海洋有害赤潮调控功能菌的发现与研究

近年来,赤潮的微生物调控研究受到了科学界的高度重视,"以菌治藻"的赤潮调控理念格外引人注目.先从国内外抑/杀藻菌及其作用方式的研究进展进行论述,再结合本课题组近年来筛选获得的海洋抑/杀藻细菌,探讨该类菌质资源的发掘与利用,最后对该领域研究进行了展望.     

地衣芽孢杆菌基因文库的构建及分析

作为一种高效无毒、无二次污染以及能够生物降解的水处理剂,生物絮凝剂受到越来越多的关注.以一株具有强絮凝活性地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)为实验菌,通过构建基因组文库,尝试筛选絮凝基因阳性克隆子.结果表明,该菌株基因文库构建成功,共得到2.1×103克隆子.随机挑取17个阳性克隆子进行DNA测序分析,发现一些相对保守蛋白及2个不具有明确功能的基因.该结果为进一步研究地衣芽孢杆菌全基因组结构功能及细菌絮凝基因奠定了基础.     

地磁场与生物的磁效应

对地磁场研究历史及其发展趋势作了简要的论述,提出地磁场强度是认识地球深部动力学过程的有效途径之一。同时,对生物的磁效应,特别是趋磁细菌的研究历史、现状及其在地球科学和生命科学中的潜在应用作了分析,这对不同学科的交叉与渗透具有一定的促进作用。     

两株产纤维素酶细菌的分离和筛选

从林区土壤中分离能够分解纤维素的细菌菌株共15株,采用刚果红染色的初筛平板获取透明圈较明显的菌株8株。在此基础上,进行液体培养并测定酶活,得到2株酶活较高的菌株,分别编号为X18和X10-1-2。这两株菌均为G( )、形态杆状、可产芽孢、好氧,初步鉴定为芽孢杆菌属的两个不同种。     

粪菌移植对肺炎克雷伯菌所致小鼠肝脓肿感染的抑制作用

探讨粪菌移植(FMT)对高致病性肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)所致小鼠肝脓肿(KLA)感染的抑制作用及相关机制.小鼠随机分为对照(Healthy)组、肺炎克雷伯菌(Kp)组和干预(FMT)组. Kp组小鼠经口灌胃10⁶ CFU K1血清型肺炎克雷伯菌;FMT组在给菌24 h后经口灌胃给予正常小鼠粪菌悬液(300 mg/mL,0.3 mL).结果表明,与Kp组相比,FMT处理明显降低了小鼠KLA感染率;16S rRNA高通量测序分析表明,FMT显著改变了小鼠肠道菌群组成,包括增加了Alloprevotella、norank＿f＿Muribaculaceae等益生菌的丰度;同时FMT处理明显降低了小鼠血清TNF-α和胃肠内防御素分子浓度,同时增加了肠黏蛋白2(MUC2)的表达.因此,肠道菌群和免疫防御因子可能一起参与了FMT对高致病性肺炎克雷伯菌所致小鼠KLA感染的抑制作用.     

生物滤层中铁、锰氧化细菌的时空分布特征

以生物滤柱为反应器,对含铁、锰地下水进行处理.试验表明,沿层深度由于环境、底物浓度及运行条件的不同,除铁除锰生物滤层内细菌数量及其分布在时间和空间上都呈动态变化.滤层内除锰能力的变化趋势和特点与滤层内细菌数量及其分布的变化规律大体上是一致的.     

含磷化合物生物矿化铀的形态转化与机理

磷元素作为微生物生存生长的必要元素,能有效与铀结合矿化成稳定的U-P沉淀或相应矿物。采用混合细菌介导法,添加含磷化合物处理铀污染地下水-沉积物,探究磷和土著菌相互作用下铀的形态变化及产物稳定性。结果表明：含磷化合物的添加使得溶液中铀去除率高达99.84%;改进连续提取实验得知,沉积物中磷作用后的铀稳定态比例约75%。根据X射线光电子能谱分析和改进连续提取实验结果,细菌可以有效地介导U-P沉淀,含磷化合物可以与六价铀络合形成稳定的沉淀物,结合X射线衍射表明在细菌作用下,磷与铀发生生物矿化可生成Ca-U-P沉淀,实现铀从可转移相到稳定相的转化与固定。     

实时荧光定量PCR法检测环境假单胞菌属细菌丰度

应用实时荧光定量PCR法,建立了总细菌及假单胞菌属的标准曲线,并以环境样本中假单胞菌属与总细菌的比值反映其细菌丰度.应用该方法评价人工除藻反应器中组合填料、无纺布、弹性填料等介质对太湖水中溶藻细菌之一的假单胞菌属的富集情况.结果显示:该方法对总细菌的检测范围为103~108个基因拷贝/μL(R2=0.997);假单胞菌属的检测范围为1~105个基因拷贝/μL(R2=0.994).对除藻反应器溶藻细菌富集效果的评价显示,所建立的方法能有效检测反应器中填料对该类溶藻细菌的富集程度.初步证明所建立的方法可有效定量假单胞菌属在环境样本中的丰度.     

太湖溶藻细菌的分离及评价

从放置于太湖梅梁湾流域的除藻中试装置的人工介质上分离到一株溶藻细菌,经生理、生化和分子生物学鉴定,该株细菌属于芽孢杆菌属.经测定该菌具有较强的溶解铜绿微囊藻和降解微囊藻毒素LR(MC-LR)的功能:该菌(105个/mL)对铜绿微囊藻液(4.5×107个/mL)作用第16,32,48h的溶藻率分别为48%、63%和96%;对MC-LR(2.649μg/L)作用第18,36,54和72h藻毒素降解率分别为15%、29%、73%和100%.应用新建立的实时荧光定量PCR法(RTQ-PCR)对人工介质上的该溶藻芽孢杆菌丰度进行定量检测,结果显示,人工介质上该细菌的丰度约为1%,在7,8,9三个月中呈现递增趋势,其分布具有一定的时空变化规律.     

氧化铁纳米颗粒固定化溶藻菌的除藻作用

为了探讨氧化铁纳米颗粒固定化溶藻菌后对铜绿微囊藻的溶藻作用和降解微囊藻毒素LR(MC-LR)的作用,从太湖水体中分离获得一株属于芽孢杆菌属的溶藻菌,将其与氧化铁纳米颗粒固定化后,以普通Fe2O3作为实验对照,测定其溶藻作用和降解MC-LR作用.以激光粒度仪测定氧化铁纳米颗粒与溶藻菌两者单独和同时存在时的粒径大小及粒径分布,以获得氧化铁纳米颗粒固定化溶藻菌的证据.分析结果表明:在太湖水体中分离获得的一株芽孢杆菌具有较强的溶藻和降解MC-LR的作用,作用24 h后的溶藻率和MC-LR降解率分别达到44.3%和20.5%.同时加入氧化铁纳米颗粒后,溶藻率达到53.0%,MC-LR的降解率达到33.0%.激光粒度仪检测发现,氧化铁纳米颗粒与细菌混合后的颗粒物的平均直径增加到氧化铁纳米颗粒的12.3倍,同时氧化铁纳米颗粒和细菌单独存在时的粒径分布峰消失.氧化铁纳米颗粒是一种具有良好性能的生物固定化材料,可能通过其特有的途径有效地固定化溶藻菌,并增强溶藻菌的溶藻和降解藻毒素作用.