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好氧反硝化细菌碳氮代谢特点及途径的研究进展

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微生物学报 2022年第12期62卷 4781-4797页

作者：杨丽何腾霞张漫漫杨露贵州大学生命科学学院/农业生物工程研究院山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室贵州贵阳550025

好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有... 详细信息

好氧反硝化作用的发现打破了反硝化只能在严格厌氧条件下进行的传统认知,为生物脱氮提供了一条新的途径,已成为近些年的研究热点。碳源可为好氧反硝化过程提供能量和电子供体,其代谢难易程度直接影响着好氧反硝化细菌的脱氮效率,因此有必要明确碳源在好氧反硝化脱氮过程中的代谢机理。基于此,本文阐述了好氧反硝化细菌的种类及其对硝态氮与亚硝态氮的代谢途径;系统分析了不同好氧反硝化细菌对碳氮源代谢的差异与代谢机理;综合分析了碳代谢差异对好氧反硝化脱氮过程的影响,并对未来的研究方向进行了展望,旨在深入理解好氧反硝化细菌同时去除碳氮的机理,为提高废水生物脱氮除碳效率提供理论依据。

关键词：好氧反硝化细菌碳代谢氮代谢机理途径

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脉冲电场对好氧反硝化细菌生长代谢的影响

东北大学学报（自然科学版） 2022年第1期43卷 111-116,123页

作者：王凡胡筱敏李雪洁张博东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819

将脉冲电场技术应用于硝酸盐废水的好氧反硝化处理.通过比较不同脉冲电场强度、脉冲频率、极板间距和接种量等因素作用下好氧反硝化细菌生长代谢的变化情况,确定了脉冲电场处理的最佳工艺参数.结果表明,在电场强度为0.8 V·cm^(-1),频率... 详细信息

将脉冲电场技术应用于硝酸盐废水的好氧反硝化处理.通过比较不同脉冲电场强度、脉冲频率、极板间距和接种量等因素作用下好氧反硝化细菌生长代谢的变化情况,确定了脉冲电场处理的最佳工艺参数.结果表明,在电场强度为0.8 V·cm^(-1),频率为1000 Hz,极板间距为5 cm,接种量为5%的最佳试验条件下,经脉冲电场处理的好氧反硝化细菌Pseudomonas putida W207-14仅24 h其在600 nm波长下的细胞光密度(OD600)、化学需氧量(COD)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)的去除率均达到最大值,分别为1.926±0.04,(97.67±1.12)%和(90.34±0.73)%.与未处理的好氧反硝化细菌相比,在生长时间大幅缩短的同时,其硝酸盐去除速率提高了115.76%.

关键词：脉冲电场好氧反硝化细菌生长代谢硝酸盐去除速率强化

1株反硝化细菌的筛选鉴定及其基于响应面法的脱氮条件优化

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水处理技术 2024年第3期50卷 122-126页

作者：黄芊驰李少杰徐崇欣隋心王歆黑龙江大学生命科学学院农业微生物技术教育部工程研究中心黑龙江省寒地生态修复与资源利用重点实验室黑龙江省普通高校分子生物学重点实验黑龙江哈尔滨150080

从污水处理厂采集的污泥样品中分离、筛选出1株具有较高好氧反硝化性能的菌株,命名为X_(3)。通过菌落形态特征、染色特征观察以及16S rDNA分子鉴定,初步确定该菌株为赤红球菌(Rhodococcus ruber)。为了明确该菌株的脱氮特性,通过单因素... 详细信息

从污水处理厂采集的污泥样品中分离、筛选出1株具有较高好氧反硝化性能的菌株,命名为X_(3)。通过菌落形态特征、染色特征观察以及16S rDNA分子鉴定,初步确定该菌株为赤红球菌(Rhodococcus ruber)。为了明确该菌株的脱氮特性,通过单因素试验,确定了菌株的最佳碳源为葡萄糖,最佳C/N比为10。利用响应面分析方法考察温度、pH以及转速三个因素相互作用对菌株脱氮能力的影响。研究结果表明,菌株X_(3)在32.24℃,pH为6.65,180.79 r/min为最佳培养条件。最佳条件下培养48 h后,NO_(3)^(-)-N去除率可达96.99%,同时没有NO_(2)^(-)-N的产生。筛选获得的好氧反硝化菌株X_(3)可以作为生物脱氮菌剂开发和相关脱氮机制研究的候选菌株。

关键词：好氧反硝化细菌分离鉴定污水处理脱氮特性响应面法

一株耐高氨氮好氧反硝化细菌的鉴定及脱氮性能研究

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南方水产科学 2023年第6期19卷 107-115页

作者：冯雨薇苏新国孙慧明林浩澎陈琼华舒琥广州大学生命科学学院广东广州510006

氨氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)、亚硝态氮(NO_(2)^(−)-N)等含氮(N)化合物是工厂化养殖系统中的主要污染物,水中N浓度较高易造成养殖水体污染并危害水生动物的安全,而好氧反硝化细菌被广泛用于养殖尾水的N降解。为获得一株... 详细信息

氨氮(NH_(4)^(+)-N)、硝态氮(NO_(3)^(−)-N)、亚硝态氮(NO_(2)^(−)-N)等含氮(N)化合物是工厂化养殖系统中的主要污染物,水中N浓度较高易造成养殖水体污染并危害水生动物的安全,而好氧反硝化细菌被广泛用于养殖尾水的N降解。为获得一株能安全高效处理高NH_(4)^(+)-N废水的菌株,对从养殖池塘筛得的耐高NH_(4)^(+)-N好氧反硝化细菌WM28进行了研究。运用形态学观察、生理生化及16S rRNA基因测序对该菌株进行种属鉴定;采用抗生素实验、斑马鱼(Danio rerio)攻毒实验对菌株进行了环境及生物安全性评估;在3种单一氮源模拟废水下测定其生长与脱氮性能,并在高浓度N H 4+-N模拟废水中对其进行脱氮能力测试。经鉴定,WM28为红球菌属赤红球菌(Rhodococcus ruber);有较高的抗生素敏感性及较好的生物安全性。在单一NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(−)-N、NO_(2)^(−)-N模拟废水中,培养48 h后N去除率分别为100%、76.3%、66.99%;高浓度NH_(4)^(+)-N模拟废水结果显示:100~500 mg·L^(−1)高浓度NH_(4)^(+)-N模拟废水在48 h后的NH_(4)^(+)-N去除率为100%;700 mg·L^(−1)NH_(4)^(+)-N在116 h后的去除率在88%以上;在第120小时,NH_(4)^(+)-N初始质量浓度为1000 mg·L^(-1)时仍有脱氮能力,去除率为74.38%,说明菌株WM28具有较好的高NH_(4)^(+)-N耐受性。综上所述,菌株WM28是一株耐NH_(4)^(+)-N、安全且高效的好氧反硝化菌,在处理养殖尾水、工业废水上有较好的应用前景。

关键词：赤红球菌好氧反硝化细菌脱氮生物安全性

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好氧反硝化细菌的鉴定及其脱氮特性研究

水生生物学报 2020年第4期44卷 895-903页

作者：朱云龚望宝谢骏王广军余德光李志斐张凯田晶晶中国水产科学研究院珠江水产研究所农业农村部热带亚热带水产资源利用与养殖重点实验室广州510380 上海海洋大学水产与生命学院上海201306

2018年3月,在广东省中山市的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)养殖池塘水体中分离筛选出一株高效好氧反硝化细菌,结合菌株的形态观察、生理生化特性和16S rDNA基因序列分析鉴定为Pseudomonas furu-kawaii,命名为ZS1。并进-一步研究了该... 详细信息

2018年3月,在广东省中山市的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)养殖池塘水体中分离筛选出一株高效好氧反硝化细菌,结合菌株的形态观察、生理生化特性和16S rDNA基因序列分析鉴定为Pseudomonas furu-kawaii,命名为ZS1。并进-一步研究了该菌株的脱氮特性,同时采用单因素实验方法探究了不同碳源种类、温度、pH、CN和摇床转速对菌株ZS1脱氮效率的影响。结果表明,ZS1菌株在好氧条件下具有高效的脱氮效率。经过48h的培养,硝酸盐氮(NO3-N)的含量从48.93降低到1.27 mg/L,去除率为97.40%,去除速率达0.993 mg/(Lh);总氮(TN)的含量从5204降低到840 mg/L,去除率为83.86%,去除速率达0.909 mg/(L-h),呒亚硝酸盐氮(NO;-N)积累。以NO3-N为唯一氮源,菌株ZS1发挥最佳好氧反硝化性能的碳源为乙酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖、温度为25-35℃、pH为7.0-10.0、CN为15--25、转速为100-200r/min。上述结果显示,菌株P.furukanwaiZS1具有良好的好氧反硝化性能,将为池塘养殖尾水处理应用生物脱氮技术提供理论依据及成为初步的候选菌株。

关键词：好氧反硝化细菌脱氮性能环境因子池塘养殖

好氧反硝化细菌及其去除亚硝酸盐的作用机理研究进展

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过程工程学报 2015年第1期15卷 174-180页

作者：何腾霞李振轮杨珊西南大学资源环境学院土壤多尺度界面过程与调控重庆市重点实验室重庆400716

综述了好氧反硝化菌的种类、特点及其去除亚硝酸盐的作用机理与途径,系统分析了生物除氮方式,包括同化作用、酶降解、酸降解和产铵异化还原.反硝化作用还原亚硝酸盐主要是酶催化反应,具体有亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶和一氧化二氮... 详细信息

综述了好氧反硝化菌的种类、特点及其去除亚硝酸盐的作用机理与途径,系统分析了生物除氮方式,包括同化作用、酶降解、酸降解和产铵异化还原.反硝化作用还原亚硝酸盐主要是酶催化反应,具体有亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶和一氧化二氮还原酶,对亚硝酸盐的催化反应呈现出接力关系,其中亚硝酸盐还原酶是速度限制酶.未来可从分离筛选高效亚硝酸盐型反硝化细菌、优化酶促反应技术及深入分析生物脱氮影响因素等方面加强研究,提高反硝化细菌在实际应用中的脱氮效率.

关键词：亚硝酸盐好氧反硝化细菌除氮机理途径

好氧反硝化细菌N6-1亚硝酸盐还原活性的研究

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微生物学通报 2008年第7期35卷 1007-1010页

作者：陈松洪秀娟黄雷鸣窦洁周长林中国药科大学生命科学与技术学院南京210009

针对本实验室筛选得到的1株好氧反硝化细菌(Aerobic Denitrifying Bacteria)N6-1,研究了培养条件和培养基组分对菌株亚硝酸盐还原活性的影响。结果表明,其最适培养条件为30℃、摇床转速120r/min、初始pH8.5,分别以NaNO2和乙酸钠为唯一... 详细信息

针对本实验室筛选得到的1株好氧反硝化细菌(Aerobic Denitrifying Bacteria)N6-1,研究了培养条件和培养基组分对菌株亚硝酸盐还原活性的影响。结果表明,其最适培养条件为30℃、摇床转速120r/min、初始pH8.5,分别以NaNO2和乙酸钠为唯一氮源和碳源时,最适碳氮比为12;初始NaNO2浓度为2g/L时,培养20h后NO2??N全部被还原,平均还原速率可达20.3mg/L·h;1.5%NaCl和1%蛋白胨对其亚硝酸盐还原活性没有明显影响;10L发酵罐培养24h后菌体浓度高达1.2×1011CFU/mL。

关键词：好氧反硝化细菌亚硝酸盐还原还原速率发酵罐

ZnO-NPs对好氧反硝化细菌Zobellella sp.B307的致毒机制

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中国环境科学 2020年第8期40卷 3644-3653页

作者：吴春晗白洁赵阳国任朝萌陈琳李岿然中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003

本文以一株筛自胶州湾沉积物中的好氧反硝化细菌Zobellellasp.B307为研究对象,在短期暴露条件下,通过细菌的生长、脱氮能力,相关酶活以及代谢途径等指标的变化,研究纳米氧化锌(ZnO-NPs)对该菌株的毒性效应;结合锌离子溶出试验、CAT和RO... 详细信息

本文以一株筛自胶州湾沉积物中的好氧反硝化细菌Zobellellasp.B307为研究对象,在短期暴露条件下,通过细菌的生长、脱氮能力,相关酶活以及代谢途径等指标的变化,研究纳米氧化锌(ZnO-NPs)对该菌株的毒性效应;结合锌离子溶出试验、CAT和ROS等氧化应激水平测定,探讨ZnO-NPs对该菌株的致毒机制.结果表明,200mg/L的ZnO-NPs会使菌株硝酸盐氮去除率降至57.53%,LDH升高至对照组的378%,ROS水平高达对照组的5.34倍,SOD活性比对照组升高了60.32%,NIR活性仅为对照组的14.46%;ZnO-NPs主要通过诱导菌株活性氧的生成使其膜通透性改变、相关酶活性下降,并使相关蛋白质、氨基酸的合成及基因表达等代谢通路受到影响,进而抑制该菌株的反硝化能力;游离锌离子的产生可能不是ZnO-NPs对菌株的主要致毒途径.

关键词：纳米氧化锌(ZnO-NPs) 好氧反硝化细菌代谢产物氧化应激

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好氧反硝化细菌N22’种子培养基的优化

生物技术 2014年第2期24卷 80-84页

作者：郭端强王孝娟尚亚君王美姿单林娜河南城建学院生命科学与工程学院河南平顶山467036

目的:优化好氧反硝化细菌N22’的种子培养基,提高对数期末期细菌浓度。方法:采用Plackett-Burman设计对影响N22’细菌浓度的因素进行评估并筛选出具有显著效应的因素KNO3(X3)、KH2PO4(X4)和K2HPO4(X5),经过最陡爬坡实验接近3个因素的最... 详细信息

目的:优化好氧反硝化细菌N22’的种子培养基,提高对数期末期细菌浓度。方法:采用Plackett-Burman设计对影响N22’细菌浓度的因素进行评估并筛选出具有显著效应的因素KNO3(X3)、KH2PO4(X4)和K2HPO4(X5),经过最陡爬坡实验接近3个因素的最大响应区域后,应用Box-Behnken设计和响应面分析法确定3个因素的最优水平。结果:优化后的种子培养基:柠檬酸钠6g,KNO32.72g,KH2PO41.35g,K2HPO41.12g,MgSO4·7H2O 0.25g,CaCl20.025g/L,FeSO4·7H2O 0.025g,EDTA0.125g/L;蒸馏水1 000mL,初始pH值7.0。优化后发酵液对数期末期细菌浓度达到1.684 0×1012cfu/mL,比优化前1.632 7×1011cfu/mL提高了9.31倍。结论:Plackett-Burman设计结合响应面分析方法优化了菌株N22’的种子培养基。

关键词：好氧反硝化细菌优化种子培养基 Plackett—Burman设计最陡爬坡实验法 Box—Behnken设计响应面法