固体平板磁泳分离细菌新方法的研究

氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够在胞内形成电子致密的磁性颗粒,它的这种特性使利用氧化亚铁硫杆菌合成生物纳米磁性材料成为了可能。本课题组为了筛选出合成磁性颗粒能力强的菌株,对原有的液体磁泳进行了改进,采用了新的固体平板磁泳方法来筛选纯化目的菌株。经过磁泳分离后,细菌中含磁性颗粒的细胞比例由原始菌群的30％上升到90％,胞内含有的磁颗粒数目也由1~2颗增加至2~5颗,筛选得到的细菌在人工磁场下会进行趋磁运动。实验结果表明,氧化亚铁硫杆菌具有较弱的趋磁性,在人工磁场下会进行趋磁运动,但仅在地磁场作用下不能定向运动,利用固体平板磁泳筛选纯化含有磁性颗粒的氧化亚铁硫杆菌的方法是切实可行的,磁泳分离技术的进一步完善和改进为传统的微生物菌种分离提供了新的途径,为研究纯氧化亚铁硫杆菌菌株胞内磁性颗粒的形成条件及机理提供了前提条件,也为今后从浸矿细菌中分离筛选更多的含有磁性颗粒的菌株打下基础。     

氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达

氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的生物控制矿化作用可以使其在胞内形成黑色电子致密颗粒—磁小体。本研究利用生物信息学方法对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC 23270的全基因组进行分析, 并通过Real-time PCR技术研究氧化亚铁硫杆菌中与磁小体形成相关的mpsA、magA、thy和mamB四个基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达, 结果发现它们在转录层面的表达量受亚铁浓度的影响, 当亚铁浓度达到150~200 mmol/L范围内达到最高表达,这对进一步深入研究氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成机理有积极的意义。     

磁分离仪分离磁性细菌的新方法

磁性细菌胞内可以产生磁性颗粒,因此具有趋磁性,基于这种特性,利用磁分离的原理,本研究开发了一种磁性细菌分离仪,提供了一种分离磁性细菌的新方法。以氧化亚铁硫杆菌为例,使用磁性细菌分离仪进行分离,可以得到强磁菌和弱磁菌。利用透射电镜观察,强磁菌胞内磁性颗粒明显多于弱磁菌;半固体平板磁泳实验也表明强磁菌趋磁性明显强于弱磁菌。各项实验结果表明磁性细菌分离仪可以有效地分离磁性细菌,这是一种分离磁性细菌的新方法,将促进磁性细菌分离培养的研究。     

氧化亚铁硫杆菌培养过程中沉淀的研究

为了减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中产生的沉淀,对氧化亚铁硫杆菌培养过程中产生的沉淀物进行了研究,确定了在pH为1．5,K2HPO4用量为0．25g/l,KH2PO4为0．195g/l时菌体可以保持其最高氧化活性,同时产生最少量沉淀物的培养条件,并发现沉淀物对菌体的生长和氧化Fe^2 没有影响。利用饥饿状态的氧化亚铁硫杆菌证明了菌体在一定条件下可以利用黄铁钒沉淀中的部分离子进行生长繁殖。     

磁泳分离细菌新方法的研究

从酸性矿坑水中富集培养分离到的嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans,A.ferrooxidans）[1-2] 菌同趋磁细菌具有一定的相似性。通过显微镜观察发现,部分浸矿细菌在外加磁场的作用下具有微弱的趋磁性,基于菌种的这种特性,设计了磁泳分离仪,对其在磁场作用下泳动（磁泳）进行分析,经磁泳后的近磁、远磁菌的生理特性有较大的差异。从用涂布平板法获得的近磁菌纯培养A. ferrooxidans菌体中,分离得到纳米磁性颗粒,能谱分析表明,其主要成分为Fe和O元素。实验结果证明,A. ferrooxidans具有微弱趋磁性,采用磁泳分离该类菌体内含有磁性颗粒的细菌是可行的,这一分离技术的进一步完善和改进将为传统的微生物菌种分离提供一种新型分离技术,也将大大促进趋磁细菌的研究,而且它与浸矿工艺的结合将大大促进我国生物冶金的研究步伐。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌的高效培养及浸出黄铜矿初探

采用向硫化矿培养基中补加FeSO4的方式以维持Fe2+ 浓度为4～8 g/L,可使嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌浓在培养39 h时达到6.25×108 cells/mL,并在比生长速率几乎不降低的前提下提高了转化率和生产强度.然后对低氧化还原电位下低品位黄铜矿的浸出进行初步研究,结果表明经过30 d浸出,铜的浸出率可达28.5%...     

氧化亚铁硫杆菌的诱变机理研究

目的：通过物理诱变提高氧化亚铁硫杆菌（T.f）的活性。方法：利用紫外线对高氧化亚铁硫杆菌进行诱变,对比紫外线辐照120s、240s和300s后培养的氧化亚铁硫杆菌的活性,得到最佳的辐照时间。结果：紫外线诱变氧化亚铁硫杆菌的最佳时间为240s,超过该值后T.f菌很难培养。结论：经过240s的紫外线辐照后,利用Leathen培养基培养的氧化亚铁硫杆菌与对照组相比,浓度为对照组的1.21倍,pH值低0.28,氧化还原电位的绝对值比值为1.13,在同样时间条件下,培养液中Fe2＋浓度的曲线变化斜率分别为0.683和0.236。     

包埋氧化亚铁硫杆菌的海藻酸钙凝胶扩散特性研究

采用非稳态法测定了FeSO4在未包埋氧化亚铁硫杆菌的凝胶中的有效扩散系数,分析包埋细菌的氧化情况.结果表明,FeSO4在凝胶中的有效扩散系数De随着海藻酸钠浓度的升高而降低,当海藻酸钠浓度为2%时最优;凝胶剂CaCl2的浓度对扩散系数的影响较小.包埋的氧化亚铁硫杆菌在10h达到增殖平衡,而FeSO4在包埋细菌的凝胶内扩散系数明显减少.包埋的氧化亚铁硫杆菌在初始铁浓度为5g/L时,完全氧化所需时间最短但氧化速率变化较快,当初始铁浓度为8g/L和10g/L时,完全氧化所需时间相同.     

小单孢菌叠加诱变与发酵过程的研究

采用庆大霉素产生菌—绛红小单孢菌 (M. purpurea) 在培养36h时添加15μg/ml的青霉素,对培养至48h对数生长期的菌体进行紫外线照射+亚硝基胍复合处理,置培养箱中37℃培养5~8d待长出菌落后再用紫外线照射叠加处理,获得一高产菌株N-14。试管发酵生测效价1913u/ml(对照625u/ml);摇瓶发酵培养120h达2178(u/ml),比对照(1243u/ml)提高75.2%;并进行了5L发酵罐发酵培养,发酵过程中测定了发酵液还原糖、总糖、氨基氮、pH、菌体浓度等代谢参数,探索了适合N-14的培养条件,连续5批次生测效价平均1967u/ml,较对照1171u/ml提高了68%, 效果明显。     

微生物法脱除煤炭中黄铁矿硫

用微生物法脱除四川松藻煤矿煤样中黄铁矿硫的初步试验已经完成。氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)在煤炭脱硫过程中起着重要作用。根据pH值、接种量、煤浆浓度、摇床转速、营养成分以及培养对间对微生物煤炭脱硫的影响,确定了微生物煤炭脱硫的最佳条件。氧化亚铁硫杆菌在8天时间内,可脱除70％左右的黄铁矿硫,使煤的总含硫量从2．4 5％降到1,12％,低于国家规定标准(燃煤含硫量1.50％以下)。另外,还对提高微生物煤炭脱硫的一些措施及脱硫的机理进行了研究,发现在黄铁矿上适应后的菌体比非适应菌体的脱硫能力强;吸附在黄铁矿上的菌体比游离菌体的活性高;微生物直接氧化机理在脱硫过程中起着主要作用;同时还探讨了细菌处理后的煤样中还残留一部分不能被进一步作用的黄铁矿的原因。     

不同藻密度下Cd2+浓度对萼花臂尾轮虫生命表统计学参数的影响

为了比较不同食物密度下污染物浓度对受试生物的慢性毒性,筛选出以轮虫为受试生物对水环境中Cd污染进行监测的敏感指标,研究了在不同斜生栅藻密度(1.0×10⁶、3.0×10⁶和5.0 ×10⁶ cells·ml^-1)下不同浓度(2.5、5.0、10.0、20.0和40.0 μg·L^-1)Cd²⁺对萼花臂尾轮虫生命表统计学参数的影响.结果表明：(25±1) ℃下Cd²⁺对轮虫的24 h LC₅₀为37.7 μg·L^-1.与各藻密度下的对照组相比,当藻密度为1.0×10⁶ cells·ml^-1时,20.0和40.0 μg·L^-1的Cd²⁺显著延长了轮虫的世代时间,5.0 μg·L^-1的Cd²⁺显著提高了轮虫的后代混交率;当藻密度为3.0×10⁶ cells·ml^-1时,除了5.0 μg·L^-1外,其他浓度的Cd²⁺显著降低了轮虫的后代混交率;而当藻密度为5.0×10⁶ cells·ml^-1时,Cd²⁺浓度对轮虫的所有生命表统计学参数均无显著影（P>0.05）.藻密度对轮虫的世代时间、生命期望、净生殖率和后代混交率均有显著影响（P<0.05）,Cd²⁺浓度对轮虫的世代时间和后代混交率有显著影响（P<0.05）,两者交互作用对后代混交率有极显著影响（P<0.01）.轮虫的世代时间和后代混交率是在1.0×10.6和3.0×10.6 cells·ml^-1食物密度下对Cd²⁺污染比较敏感的参数,其中后代混交率最敏感.     

不同藻密度下Cd2+浓度对萼花臂尾轮虫生命表统计学参数的影响

为了比较不同食物密度下污染物浓度对受试生物的慢性毒性,筛选出以轮虫为受试生物对水环境中Cd污染进行监测的敏感指标,研究了在不同斜生栅藻密度(1.0×10⁶、3.0×10⁶和5.0 ×10⁶ cells·ml^-1)下不同浓度(2.5、5.0、10.0、20.0和40.0 μg·L^-1)Cd²⁺对萼花臂尾轮虫生命表统计学参数的影响.结果表明：(25±1) ℃下Cd²⁺对轮虫的24 h LC₅₀为37.7 μg·L^-1.与各藻密度下的对照组相比,当藻密度为1.0×10⁶ cells·ml^-1时,20.0和40.0 μg·L^-1的Cd²⁺显著延长了轮虫的世代时间,5.0 μg·L^-1的Cd²⁺显著提高了轮虫的后代混交率;当藻密度为3.0×10⁶ cells·ml^-1时,除了5.0 μg·L^-1外,其他浓度的Cd²⁺显著降低了轮虫的后代混交率;而当藻密度为5.0×10⁶ cells·ml^-1时,Cd²⁺浓度对轮虫的所有生命表统计学参数均无显著影（P>0.05）.藻密度对轮虫的世代时间、生命期望、净生殖率和后代混交率均有显著影响（P<0.05）,Cd²⁺浓度对轮虫的世代时间和后代混交率有显著影响（P<0.05）,两者交互作用对后代混交率有极显著影响（P<0.01）.轮虫的世代时间和后代混交率是在1.0×10.6和3.0×10.6 cells·ml^-1食物密度下对Cd²⁺污染比较敏感的参数,其中后代混交率最敏感.     

CHO细胞无血清结团灌流培养：超声-沉降柱二合一灌流系统

利用CHO细胞能在培养过程中自然结团的特性,采用超声—沉降柱二合一灌流系统能促进细胞结团和加强截留的特性,我们用无血清培养基连续灌流培养基因重组CHO细胞MK3-A2株,分泌表达rhTNK-tPA获得了成功。培养周期为77-110天,细胞结团率为90%左右,直径在285～570μm之间,细胞截留率保持在95%左右,成活率为85%以上,细胞密度达到2×107/ml左右,rhTNK-tPA生产率平均为89 mg/L/d,最高时达216mg/L/d。 结果表明,使用该灌流系统进行细胞结团培养可以取代微载体培养用于动物细胞制药的规模化生产。     

胶质芽孢杆菌突变株021120的培养条件及发酵工艺优化

对离子束诱变所获得的突变菌株021120进行了培养条件和发酵工艺研究。单因子及正交试验结果表明,碳源对生物量和芽孢形成的影响最大,其次是氮源,磷和钾的影响较小;添加CaCO3和增加氧通量显著促进芽孢的形成。发酵培养基的理想配方为：2%淀粉、0.4% 酵母、0.1% K2HPO4、0.1％ MgSO4·7H20、0.5 ％CaCO3,pH 7.5。种子菌经二级扩大培养后,按6％的接种量接入70 L发酵罐,在32℃进行发酵,氧通量2.0-2.5 vvm,培养周期38-42 h,芽孢量达到9.80×108 cfu ml-1。通过以上培养基和发酵条件的优化,有效控制了多糖荚膜的产生,并促进了芽孢的形成,获得合格产品。     

Hg2+浓度和藻类食物密度对多刺裸腹溞生命表统计学参数的影响

为了比较不同食物密度下污染物浓度对受试生物的慢性毒性,以多刺裸腹溞作为受试生物,研究了斜生栅藻密度较低(0.5×106 cells·mL^-1)、中等(1.0×10⁶ cells·mL^-1)和较高(2.0×10⁶ cells·mL^-1)条件下,不同Hg²⁺浓度(0、0.4、1.1、1.8、2.5、3.2和3.9 μg·L^-1)对多刺裸腹溞生命表统计学参数的影响.结果表明: 在较低和较高的食物密度下,一定浓度的Hg²⁺对多刺裸腹溞的存活、生殖乃至种群增长具有不利的影响;但中等食物密度下其不利影响消失.与对照相比,较低食物密度下,0.4~2.5和3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著缩短了多刺裸腹溞的生命期望,0.4、1.1、2.5和3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著缩短了世代时间,1.1、2.5和3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了净生殖率,3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了总生殖率.在较高的食物密度下,1.1 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了多刺裸腹溞的种群内禀增长率;3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了多刺裸腹溞的生命期望和净生殖率.但在中等食物密度下,3.2 μg·L^-1的Hg²⁺显著延长了多刺裸腹溞的生命期望.在较低的食物密度下,Hg²⁺浓度与多刺裸腹溞的生命期望、世代时间和总生殖率之间均具有显著的剂量-效应关系;但在中等和较高的食物密度下,Hg²⁺浓度与多刺裸腹溞的生命表统计学参数间均无显著的剂量-效应关系.     

海州湾及其邻近海域浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

根据2011年春季(5月)、夏季(7月)、秋季(9月)和冬季(12月)在海州湾及其邻近海域开展的大面积综合调查数据,对海州湾浮游植物群落的种类组成、优势种、丰度以及多样性的时空变化特征进行研究,并应用典范对应分析(CCA)研究了环境因子对海州湾浮游植物群落结构的影响.本次调查共鉴定出浮游植物113种,隶属于3门44属.其中,硅藻门种类最多,共39属99种,占总种数的87.6%;甲藻门次之,共4属13种,占总种数的11.5%;金藻门仅1属1种.优势种中硅藻门主要以圆筛藻属和角毛藻属为主,甲藻门以角藻属为主,主要优势种为膜状缪氏藻、细弱圆筛藻、浮动弯角藻和派格棍形藻等,优势种组成具有明显的季节演替现象.海州湾各站位浮游植物的丰度为0.08×10⁵～108.48×10⁵ cells·m^-3,年平均丰度为10.71×10⁵ cells·m^-3,其中,秋季最高(29.08×10⁵ cells·m^-3),夏季最低(1.69×10⁵ cells·m^-3).Shannon多样性指数(H)、均匀度指数(J)和丰富度指数(D)均为夏、秋季高,冬、春季低.典范对应分析(CCA)表明,影响海州湾及其邻近海域浮游植物丰度和分布的主要环境因子依次为海水表面温度(SST)、营养盐(NO₃^--N、PO₄^3- P、SiO₃^2- Si)和溶解氧(DO),尤其是一些浮游植物优势种的丰度和分布与上述环境因子密切相关.
     

Hg2+浓度和藻类食物密度对多刺裸腹溞生命表统计学参数的影响

为了比较不同食物密度下污染物浓度对受试生物的慢性毒性,以多刺裸腹溞作为受试生物,研究了斜生栅藻密度较低(0.5×106 cells·mL^-1)、中等(1.0×10⁶ cells·mL^-1)和较高(2.0×10⁶ cells·mL^-1)条件下,不同Hg²⁺浓度(0、0.4、1.1、1.8、2.5、3.2和3.9 μg·L^-1)对多刺裸腹溞生命表统计学参数的影响.结果表明: 在较低和较高的食物密度下,一定浓度的Hg²⁺对多刺裸腹溞的存活、生殖乃至种群增长具有不利的影响;但中等食物密度下其不利影响消失.与对照相比,较低食物密度下,0.4~2.5和3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著缩短了多刺裸腹溞的生命期望,0.4、1.1、2.5和3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著缩短了世代时间,1.1、2.5和3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了净生殖率,3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了总生殖率.在较高的食物密度下,1.1 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了多刺裸腹溞的种群内禀增长率;3.9 μg·L^-1的Hg²⁺显著降低了多刺裸腹溞的生命期望和净生殖率.但在中等食物密度下,3.2 μg·L^-1的Hg²⁺显著延长了多刺裸腹溞的生命期望.在较低的食物密度下,Hg²⁺浓度与多刺裸腹溞的生命期望、世代时间和总生殖率之间均具有显著的剂量-效应关系;但在中等和较高的食物密度下,Hg²⁺浓度与多刺裸腹溞的生命表统计学参数间均无显著的剂量-效应关系.     

Induction of hypocrellin production by Triton X-100 under submerged fermentation with Shiraia sp. SUPER-H168

Hypocrellins are important photodynamic therapy compounds for cancer disease. The effect of surfactants on hypocrellin production of Shiraia sp. SUPER-H168 was evaluated under submerged fermentation condition. The production of hypocrellins could reach 780.6 mg/l with the addition of Triton X-100, confirmed by color reaction, high performance liquid chromatography, electrospray ionization mass spectrometry and nuclear magnetic resonance experiments. According to our observation, treatment of the culture at the beginning of the fermentation was most effective, and the yield of hypocrellins was much lower with the addition of Triton X-100 during the log phase and stationary phase. Shiraia sp. SUPER-H168 could not produce hypocrellin with the addition of other tested surfactants, such as Tween 40, Triton X-114 and SDS. The experimental results indicated that Shiraia sp. SUPER-H168 could not produce hypocrellins without Triton X-100 under submerged fermentation condition.     

南美白对虾精养塘浮游微藻动态研究

2006年4月30日～2006年8月31日,对舟山市马岙镇的旭旺无公害对虾精养基地水体的浮游微藻群落结构进行调查分析.结果表明:精养塘中共检出常见浮游微藻5门16种,其中蓝藻4种,绿藻5种,硅藻5种,裸藻1种,甲藻1种.主要蓝藻有微小平裂藻(Merismopedia tenuissima.)、小席藻(Phorimidium sp.)、螺旋藻(Spirulina sp.)等;常见绿藻有小球藻(Chlorella sp.)、衣藻(Chlamydomonas sp.)等;常见硅藻有舟形藻(Navicula sp.)、尖针杆藻(Synedra acus)等.养殖早期3门9种,蓝藻门与裸藻门的微藻未检查到,且浮游微藻细胞数量为0.8×10⁷cells·L^-1,香浓多样性指数平均为0.445.养殖后期4门12种,多甲藻未出现了,浮游微藻细胞数量为1.5×10⁷ cells·L^-1,香浓多样性指数平均为0.375.浮游藻类多样性指数总体表现为养殖前期高后期低的特征.     

趋磁细菌W M-1 的培养条件优化研究

采用正交设计实验法研究了趋磁细菌WM-1产磁性细胞的培养条件。并利用L16(44)方案,用16个实验完成了4种培养条件、4个水平的优化工作。研究结果表明,培养基的pH值是影响趋磁细菌WM-1产磁性细胞的重要因素,正交实验结果在90％的置信区间可信。在最优的培养条件下,即pH为7．0,氧气的浓度为4％,m酒石酸:m琥珀酸为1:1,NaNO3 100 mg l-1条件下,磁性细胞的浓度提高到6．5×107 cells ml-1,比优化前提高了约8．3％．趋磁细菌WM-1磁滞回线的测量表明,Hc=230 Oe,Ms=0．9 emu／g dry wt．Cells,及Mr／Ms=0．50。