氧化亚铁硫杆菌与毒砂相互作用的阶段性及其机理研究

设计了毒砂的生物氧化和化学氧化两组对比实验,并对反应35d的溶液化学、固相产物成分和矿物表面元素化合态变化进行了分析,以说明氧化亚铁硫杆菌（A．ferrooxidans）与毒砂的相互作用机理。研究发现,毒砂的生物氧化过程随A．ferrooxidans菌生长规律分为三个阶段：（1）反应前7d,生物氧化作用还很弱,以自然氧化反应为主;（2）反应8～21d,生物氧化反应开始发生,细菌进入迟缓生长期;（3）反应22～35d,细菌处于对数生长期,生物氧化作用强烈。由离子浓度变化规律反映,前两个阶段生物氧化速率低于化学氧化,第三阶段起生物氧化速率高于化学氧化。细菌生长受溶液累积的As抑制,A．ferrooxidans菌能促进As和Fe形成砷酸铁沉淀,以降低As的抑制作用。毒砂表面高价态元素的比例随细菌生长和溶液Fe离子浓度的升高而增大,生物氧化第三阶段毒砂表面高价态元素的比例高于化学氧化。氧化过程中毒砂表面覆盖中间氧化产物S^0和As2S3沉积层,对比化学氧化,Aferrooxidans菌能不断把Fe^2＋氧化成Fe^3＋,促进毒砂表面中间产物氧化,并间接氧化毒砂。     

生物技术在煤炭脱硫过程中的应用

以沈阳红阳三矿的煤样为研究对象，用氧化亚铁硫杆菌对其进行了生物直接浸出脱硫和生物预处理浮选脱硫的实验研究。结果表明，在煤样含硫（全硫）2.30%的条件下，用细菌浸出20d，可以使煤样的含硫量下降到1.20%，脱硫率达47.83%，当对煤样进行生物预处理浮选脱硫时，氧化亚铁硫杆菌菌液可明显改善脱硫效果，在适宜的菌液用量下，经过3～10min的预处理，可以使脱硫率比不经预处理时提高10%左右。     

一株产脂肽菌的鉴定及其代谢产物驱油性能评价

从油田采出水中分离得到一株产脂肽的细菌,经鉴定为枯草芽孢杆菌,该菌株发酵液表面张力最低为28.00mN·m-1。分离提纯其代谢产物,经红外光谱分析表明为一种脂肽类生物表面活性剂。该脂肽类表面活性剂具有较低的临界胶束质量浓度(CMC),为3.3 mg·L-1,其水溶液最低表面张力为26.60 mN·m-1,油水界面张力为0.01mN·m-1。理化特性分析表明,该脂肽类生物表面活性剂具有耐温(120℃)、耐盐(2×105 mg·L-1),pH适应范围较广(6.0~10.0)等特性,对原油具有较强的乳化性能。物模驱油评价实验表明,在水驱基础上,可提高采收率9%以上。该研究为油田微生物采油工业化应用提供理论依据。     

饲料中添加两株乳酸菌及其发酵上清液对凡纳滨对虾消化酶活性的影响

为了探讨前期实验获得的益生菌及其发酵上清液对凡纳滨对虾消化功能的影响,将初始体质量3.5 g±0.06 g的凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)在30℃±2℃环境下于水族箱中养殖4周。以基础饲料为对照组,在基础饲料中分别添加戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)HC-2、粪肠球菌(Enterococcus faecium)NRW-2、戊糖乳杆菌HC-2的发酵上清液,最终每克基础饲料中含有1.0×107 CFU益生菌或此菌量所对应的发酵上清液,共配制3组实验饲料。实验结果如下:与对照组相比,各实验组对虾肠道中蛋白酶活力显著提高(P0.05),但肝胰腺中蛋白酶活力无显著差异;添加NRW-2的实验组与对照组相比,肠道和肝胰腺中淀粉酶和脂肪酶活力均显著提高(P0.05),HC-2组对虾肝胰腺中淀粉酶及肠道中脂肪酶的活力显著提高(P0.05),而HC-2发酵上清液的添加仅显著提高了对虾肠道蛋白酶和淀粉酶的活性。结果表明饲料中添加NRW-2、HC-2及其发酵上清液可以提高凡纳滨对虾肠道及肝胰腺中消化酶的活力,但在不同组织中提高消化酶活性的种类是不同的,为水产养殖安全投入品的开发及乳酸菌在水产养殖中的推广应用提供一定的科学依据。     

一株引起清溪乌鳖(Pelodiscus sinensis nigrum)“摇头病”致病菌的分离鉴定与药敏分析

从患"摇头病"清溪乌鳖(Pelodiscus sinensis nigrum)的肝脏、脾脏、肾脏、肺组织中分离得到1株细菌。菌落为圆形乳白色凸起,融蜡状,表面光滑,边缘清晰整齐;对该菌进行染色镜检可见其为革兰氏阳性杆菌,呈单个或链状排列。结合生理生化检测结果、16S rDNA基因和gyrB基因和rpoB基因序列分析以及系统进化树结果,该菌株为蜡样芽孢杆菌群(Bacillus cereus group)内新种。用不同浓度的分离菌腹腔注射感染健康的清溪乌鳖,观察发现死亡的清溪乌鳖出现与自然发病鳖相似的症状且从病鳖内脏中可分离得到同样的菌;经统计和计算,其LD_(50)为2.42×10~5 CFU/kg体重。应用纸片扩散法对14种常用抗菌药物进行药敏试验,结果显示,分离菌对头孢氨苄、氟苯尼考、强力霉素、恩诺沙星、氧氟沙星五种药物敏感;对利福平、头孢他啶则耐药。本研究为清溪乌鳖细菌性病原的报道,旨在为该病的确诊与防治提供科学依据和参考。     

地衣芽孢杆菌胞外产物消化活性的研究

将地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis的胞外产物置于不同的pH、温度和金属离子条件下,分别测定其蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶活性的变化。结果表明,当pH为7.5—8.5时胞外产物表现出较高的蛋白酶和淀粉酶活性,胞外产物消化脂肪的最适pH为9.0—10.0。胞外产物水解淀粉、脂肪和蛋白质最适温度分别为60—80、40—60和50—70℃,60℃时蛋白酶活力最大。试验测定了8种金属离子对胞外产物活性的影响,发现Mg2+、Zn2+Cu2+可抑制其水解蛋白质,而Ca2+、Fe3+、Mn2+和Ba2+却无此影响;在胞外产物消化脂肪底物时Co2+、Fe3+、Mn2+和Ba2+均能抑制其活力,而Mg2+、Zn2+能使其消化活力升高,与前者相比,金属离子对淀粉水解的影响相对较小,仅Cu2+有一定的抑制作用,其它离子对其均无明显的影响。还研究了不同胞外产物浓度与生物学活性的相关性,发现当反应体系中胞外产物浓度升高时水解蛋白质的活力会相应降低,但对脂肪的消化活力则与胞外产物的浓度呈正相关。反应体系中胞外产物的浓度在0—132.4μg.ml-1时其水解淀粉的活力随浓度的升高而升高,浓度为191.0μg.ml-1时活力最大,浓度大于191.0μg.ml-1时活力不再变化,稳定在一个较高的水平。     

弧菌拮抗菌的筛选

用平板划线或点种法对 6 0 2株海洋细菌进行筛选 ,得到 4株对海水养殖动物 (鱼、虾、贝 )的病原菌有拮抗作用的细菌。并对拮抗菌 QJ2的拮抗作用进行了研究 ,结果为 :QJ2有广泛的弧菌抗菌谱 ,对 37株弧菌的抗菌阳性率达到 89.2 % (33/ 37) ;用活菌平板计数法和 O.D.60 0 nm研究了QJ2培养物的去细胞上清液 (CFS)与病原菌 W- 1的作用动力学 ,15min时 W- 1的细菌数便开始减少 ,4 h时细菌数最少 ,6 h后开始增加 ,而对照组的细菌数呈逐渐上升趋势 ;QJ2对自身的拮抗物质不敏感 ;QJ2抗性物质的分子量不大于 80 0 0 Da;经常规生理生化方法和 API- 2 0细菌快速鉴定系统鉴定 ,QJ2为气味黄杆菌 (Flavobacterium odoratum)。     

美人鱼发光杆菌(Photobacterium damselae)感染对银鲳(Pampus argenteus)肠道微生物的影响

银鲳(Pampus argenteus)是我国沿海重要的经济鱼类和水产养殖重要品种, 近年来因过度捕捞其野生种群数量日渐减少。美人鱼发光杆菌(Photobacterium damselae, PDD)是多种水产动物发病的主要病原菌, 也是银鲳养殖中的一种常见病原微生物, 会引起造成银鲳大规模死亡的出血病,但目前尚不清楚美人鱼发光杆菌感染后对银鲳肠道微生物的影响。通过注射使银鲳感染PDD, 在24 h和72 h分别采集健康及患病银鲳的中肠和后肠进行16S rRNA基因扩增子测序, 并结合Illumina Nova测序平台进行测序和数据分析, 研究PDD感染后不同时间银鲳体内微生物群落组成结构的动态变化。结果表明, PDD感染后在银鲳肠道内大量增殖并占据优势, 引起银鲳体内肠道微生物的动态变化。PDD的侵入及在银鲳肠道中的增殖并占据优势, 导致银鲳肠道内微生物群落组成结构紊乱。PDD的过度生长与肠道微生物群落构成失调密切相关, 显示了肠道微生物群落结构平衡的重要性。研究结果有助于深入探究水产动物肠道微生物的多样性、功能及相互关系, 为银鲳养殖业的健康管理提供科学依据。     

铁细菌培养过程中低分子有机酸钠盐对含硫酸根铁矿物形成的影响

普遍存在环境中的低分子有机酸盐对氧化亚铁硫杆菌的矿化产物(施氏矿和黄钾铁矾等铁矿物)会产生影响,从而导致环境中有毒重金属迁移转化发生变化。本文探讨了低分子有机酸钠盐对铁细菌HX3成长过程中代谢产物铁矿物的影响,并利用XRD、FTIR、FESEM和EDS对形成的铁矿物进行了表征与分析。研究结果表明,低浓度低分子有机酸钠盐的加入对细菌氧化Fe~(2+)的影响不明显,但可加速黄钾铁矾的形成;苹果酸钠的加入较柠檬酸钠和草酸钠更利于施氏矿向黄钾铁矾转变。高浓度低分子有机酸钠盐(苹果酸钠、柠檬酸钠和草酸钠依次为20、40和40mmol/L)的加入对细菌培养过程中Fe~(2+)的氧化有抑制作用;抑制影响从大到小的顺序为:苹果酸钠柠檬酸钠草酸钠。该研究结果可为含氧化亚铁硫杆菌等铁细菌的酸性矿山废水中铁矿物的形成转化和生物矿化机理提供理论参考。