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脱色希瓦氏菌s12的铁还原性能研究

微生物学通报 2006年第3期33卷 98-103页

作者：孔祥义许玫英陈绵才钟小燕岑英华孙国萍华南热带农业大学植保学院儋州571737 广东省微生物研究所海南省农业科学院植物保护研究所海口571100

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Fe3+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,... 详细信息

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Fe3+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Fe3+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。

关键词：脱色希瓦氏菌s12 铁还原铁还原条件

脱色希瓦氏菌s12外膜通道蛋白基因突变株构建及其在降解十溴联苯醚（BDE-209）中的作用

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脱色希瓦氏菌S12外膜通道蛋白基因突变株构建及其在降解十溴联苯...

作者：汪海基江西农业大学

学位级别：硕士

随着电子产品的广泛使用及电子垃圾的大量产生,作为一种重要的溴代阻燃剂的十溴联苯醚(BDE-209)在生态环境中的浓度日益提高。由于BDE-209具有强疏水性和生物蓄积毒性,很容易在土壤和底泥中大量沉积,并随着食物链逐级积累,对人类健康造... 详细信息

随着电子产品的广泛使用及电子垃圾的大量产生,作为一种重要的溴代阻燃剂的十溴联苯醚(BDE-209)在生态环境中的浓度日益提高。由于BDE-209具有强疏水性和生物蓄积毒性,很容易在土壤和底泥中大量沉积,并随着食物链逐级积累,对人类健康造成极大威胁。越来越多的研究结果表明,细菌具有降解转化BDE-209的功能,细菌外膜通道在疏水性有机物降解转化中发挥重要作用,但有关细菌外膜通道在BDE-209降解转化中的作用仍不清楚。本研究以BDE-209降解菌脱色希瓦氏菌s12为实验菌株,通过利用转座子随机插入突变、读码框内缺失及回补,结合生理生化特性分析等方法和手段,探讨菌株s12外膜通道在BDE-209降解转化中的作用。获得以下主要研究结论:1、成功构建了菌株s12通道蛋白TBDR和FADL的基因突变株及其回补株。利用读码框内缺失及回补技术,分别获得菌株s12外膜通道蛋白TonB-dependent receptor(TBDR)基因tbdr、长链脂肪酸(FADL)基因fadl及其同一操纵子p基因的缺失菌株b21、H和P,并成功构建了这3株突变株的回补菌株Cb21、CH和CP。为研究希瓦氏菌的通道蛋白在污染物转化中的功能提供了重要实验材料。2、菌株s12的TBDR类和FadL类通道蛋白均与BDE-209的降解转化相关。尽管已有的研究发现,外膜通道蛋白TBDR主要负责转运亲水性物质,而FADL则主要负责转运疏水性物质,但与野生菌株相比,菌株s12的TBDR类和Fad L类通道蛋白突变株的BDE-209降解转化活性均有所下降。3、初步探讨了TBDR类和Fad L类通道蛋白在菌株s12降解转化BDE-209中的作用。tbdr基因缺失突变株b21对BDE-209降解率下降,而回补株Cb21相应降解能力得到恢复;fadl基因缺失突变株H对BDE-209降解能力丧失,相应回补株CH降解能力得到恢复;P基因缺失突变株P对BDE-209降解没有影响,而回补株CP降解率反而下降。结合文献资料推测TBDR通道蛋白可能参与脱卤酶辅酶维生素B12的运输而间接影响BDE-209的降解,Fad L通道蛋白直接参与了BDE-209的跨外膜转运,而基因p的过表达则抑制了BDE-209的降解。本研究的结果为阐明脱色希瓦氏菌s12外膜通道蛋白在BDE-209降解转化过程中的作用、揭示疏水性有机污染物的微生物摄取及降解转化机制奠定了基础,为加速环境中疏水性有机污染物的微生物降解转化效率提供重要的科学参考。

关键词：十溴联苯醚(BDE-209) 脱色希瓦氏菌s12 外膜通道蛋白基因敲除基因回补

零价铁对脱色希瓦氏菌s12偶氮还原的促进作用

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环境科学 2013年第7期34卷 2855-2861页

作者：周庆陈杏娟郭俊孙国萍许玫英中国科学院广州地球化学研究所广州510640 广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广州510070 广东省华南应用微生物重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地广州510070 中国科学院大学北京100049

以脱色希瓦氏菌(shewanella decolorationis)s12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件.结果表明,ZVI可显著促进菌株s12的厌氧偶氮还原速率.培养30 h后含有20 mmol.L-1微米级ZVI和s12菌的培... 详细信息

以脱色希瓦氏菌(shewanella decolorationis)s12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件.结果表明,ZVI可显著促进菌株s12的厌氧偶氮还原速率.培养30 h后含有20 mmol.L-1微米级ZVI和s12菌的培养体系中,菌株s12对1 mmol.L-1苋菜红的脱色率达100%,比不含ZVI的s12菌培养体系和只含ZVI的体系的偶氮还原率分别提高了23.16%和94.66%;在额外含20 mmol.L-1甲酸钠的培养体系中,ZVI的存在也使s12菌对苋菜红的脱色率提高了20.54%.此外,ZVI的存在可显著提高培养体系对偶氮染料的耐受能力.在投加ZVI和菌株s12培养体系中,连续批量投加浓度为1 mmol.L-1的苋菜红可在276 h内实现11次有效脱色,而不含ZVI的s12菌培养体系中只能实现3次有效脱色.进一步的研究发现,ZVI与菌株s12协同培养体系的最适反应pH为9.0,最适ZVI投加量为60 mmol.L-1.与毫米级和纳米级ZVI颗粒相比,微米级ZVI颗粒具有更强的促进作用.本研究结果将为利用ZVI协同促进偶氮染料的生物治理效果提供科学参数.

关键词：偶氮还原脱色希瓦氏菌s12 零价铁(ZVI) 苋菜红脱色率

利用转座质粒plasposon构建荧光标记的脱色希瓦氏菌s12

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微生物学通报 2007年第6期34卷 1174-1178页

作者：李光飞邓代永许枚英岑英华孙国萍中国科学院武汉病毒研究所武汉430071

采用分子生物学手段将具有转座功能的自杀性质粒pTnMod-okm与荧光蛋白基因eyfp构建重组质粒pTE-okm。pTE-okm通过结合转移进入脱色希瓦氏菌s12中,质粒上的转座子元件转座到s12的染色体上,而质粒本身的窄宿主复制位点使其在s12中不能得... 详细信息

采用分子生物学手段将具有转座功能的自杀性质粒pTnMod-okm与荧光蛋白基因eyfp构建重组质粒pTE-okm。pTE-okm通过结合转移进入脱色希瓦氏菌s12中,质粒上的转座子元件转座到s12的染色体上,而质粒本身的窄宿主复制位点使其在s12中不能得到有效的复制而"自杀"。荧光显微镜下筛选表达荧光蛋白的脱色希瓦氏菌克隆,通过对其提取质粒确定pTE-okm已经在脱色希瓦氏菌中自杀。筛选得到生长速度未发生延迟、脱色能力不受影响的荧光标记菌株s12-40。标记的脱色希瓦氏菌在无抗生素压力的情况下培养,传代20次(8h/次)后在荧光显微镜下依然查看到荧光蛋白的表达。该菌株的构建为研究其生态学行为奠定了基础。

关键词：荧光蛋白脱色希瓦氏菌s12 Plasposon

脱色希瓦氏菌s12对十溴联苯醚的利用及其降解特性研究

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化学工程师 2021年第6期35卷 32-36页

作者：江利梅聂丽君牛显春刘正辉毛玉凤向音波广东石油化工学院环境科学与工程学院广东茂名525000 广东石油化工学院生物与食品工程学院广东茂名525000 广东石油化工学院广东省石油化工污染过程与控制重点实验室广东茂名525000 茂名市有机污染控制工程技术研究中心广东茂名525000

针对目前日益严重的多溴联苯醚污染问题,研究脱色希瓦氏菌s12在厌氧条件下对十溴联苯醚的利用及其降解特性。通过测定OD600值和电子显微镜观察分析s12菌的生长情况,并采用GC-Ms分析十溴联苯醚(BDE-209)及其代谢产物的含量和组成。结果表... 详细信息

针对目前日益严重的多溴联苯醚污染问题,研究脱色希瓦氏菌s12在厌氧条件下对十溴联苯醚的利用及其降解特性。通过测定OD600值和电子显微镜观察分析s12菌的生长情况,并采用GC-Ms分析十溴联苯醚(BDE-209)及其代谢产物的含量和组成。结果表明,在二甲基亚砜助溶条件下脱色希瓦氏菌s12能以BDE-209为厌氧呼吸的电子受体获得生长,且培养75d后,初始浓度为50mg·L^(-1)的BDE-209降解率达81.07%,其降解产物主要为九溴代和八溴代产物。本研究为多溴联苯醚的污染生物修复提供了参考数据和指导作用。

关键词：十溴联苯醚二甲基亚砜二氯甲烷脱色希瓦氏菌s12 降解率

典型电子受体对脱色希瓦氏菌s12产电特性的影响

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典型电子受体对脱色希瓦氏菌S12产电特性的影响

作者：向音波江西农业大学

学位级别：硕士

微生物燃料电池(Microbial fuel cells, MFC)产电的本质是微生物以电极为电子受体的厌氧呼吸过程。MFC技术发展的最终目的是实现其在各种实际环境中的广泛应用,解决长期困扰人类的环境和能源问题。然而,自然环境当中,尤其是污染环境中,... 详细信息

微生物燃料电池(Microbial fuel cells, MFC)产电的本质是微生物以电极为电子受体的厌氧呼吸过程。MFC技术发展的最终目的是实现其在各种实际环境中的广泛应用,解决长期困扰人类的环境和能源问题。然而,自然环境当中,尤其是污染环境中,广泛存在着多种可作为微生物厌氧呼吸电子受体的物质,如NO3-,sO42-, Fe3+和偶氮染料等,但目前有关这些物质对微生物产电过程的影响及其相关机制了解较少,严重影响MFC在实际环境中的应用进程。本研究以实验室分离得到的具有多种厌氧呼吸功能的脱色希瓦氏菌(shewanella decolorationis)s12为产电菌,利用双室微生物燃料电池,在以乳酸钠为电子供体条件下,研究环境中常见的几种典型的电子受体对微生物产电功能的影响,并从生理和电化学水平上初步探讨其内在的机制。首先,我们研究了硝酸盐对s12产电的影响及其可能的机理。实验结果表明,在电子供体充足的前提下,一定浓度硝酸盐的添加在实验初期对MFC的产电有一定的抑制作用,但随着硝酸盐的还原,促进了阳极室细胞的生长,MFC的产电能力也相应提高。当添加2 mM硝酸盐时,MFC阳极生物膜蛋白量比无硝酸盐对照高近1.4倍,最大产电电压达到0.035 V,显著高于对照组的最大产电电压(0.024 V)。上述结果说明,菌株s12优先利用硝酸盐为电子受体进行厌氧呼吸生长,提高阳极生物量,随着硝酸盐逐渐被还原完毕,这些微生物细胞逐渐转为利用电极呼吸,从而产生更高的电量。然而,当硝酸盐浓度提高到10 mM时,电极生物膜的生长和MFC的产电均受到抑制。当添加硫酸盐为外加电子受体时,除了高浓度硫酸盐(7.5 mM)对阳极室细胞生长有一定的抑制作用外,2.6 mM及其以下浓度硫酸盐的添加对阳极细胞生长和产电均无明显影响。添加可溶性的三价铁氧化物(柠檬酸铁)对菌株s12的早期产电表现出一定的促进作用,使MFC在较短时间内达到最大电压。分析阳极生物量时发现,可溶性Fe3+的添加可在早期显著提高阳极室浮游细胞量,而对阳极生物膜生长则表现出一定的抑制作用。而固态三价铁(氧化铁)对菌株s12的产电则表现为低浓度促进、高浓度抑制的效果。随着反应的进行,阳极溶液中Fe2+浓度表现出先升高后降低的趋势。这可能是由于在产电条件下,Fe3+还原所产生的Fe2+可以被电极重新氧化为Fe3+,并而在产电过程中起到电子传递介质的作用而促进产电。当添加偶氮染料为外加电子受体时,随着偶氮染料浓度的提高,菌株s12的最大产电电压也相应提高。进一步的分析发现,阳极的浮游细胞量和生物膜蛋白量均与偶氮染料浓度呈正相关。在产电条件下,菌株s12对偶氮染料的耐受能力和脱色能力显著提高。分析偶氮染料脱色产物对菌株s12产电的影响发现,添加两种降解产物均可提高阳极生物蛋白量,循环伏安法(CV)扫描显示苋菜红脱色产物P1及产物类似物P2A具有显著电化学活性,可作为电子传递介体促进菌株s12产电。

关键词：微生物燃料电池电子受体产电脱色希瓦氏菌s12

零价铁对脱色希瓦氏菌s12偶氮还原的促进作用

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零价铁对脱色希瓦氏菌s12偶氮还原的促进作用

脱色希瓦氏菌(shewanella decolorationis)s12还原不同电子受体的厌氧发酵罐培养方法

2012年鄂粤微生物学学术年会——湖北省暨武汉微生物学...

作者：周庆陈杏娟许玫英郭俊孙国萍中国科学院广州地球化学研究所广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广东省华南应用微生物重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地中国科学院大学中国科学院广州地球化学研究所广州

以脱色希瓦氏菌(5hewanella decolorationis)s12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件。结果表明:ZVI可显著促进菌株s12的厌氧偶氮还原速率。培养30 h后含有20 mmol/L微米级ZVI的培养体系中... 详细信息

以脱色希瓦氏菌(5hewanella decolorationis)s12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件。结果表明:ZVI可显著促进菌株s12的厌氧偶氮还原速率。培养30 h后含有20 mmol/L微米级ZVI的培养体系中,菌株s12对1 mmol/L苋菜红的脱色率达100%,比不含ZVI的菌株s12纯培养体系和只含ZVI的体系的偶氮还原率分别提高了23.16%和94.66%;在含20 mmol/L甲酸钠的培养体系中,ZVI的存在也使苋菜红的脱色率提高了20.54%。此外,ZVI的存在可显著提高培养体系的偶氮染料耐受能力。在投加ZVI的菌株s12培养体系中,连续批量投加浓度为1 mmol/L的苋菜红可在276 h内实现11次的有效脱色,而不含ZVI的培养体系中只能实现3次的有效脱色。进一步的研究发现,ZVI与菌株s12的协同培养体系的最适宜反应pH为9.0,最适ZVI投加量为60 mmol/L。与毫米级和纳米级ZVI颗粒相比,微米级ZVI颗粒具有更强的促进作用。本研究结果将为利用ZVI协同促进偶氮染料的生物治理效果提供科学参数。

关键词：偶氮还原脱色希瓦氏菌s12 零价铁(ZVI)

来源： cnki会议评论

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微生物学通报 2010年第2期37卷 179-185页

作者：王博许玫英孙国萍中国科学院华南植物园广东广州510650 广东省微生物研究所广东广州510070 广东省菌种保藏与应用重点实验室广东广州510070 广东省微生物应用新技术公共实验室广东广州510070 中国科学院研究生院北京100039

脱色希瓦氏菌shewanella decolorationiss12在厌氧环境下能够使用多种电子受体进行厌氧呼吸。为了取得足够的细胞量用于膜蛋白质组学等科学研究的需要,本研究选取无机小分子(硝酸钠)、金属离子(柠檬酸铁)和有机大分子(偶氮染料苋菜红)... 详细信息

脱色希瓦氏菌shewanella decolorationiss12在厌氧环境下能够使用多种电子受体进行厌氧呼吸。为了取得足够的细胞量用于膜蛋白质组学等科学研究的需要,本研究选取无机小分子(硝酸钠)、金属离子(柠檬酸铁)和有机大分子(偶氮染料苋菜红)作为电子受体,在使用确定成分的无机盐培养基条件下,使用不同浓度的电子供体和碳源对s12进行厌氧条件下静置和发酵罐的优化培养,采用连续补充电子受体的培养方式,确认了电子供体和碳源的合适浓度,建立了s12厌氧发酵罐培养方法。相比传统的静置厌氧培养,厌氧发酵罐培养方法在保证了严格厌氧条件下高效率还原电子受体的同时,还极大的提高了细胞生长密度。连续补充电子受体的厌氧发酵罐培养的s12最大细胞密度最大分别可达到静置厌氧培养细胞密度的325,304,369倍,而生长时间也比静置厌氧培养分别缩短了26.5%,17.6%,7.5%。这为需要大量细胞和蛋白的细菌厌氧呼吸生长实验建立了可行方法,对于进行兼性厌氧呼吸的微生物的大规模厌氧培养具有借鉴意义。

关键词：脱色希瓦氏菌s12 厌氧发酵罐培养电子受体细胞生长密度

以shewanella decolorationis s12构建的单室微生物燃料电池产电特性研究

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以Shewanella decolorationis S12构建的单室微生物燃料电池产电...

作者：李登兰广东工业大学

学位级别：硕士

工业化的发展和人口膨胀对资源和环境造成了严重的威胁,资源短缺、能源危机引发了重视生物产能的研究。合理利用资源,实现废物的综合利用,建立节约型和谐社会是缓解能源短缺、降低环境污染的有效途径。而微生物燃料电池正是一项充分降... 详细信息

工业化的发展和人口膨胀对资源和环境造成了严重的威胁,资源短缺、能源危机引发了重视生物产能的研究。合理利用资源,实现废物的综合利用,建立节约型和谐社会是缓解能源短缺、降低环境污染的有效途径。而微生物燃料电池正是一项充分降解有机废物将化学能转化为电能的新能源技术。该技术使污水、污泥、垃圾等环境污染物的治理过程中转化产生生物质能源成为可能。本文主要利用单室微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）,研究脱色希瓦氏菌s12产电特性,为进一步研究微生物燃料电池的特性,改善其产电效率提供科学理论依据。具体的实验结果概括如下:1.菌株s12有一定的电化学活性,是进行微生物燃料电池产电研究的理想菌株。早期的实验结果发现希瓦氏菌s12具有强的铁还原能力,本实验采用循环伏安法（cyclic voltammograms,CV）检测厌氧培养条件下菌株s12的电化学活性,结果表明菌株s12具有一定的电化学活性,可以用来进行产电实验。2.实验验证了具有利福平抗性的s12菌有很高的偶氮还原和三价铁还原能力。所以本文用s12菌作为微生物燃料电池的产电菌株。微生物燃料电池为单室,工作体积为100 mL,采用三合一膜电极结构,阴阳极面积均为20 cm。3.以乳酸钠为电子供体时菌株s12获得最大的功率密度Pmax。研究了不同电子供体和供体浓度对菌株s12产电的影响,结果表明,以浓度为10 mmol/L的不同有机酸（甲酸钠、乳酸钠和丙酮酸钠）分别作为电子供体时,以乳酸钠为电子供体产电量最大,其最大功率密度Pmax为21.93 mW/m,丙酮酸钠最不利于作为s12产电的电子供体,同时向乳酸钠或甲酸钠中添加丙酮酸钠也不能增大产电量,由此可见,乳酸钠是菌株s12产电的最佳电子供体。随着乳酸钠浓度的升高,菌株s12的产电量也相应提高。当乳酸钠的浓度为20 mmol/L时,所产生的最大功率密度达55.72 mW/m。但是乳酸钠的浓度与产电量并不成正比关系,当乳酸钠的浓度升高至30 mmol/L时,最大功率密度反而比20 mmol/L时低。4.菌株s12对数期的细胞产电量最高。采用不同生长阶段（对数期,稳定期和衰亡期）的细胞作为MFC的接种源,确定用于接种MFC进行产电的菌株s12的最佳生长期,结果发现以对数生长期的细胞进行接种时,MFC可获得最高的产电量。5.随着产电反应的进行,反应系统的pH逐渐升高并趋于稳定。分析了pH随着产电过程的变化。系统的起始pH值为6～7,在产电过程中,pH随着产电反应的进行,由于氢离子不断降低,钠离子不断积累,需要的氢氧根离子也越来越多,pH不断升高,最终升到7.5～8.5左右,pH达到一定的程度会抑制细菌的生理代谢,从而不能降解有机底物,产电也相应的不能持续,pH最后趋于稳定,需要向其中补加有机酸,一方面降低系统的pH值,使其满足细菌的生长条件,一方面补充了细菌需要的营养,供其进行生理代谢,从而可以恢复产电。6.电子供体乳酸钠的消耗速率与产电量相偶联。利用HPLC技术对反应系统中乳酸钠的消耗速率进行定量分析,结果发现,随着产电反应的进行,乳酸钠逐渐被消耗,其消耗速率与产电量成正比。

关键词：微生物燃料电池脱色希瓦氏菌s12 电化学活性电子供体功率密度