脱色希瓦氏菌S12的铁还原性能研究

从印染废水中分离得到了一株具有染料脱色功能的希瓦氏菌脱色新种。该菌能在厌氧条件下利用Fe^3＋作为末端电子受体获得能量,支持细胞生长。在pH8．0．温度30℃。柠檬酸铁800mg／L,乳酸钠2g／L,酵母抽提物0．5g／L的条件下,培养8h的过程中,菌体细胞量的增长完全与Fe^3＋的还原发展趋向一致。同时考察了碳氮源、乳酸钠、酵母抽提物、pH值和温度等方面对该菌株的生长和铁还原特性的影响。结果表明,菌体生长以LB为最好,以葡萄糖和乳酸钠为碳源时对铁还原有利。在酵母抽提物浓度4g／L范围内,菌体生长量和铁还原率随着酵母抽提物浓度的提高而提高。当乳酸钠为6g／L时,S12菌体生长量和铁还原率达到最佳。柠檬酸铁浓度为800mg／L时菌体生长量和铁还原率最高。在起始pH6-8的范围内,菌株S12的生长随着pH升高而升高,这也是菌株S12进行铁还原的最佳pH范围。菌株S12在温度范围20℃-40℃内均可生长和进行铁还原,而以30℃时最佳。     

活性污泥中Fe(Ⅲ)还原微生物的分离、鉴定及还原特性

采用平板分离法和柠檬酸铁还原实验法相结合,从城市污水处理厂活性污泥中分离获得Fe(Ⅲ)还原菌F7,经形态观察、生理生化和16S rDNA序列分析及同源性比对鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).在不同柠檬酸铁浓度和不同pH条件下的实验表明,柠檬酸铁浓度为0.32g/L时,菌株生长情况较好,柠檬酸铁浓度为0.16g/L时,Fe(Ⅲ)异化还原比例较高;pH6.5时,菌株生长情况较好,Fe(Ⅲ)异化还原量较多.     

一株嗜水气单胞菌HS01的偶氮还原脱色特性

[目的]研究嗜水气单胞菌HS01的偶氮染料还原脱色特性.[方法]建立HS01/偶氮染料/电子供体序批式厌氧反应体系,研究Fe(Ⅲ)/腐殖质还原菌HS01以偶氮染料为电子受体的厌氧呼吸特性及影响因素;并构建HS01/偶氮染料/电子供体/铁氧化物体系,探讨铁氧化物对HS01偶氮还原的影响.[结果]HS01可将金橙Ⅰ迅速还原,菌体增殖;柠檬酸、丙三醇、蔗糖和葡萄糖体系中,16h金橙Ⅰ的脱色率分别达87％、85％、88％、90％;不同pH和金橙Ⅰ初始浓度条件下的脱色率不同;在反应体系中加入α-FeOOH,脱色率从90％增加至95％,Fe(Ⅱ)生成量与无染料对照体系相当.[结论]HS01能以葡萄糖为电子供体,金橙Ⅰ为唯一电子受体,进行厌氧呼吸;蔗糖、柠檬酸、丙三醇也可作为有效的电子供体,脱色率依次递减;甲酸、乙酸、乳酸、乙醇及丙酸不能作为HS01厌氧呼吸的电子供体.金橙Ⅰ脱色的最佳pH范围为6.0-8.0;高浓度(2.0 mmol/L)金橙Ⅰ负荷下,HS01仍保持高脱色率(＞85％).在HS01/α-FeOOH/金橙Ⅰ体系中,异化铁还原作用与偶氮呼吸作用同时发生,异化铁还原能促进偶氮脱色,而脱色对Fe(Ⅲ)还原没有明显影响.这可为铁/腐殖质还原菌在环境修复和废水处理等领域的应用提供研究积累.     

巨大芽孢杆菌D01吸附金(Au3+)的研究

巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)D01菌体吸附Au3+的最适pH值为30,其生物吸附作用是一种快速的过程,最初5min的吸附量可达到最大吸附量的95%,温度不影响该吸附作用。在pH3.0和30℃、起始金离子浓度与菌体浓度之比为305mg/g的条件下,吸附30min,吸附率达99.1%,吸附量为302.0mg/g干菌体。D01菌体能将溶液中的Au3+还原成Au0,在细胞表面和溶液中的Au0能形成不同形状的金晶体。浸渍在SiO2和αFe2O.3的Au3+能被D01菌体还原成Au0。从电化学反应表明,D01菌体对Au3+的还原具有较好的选择性。     

铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4诱导水合氧化铁形成蓝铁矿的过程

【目的】研究铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4在细胞外诱导形成含铁矿物的矿物相、化学成分和形貌结构等特性及其变化,深化对铁还原细菌细胞外诱导矿化过程的认识。【方法】在以30 mmol/L乳酸钠为电子供体,10 mmol/L水合氧化铁为电子受体,[HCO_3~–]为30 mmol/L,[PO_4~(3–)]为5 mmol/L条件下,30°C恒温下厌氧培养,进行细菌生长和细胞外诱导矿化实验,定期采样测量反应体系的pH、生物量、Fe(Ⅱ)浓度;采用激光拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射(XRD)等方法对不同时间点的矿化产物进行分析。【结果】MR-4在还原Fe(Ⅲ)的过程中,细胞快速生长,表明MR-4的Fe(Ⅲ)还原和乳酸氧化过程相互耦合,从而进行细胞生长,并在细胞外诱导矿物形成。对不同阶段矿化产物的综合分析表明,反应进行到约8 d时,无定形-弱结晶的水合氧化铁部分地转化为纳米尺寸的磁铁矿晶体颗粒;约16 d时,反应体系中开始出现蓝铁矿晶体颗粒;约20 d后,几乎所有矿物转化为纤维状或者叶片状的蓝铁矿。【结论】铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4细胞外诱导矿化过程受环境条件控制,当以乳酸钠和水合氧化铁分别作为电子供体和受体,相对高的[PO_4~(3–]/[HCO_3~–](1:6)时,水合氧化铁先转化为磁铁矿,最后大量转化为蓝铁矿。本研究为全面认识铁还原细菌的生物诱导矿化过程和评估其参与铁元素地球化学循环提供了新的数据。     

高岭土对Fe~(2+)的吸附及其对高岭土中Fe~(3+)生物还原的影响研究

利用异化铁还原微生物可将高岭土中不溶性的Fe3+还原成可溶性的Fe2+,但是此过程中产生的Fe2+能够被高岭土以及异化铁还原微生物吸附,从而影响高岭土中铁的异化还原。本文研究了pH、高岭土量、Fe2+浓度、温度4个因素对高岭土吸附Fe2+的影响;并采用Logistic方程拟合,研究Fe2+及温度对高岭土中Fe3+的生物还原特征。结果表明:pH、高岭土量、浓度、温度4个因素均会影响高岭土吸附Fe2+,当Fe2+吸附在高岭土和微生物菌体表面时,微生物的活性下降,同时高岭土表面Fe3+的生物可利用性也降低,Fe3+生物还原的最大速率减小。     

搅拌转速和pH对ε-聚赖氨酸发酵的影响

采用5L自控式发酵罐研究了ε-聚赖氨酸分批发酵过程中搅拌转速和pH对发酵指标以及菌体细胞形态的影响。提高搅拌速率对菌生长和ε-赖氨酸的合成有显著的促进作用;但当搅拌转速达到400r／min以上时,由于剪切力过大导致细胞死亡,ε-聚赖氨酸产量下降。当pU维持5以上,有利于菌体生长;pH4．0左右可促进￡一聚赖氨酸的合成。搅拌转速350r／min和控制pH4．0时可获得最大的￡一聚赖氨酸产量2．95g/L,菌体量9．33g／L;此时产物E．聚赖氨酸对葡萄糖的得率和对细胞干重的比生成速率分别为0．062g／g和0．006g／g．h。通过对比不同发酵条件下ε丝体的形态变化,发现当菌丝球比较均匀、形态无较大差别、具有致密程度相当的核心时,有利于￡一聚赖氨酸形成。     

产乙醇酸氧化酶的重组毕赤酵母的构建及催化合成乙醛酸的研究

乙醇酸氧化酶（Go）是植物光呼吸途径中的一种关键酶,可以催化乙醇酸生产乙醛酸。从新鲜菠菜叶中提取总RNA,利用RT-PCR技术获得编码GO基因的cDNA片断。通过基因重组将GO基因克隆到载体pA0815中,构建了胞内表达载体pA0815／GO,重组质粒经电转整合至甲醇营养酵母GS115染色体。在混合碳源为10g/L山梨醇和0．5g/L甲醇的培养条件下,细胞的GO酶活达到474IU／g（DCW）。利用该重组毕赤酵母作为催化剂生产乙醛酸,结果表明：在乙醇酸浓度为0．25mol／L,重组酵母湿菌体为10dL,黄素单核苷酸（FMN）浓度为0．01mmol／L,pH8．0,20℃,反应18h后乙醛酸的产率达到51．8％。     

零价铁对2,4-二氯酚生物还原脱氯的影响研究

采用间歇试验, 接种驯化两月的厌氧混合微生物, 考察厌氧体系中添加零价铁(Fe0)对2,4-二氯酚(2,4-DCP)生物还原脱氯效果的影响, 并对影响“Fe0+微生物”体系的一些因素进行了探索。结果显示：与零价铁或微生物的单独作用相比, “Fe0+微生物”体系能够有效促进2,4-DCP的脱氯反应, 最佳Fe0投加量和微生物接种量分别为0.5 g/L和376.2 mgVSS/L; 初始pH = 8.0对2,4-DCP的转化效果最好, 偏酸性环境不利于污染物转化; 微生物接种量与铁用量之间有一适宜比例, 一定范围内增加微生物接种量可催生出更多可降解污染物的酶或酶系, 提高2,4-DCP的降解效果。     

铁还原菌降解石油烃的研究进展

铁还原菌是指能够利用细胞外Fe(III)作为末端电子受体,通过氧化有机物将Fe(III)还原为Fe(II)微生物的总称。铁还原作用广泛存在于土壤、河流、海洋、地表含水层以及高温高压的地下深部油藏。在厌氧或兼性厌氧条件下,Fe(III)还原耦合有机物的降解,对铁、碳元素的生物地球化学循环具有重要意义。本文介绍了铁还原菌的多样性和铁还原作用机理,综述了铁还原菌在石油烃降解方面的研究进展。此外,还总结了铁还原菌在生物修复中的潜在作用,并对未来的研究方向进行了展望。     

中国希瓦氏菌D14^T的Fe（Ⅲ）还原特性及其影响因素

报道了中国希瓦氏菌D14 T 的Fe(Ⅲ)还原特性,研究了溶氧浓度、光照强度、温度、pH等条件对菌株Fe(Ⅲ)还原的影响。结果发现,随着培养基中Fe(Ⅲ)浓度的提高,菌株D14 T 的Fe(Ⅲ)还原速率相应降低;氧气和光照对Fe(Ⅲ)还原有一定的抑制作用;菌株还原Fe(Ⅲ)的最适反应温度为37℃;在反应起始pH6 0 - 10 0的条件下菌株可进行Fe(Ⅲ)还原。对不同形态Fe(Ⅲ)还原特性的研究结果表明,Fe(Ⅲ)的溶解度越高越有利于还原反应的进行。采用SDS和OGP这两种蛋白变性剂对Fe(Ⅲ)还原蛋白进行初步定位的结果表明,参与Fe(Ⅲ)还原的蛋白主要位于细胞可溶性外周蛋白。在同时含有偶氮染料和Fe(Ⅲ)的条件下,菌株D14 T 的偶氮染料脱色率和Fe(Ⅲ)还原率均有所提高     

几种食用菌菌丝体液体培养条件的研究

研究了鲍鱼菇、黑灵芝、猴头菇和羊肚菌等4种食用菌菌丝体的最佳液体培养条件。结果各食用菌适宜的培养条件为：鲍鱼菇：果糖20g／L,酵母浸膏2g／L,KHP040．5g／L,VC0．001g／L,适宜培养温度28℃,pH5;黑灵芝：葡萄糖20g／L,蛋白胨2g／L,K2HP040．5g／L,VB20．001g／L,适宜培养温度35℃,pH6;猴头菇：麦芽糖20g／L,酵母浸膏2g／L,K2HID040．5g／L,MgSO,0．5g／L,VB10．001g／L,适宜培养温度28℃,pH7;羊肚菌：蔗糖20g／L,蛋白胨2g／L,K2HP040．5g／L,VB10．001g／L,适宜培养温度28℃,pH7。     

中国希瓦氏菌D14T的Fe(Ⅲ)还原特性及其影响因素

报道了中国希瓦氏菌D14T的Fe(Ⅲ)还原特性,研究了溶氧浓度、光照强度、温度、pH等条件对菌株Fe(Ⅲ)还原的影响。结果发现,随着培养基中Fe(Ⅲ)浓度的提高,菌株D14T的Fe(Ⅲ)还原速率相应降低;氧气和光照对Fe(Ⅲ)还原有一定的抑制作用;菌株还原Fe(Ⅲ)的最适反应温度为37℃;在反应起始pH60-100的条件下菌株可进行Fe(Ⅲ)还原。对不同形态Fe(Ⅲ)还原特性的研究结果表明,Fe(Ⅲ)的溶解度越高越有利于还原反应的进行。采用SDS和OGP这两种蛋白变性剂对Fe(Ⅲ)还原蛋白进行初步定位的结果表明,参与Fe(Ⅲ)还原的蛋白主要位于细胞可溶性外周蛋白。在同时含有偶氮染料和Fe(Ⅲ)的条件下,菌株D14T的偶氮染料脱色率和Fe(Ⅲ)还原率均有所提高。     

酵母抽提物对CHO细胞生长及抗体表达的影响

为了深入认识酵母抽提物在中国仓鼠卵巢(CHO)细胞生长及单克隆抗体表达过程中所发挥的作用,综合考察了传代培养和批式培养过程中,不同浓度酵母抽提物条件下CHO细胞生长、抗体表达以及营养物代谢的情况。传代培养过程中,低浓度(1 g/L)的酵母抽提物能够显著促进CHO细胞的生长,高浓度(5-10 g/L)的酵母抽提物则会显著抑制CHO细胞的生长;同时,传代过程中添加酵母抽提物不会影响种子细胞在批式培养中的表现。批式培养过程中,抗体比生成速率随酵母抽提物浓度的提高而升高,浓度为10 g/L时获得最高抗体产量。通过采用细胞生长阶段低浓度、产物表达阶段高浓度的添加策略,酵母抽提物在动物细胞培养过程中可发挥巨大的应用价值。     

不同电子供体对2,4-二氯酚还原脱氯的影响

以葡萄糖、乙酸钠、Fe0、Fe0 葡萄糖、Fe0 乙酸钠作为电子供体,接种未驯化厌氧混合菌,考察2,4-二氯酚(2,4-DCP)的还原脱氯特性及Fe0作为电子供体的最佳作用条件与持续性特征.结果表明:与葡萄糖的作用相比,Fe0 葡萄糖可有效提高目标物脱氯效果;乙酸钠、Fe0及Fe0 乙酸钠均为有效电子供体,其中Fe0作为电子供体时目标物脱氯效果最佳,最佳作用条件为初始pH8.0,Fe0投加量2.0 g/L,4-CP为其主要脱氯中间产物;Fe0可持续供给2,4-DCP还原脱氯所需电子,而乙酸钠不断消耗后其脱氯效果与Fe0作为电子供体有明显差距.     

米根霉ME—F12发酵产富马酸的菌体形态控制

丝状真菌发酵体系中菌体形态对产量有着重要影响。考察富马酸产生菌Rhizopus oryzae ME—F12种子培养过程中不同pH条件、孢子悬浮液密度以及CaCl2添加量对其形态的影响。结果表明,当控制种子培养液pH2．3～2．7、接种孢子的终密度为1．5×10^8～3．0×10^8／L和添加0．5g／LCaCl2时,培养可获得直径约为0．65mm光滑规整茵球,后继的产酸发酵中富马酸量高达58．9g／L。正交实验表明,pH是影响菌球形成的最主要因素,孢子液密度主要影响菌体生物量,而CaCl2则是菌球表面光滑度的主要影响因素。     

3-羟基丙酸分批发酵过程中的pH控制策略研究

本文利用重组大肠杆菌以甘油为底物发酵合成3．羟基丙酸,考察了不同pH对3．羟基丙酸产量及菌体生长的影响,发现在pH6．5条件下,细胞比生长速率达到最大值,延迟期也相对较短;而pH7．0有利于3-羟基丙酸的合成,控制pH7．0可以使3-羟基丙酸产量达到7．39g／L。基于不同pH条件下对细胞比生长速率和3-羟基丙酸比生成速率的分析,提出3．羟基丙酸分批发酵过程中的pH控制策略,即在发酵过程前5h将pH控制在6．5,5h～15h控制pH为7．0,此时有利于细胞生长;而后在15h-25h控制pH为7．5,25h后控制pH为7．0,从而使细胞具有较高的3．羟基丙酸比合成速率。在此控制策略下经过34h发酵3-羟基丙酸的终产量达到8．76g／L,比pH7．0条件下的3-羟基丙酸产量提高了18．54％。     

高生物量富铁酵母菌的选育及其发酵条件的研究

对402株不同种属的酵母菌株进行初筛、复筛,筛选到一株生物量较高的二倍体菌株ZY-46(Saccharomyces cerevisiae)和一株铁富集量较高的二倍体菌株ZY-173(Saccharomyces kluyveri)。然后以它们为出发菌,分别进行单倍体分离、硫酸二乙酯(DES)诱变,并通过原生质体融合,得到一株高生物量富铁酵母融合菌株ZYF-15。在优化的发酵条件下,该融合菌株生物量可达11．2g／L,细胞铁含量达24．5mg／g干细胞,细胞总铁含量分别比原始亲株ZY-46和ZY-173提高了2．6倍和1．9倍。     

细菌吸附Pd2+的研究

从不同来源的细菌菌株中筛选获得一株吸附Pd²⁺能力较强的菌株R08,经鉴定为地衣芽孢杆菌(\%Bacillus licheniformis)\%R08。R08死菌体吸附Pd²⁺的最适pH值为3.5,其吸附作用是一种快速而非依赖温度的过程。吸附作用受菌体浓度和Pd²⁺浓度影响。在起始Pd²⁺浓度200mg/L\,菌浓度0.4g/L\,pH35和30℃条件下,吸附45min,吸附量为2248mg/g。透射电镜观察显示,R08死菌体能够还原Pd²⁺成Pd0颗粒。红外光谱分析表明,细胞壁上的COO－和ＨＰＯ４２－基团可能与Pd²⁺的生物吸附有关。     

还原六价铬细菌及其还原酶的研究

从活性污泥中筛选出的C-2苏云金芽孢杆菌,能耐受250mg/L的六价铬,并具有较好的还原能力。研究表明木糖、果糖、玉米饼粉、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸及Cu2+、Fe2+、Ca2+离子对C-2菌的还原有积极作用,菌体的接种量影响还原的速率。C-2菌还原的最适温度为37℃,最适pH为9.0;六价铬还原酶的最适pH为7.0、温度为37℃,Co2+、Cu2+、Fe2+、DTT、NADH对酶的还原有积极影响。