海杆菌的反硝化性能及氮转化途径, 研究开展了溶解氧(DO), 碳氮摩尔比(C/N), pH和温度等不同单因素对反硝化性能影响实验和氮平衡实验。单因素影响实验结果表明, 当硝酸钾(KNO₃)作为唯一氮源, NO₃^--N的初始浓度为100 mg/L, 盐度32, 振荡速度为150 r/min (初始DO质量浓度是5.6 mg/L), C/N=10, pH=8.0±0.2, 温度为35 °C时, 可获得最大脱氮效果。氮平衡实验结果得出, 在好氧环境下, 有20.11%的NO₃^--N转化为胞内氮, 5.58 mg/L的NO₃^--N转化为其他形态(NO₂^--N、NO₄⁺-N和有机氮), 74.72%转化为N₂释放; 厌氧环境下, 有26.65%的NO₃^--N转化为胞内氮, 72.86%的NO₃^--N转化为气态产物释放。最终实验结果表明, Marinobactersp. B3在好氧和厌氧条件下, 48 h对NO₃^--N的去除率分别为99.89%和93.80%, 具有较好的反硝化脱氮能力, 且在好氧条件下NO₃^--N去除效率更高, 在海水工厂化循环水养殖尾水处理方面具有良好的应用前景。     

纳米ZnO对1株异养硝化-好氧反硝化菌Halomonas sp. KGL1的生物胁迫效应研究

本文通过纳米ZnO(ZnO-NPs)对具有高效脱氮能力的异养硝化-好氧反硝化菌Halomonas sp. KGL1的短期暴露实验,探讨在不同作用浓度下(0,1,10,50 mg·L~(-1)) ZnO-NPs对菌株的生物胁迫效应。结果表明,ZnO-NPs破坏菌株Halomonas sp. KGL1的细胞膜完整性并改变其粘滞性,使菌株形态结构改变,菌体发生团聚;同时诱导该菌株细胞产生活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS),对菌株细胞产生氧化胁迫,进一步损伤菌株细胞,抑制菌株的生长和脱氮能力,且ZnO-NPs浓度越高,该菌株受胁迫程度越强。不同浓度的ZnO-NPs对菌株Halomonas sp. KGL1的NH~+_4-N去除率无显著影响,而其NO~-_3-N、NO~-_2-N的去除效率显著降低。研究结果可为提高海水养殖废水等高盐含氮废水中脱氮菌株的抗ZnO-NPs胁迫能力的理论研究和实际应用提供科学依据。