一株脂肽产生菌发酵参数的响应曲面法优化

从渤海污染土壤中分离的表面活性剂产生菌,经鉴定为Bacillus sp.BO2,该菌在对数生长期产生表面活性剂,至稳定期后可将发酵液的表面张力降低至31.0 mN·m1.初步分析发现其表面活性剂成分为环脂肽,该脂肽在不同温度、盐度、pH条件下有较好的稳定性.进一步采用响应曲面法(RSM),以乳化系数作为响应值来优化菌株BO2产生物表面活性剂培养条件.还通过实验确定碳源(液体石蜡)、NH4NO3、KH2PO4为3个影响表面活性剂产量的显著因素,再进行发酵培养基优化,获得最佳培养基配方.获得的发酵参数为利用该菌株发酵生产生物表面活性剂提供数据,为石油降解菌的应用开发提供了有价值的信息.     

基于浒苔暴发海水池塘的微生物生态特征研究

为研究浒苔对海水养殖环境微生物生态的影响,采用Illumia高通量测序技术测定冬季垦区进水区、浒苔暴发的池塘和排水区水体以及底泥中菌群结构,分析进水区、池塘养殖区和排水区的环境微生物结构演变过程。结果表明:（1）γ-变形细菌、α-变形细菌、放线菌、拟杆菌和δ-变形细菌为海水养殖区的优势细菌门类;（2）进水区水体和底泥微生物种类和多样性指数均高于浒苔池塘和排水区;浒苔暴发的池塘和排水区微生物群落结构较为相似;（3）浒苔池塘的水体微生物以异养细菌为主,底泥以脱硫杆菌等厌氧细菌为主,增加了底泥潜在产生硫化氢的危害;（4）进水区水体含有丰度较高的弧菌和鱼立克次氏体等条件致病性病原菌,而浒苔池塘中含量较低,说明浒苔对弧菌等有一定的抑制作用;但浒苔暴发的池塘和排水区中另一种潜在致病菌黄杆菌类的丰度较高,养殖品种务必防患此类病菌感染疾病的发生。本文从微生态学角度全面揭示浒苔对近岸海区、海水池塘和排水区微生态演变过程的影响,发现了浒苔具有抑制和增加不同致病菌的双重作用,这对水产养殖有一定指导,也为浒苔发生原因、预报、预防等研究提供一定理论参考。     

坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)16S—23S rDNA 间区的克隆及多态性分析

采用16S和23SrDNA保守区设计的引物对两株坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)16S—23SrDNA间区(Intergenic spacer region,ISR)进行了PCR扩增,并克隆到pMD18-T载体上进行测序;利用生物信息学进行了16S—23SrDNA间区序列及其内所含tRNA基因的分析。2株坚强芽孢杆菌共得到11条16S—23SrDNA间区特征区带(包括300、400、500和600bp等)序列,ISR类型包括ISR0、ISRG、ISRIA和ISRGLV四种,其中ISR0、ISRG和ISRIA可能在坚强芽孢杆菌中普遍存在。相同类型的ISR序列具有较高的相似性(达52.2%—100.0%),而不同类型的ISR序列间差异较大。此外,ISR序列在靠近16S和23S区域存在不同长度的保守区域,可能成为针对坚强芽孢杆菌特异性检测的引物和探针的靶区,这也为坚强芽孢杆菌新的检测方法的建立奠定了基础。坚强芽孢杆菌的16S—23SrDNA间区序列及其多态性分析均为首次报道。     

微生物沉积碳酸钙固化砂土试验研究

砂土固化对增加砂土强度、减小渗透性极为有利,可提高和改善砂土的力学特性。通过培养基L进行菌种繁殖,研究了不同条件下的细菌生长特性;分析流出液的pH值和Ca~(2+)浓度的内在关系,揭示了固化砂柱的渗透性、无侧限抗压强度变化规律;通过微观结构阐释微生物固化效果,并研究了Ca~(2+)浓度与试样强度的关系。结果表明:2mL细菌母液加入100mL培养液并在30℃、pH为6,150rpm振动速度的条件下最适宜菌种生长;固化过程中,pH值逐渐降低,而Ca~(2+)浓度则增大;采用0.5mol/L胶凝液固化效果较好且固化周期短;固化后砂土颗粒间孔隙被生成的碳酸钙填充;试样渗透性最终降低3~4个数量级;流速越小,固化时间越长,固化效果越好;且固化试样破坏模式都是脆性破坏;采用尿素和醋酸钙混合溶液作为胶凝液,更能提高Ca~(2+)利用率。     

细菌碳酸酐酶促进形成的碳酸盐矿物

微生物促进碳酸盐矿化机理的研究对于全球碳循环和土壤的形成与演化等科学问题具有重要的意义。为了探究细菌胞外碳酸酐酶（CA）在碳酸盐矿化过程中所起的作用,本文采用硫酸铵析出蛋白质和Tris-H2SO4缓冲液溶解蛋白质的方法提取MF-2菌株分泌的胞外CA,将其添加于一水乙酸钙—胰蛋白胨（不含碳酸根）体系中并进行了120 h的化学实验。同时设置一组不含CA的对照实验。实验结束后用离心法将固相和液相分离。利用X-射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM/EDS）对沉淀物的矿物成分、元素组成和形态进行了研究,利用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测定了溶液中的Ca2+浓度。实验结果表明:（1）在节杆菌属MF-2菌株胞外CA作用下形成了肉眼可见的沉淀物,其重量随着反应时间的延长而逐渐增大,而溶液中钙离子浓度随着反应时间的延长而逐渐降低。用双氧水（30%）处理的结果显示,碳酸盐矿物是沉淀物的主要组分。对照实验形成的沉淀物明显少于CA实验,而且其主要由有机物质组成。这充分地说明,MF-2菌株胞外CA可以显著地促进碳酸盐矿物沉淀。（2）在有胞外CA参与的实验早期（第48 h之前）,未形成任何结晶态物质;在实验的中后期,形成的矿物以方解石为主,含少量或不含球霰石。这明显不同于MF-2菌株的培养实验。在后一种情况下仅形成球霰石一种矿物。（3）胞外CA作用下形成的矿物形态包括菱面体形、球形和半球形,其中菱面体形矿物占主导地位。这也有别于MF-2菌株的培养实验（以球状和碗状为主）。对多张SEM照片进行的统计结果显示,菱面体形矿物所占比例有随着反应时间的延长而逐渐降低的趋势（即球形和半球形所占比例逐渐升高）,从第48 h的接近100%降低至第120 h的84%。（4）MF-2菌株胞外CA促进碳酸钙沉淀的主要机制是其加速CO2的水化反应,参与反应的CO2可能主要源于空气。      

微生物沉积碳酸钙固化砂质黏性紫色土试验研究

重庆紫色土是一种砂质黏性土,地区降雨集中,水力冲蚀作用剧烈,极易产生水土流失,微生物诱导方解石沉积(MICP)技术因能耗低、污染小而广泛应用于土体加固中。通过正交试验优化了巨大芽孢杆菌(BNCC 336739)的培养基和培养条件,活菌数增长126%,活性良好。采用巨大芽孢杆菌,进行低水压(9.8kPa)灌注固化砂质黏性紫色土试验,探究了固化效果的变化规律。结果表明:随固化次数增加,碳酸钙生成量和干密度逐级增加,无侧限抗压强度与碳酸钙生成量正相关;碳酸钙有效沉积越来越少,强度提高趋于稳定,固化9次后强度提高77%;随孔隙被碳酸钙填充和上下碳酸钙硬壳的形成,渗透性不断降低,最终下降两个数量级;通过试样上、中、下三部分碳酸钙生成量C的样本标准差s来反映碳酸钙分布离散程度,发现割线弹性模量在s的影响下随C增加而波动上升,波动表现为在C相近或s相差很大时,s越小割线弹性模量越大。研究成果可以为MICP技术在紫色土地区的地基、边坡加固和水土流失防护等工程应用提供科学依据和参考。     

一种潜在的微生物找矿法——蜡样芽孢杆菌指示金…

利用土壤中蜡样芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｌｕｓｃｅｒｅｕｓ）寻找隐伏金属矿床是近年来受国外许多学者重视的一种探矿法，运用此法对我国两个金三角洲地区进行了尝试研究，详细叙述了蜡样芽孢杆菌的分离，培养和鉴定，在已知的金矿区均检测到了很明显的蜡样芽孢杆菌孢子计数异常，异常区每克土壤中的蜡样芽孢杆菌孢子数最高可达１９０００个，异常区比背景区要高几百至几千倍，并发现该异常与土壤中的金异常有一空间上的分离，蜡样芽孢     

一种潜在的微生物找矿法——蜡样芽孢杆菌指示金矿化的试验研究

利用土壤中蜡样芽孢杆菌（Ｂａｃｉｌｕｓｃｅｒｅｕｓ）寻找隐伏金属矿床是近年来受国外许多学者重视的一种探矿法．运用此法对我国两个金三角地区进行了尝试研究，详细叙述了蜡样芽孢杆菌的分离、培养和鉴定．在已知的金矿区均检测到了很明显的蜡样芽孢杆菌孢子计数异常，异常区每克土壤中的蜡样芽孢杆菌孢子数最高可达１９０００个，异常区比背景区要高几百至几千倍，并发现该异常与土壤中的金异常有一空间上的分离．蜡样芽孢杆菌法很适合于成矿远景区内的找矿工作     

张士灌区地下水中菲污染物生物降解菌的筛选及降解特性的模拟研究

张士灌区细河流域地下水及土壤中有机污染严重,其中多环芳烃菲超标。从研究区污染土壤中取土著微生物,控制实验条件与研究区潜水环境一致,通过实验室选择性富集培养分离出20株以菲为唯一碳源和能源的细菌。经降解实验,在温度为10℃、pH值为7.5的环境条件下筛选出1株在9天内对菲(50mg/L)的降解率达到85%以上的菌株BC。该菌株在温度为5~30℃,pH为6.0~9.0条件下15天内对菲的降解率可达到96%以上。研究结果为张士污灌区及相似地区地下水和土壤环境中菲的原位生物降解法的应用提供了技术依据。     

Cl-/SO42-铁盐对含可溶性胞外多聚物Acidithiobacillus ferrooxidans溶液中铁矿物形成的影响

铁细菌胞外多聚物作用下聚集的铁可通过氧化或者沉淀作用使铁稳定或沉积,从而形成铁矿物。本文基于铁细菌胞外多聚物(extracellular polymeric substances,EPS)对铁矿物形成的调控作用,介绍了Cl-/SO_4~(2-)的Fe(Ⅲ)或Fe(Ⅱ)盐作用下,含可溶性EPS的氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)溶液中铁矿物的形成,观察了溶液pH值变化及形成铁矿物的矿相与结构,并采用XRD、FTIR和FESEM对其进行表征。结果发现反应溶液中OH-离子可与Fe3+形成微米级"针垫"聚集球状或纳米级小球形施威特曼石和微米级"菱形"块状黄钾铁矾铁矿物沉淀。反应溶液中的可溶性EPS可调控和促进铁矿物的形成,但对Fe2+的氧化未产生影响;外源Fe盐可促进施威特曼石向黄钾铁矾转化。随着Cl-/SO_4~(2-)摩尔比例的增加(即Cl-含量的不断增加),两矿相间的转化明显受到抑制,且铁矿物颗粒之间的集聚作用明显减弱;反之,SO_4~(2-)含量升高时,有利于铁矿物间的转化和聚集球状颗粒形貌结构的形成。