黑麂(Muntiacus crinifrons)和贡山麂(M. gongshanensis)的比较细胞遗传学研究

本工作采用多种染色体显带技术较为详细地研究了黑麂和贡山麂的细胞遗传学特性。结果表明：（1）黑麂和贡山麂的染色体数目相同，均为2n = 8♀、9♂。染色体形态相似，两者雄性的常规核型很相似，几乎无法区分。（2）黑麂与贡山麂的X染色体均易位至常染色体，形成复合X染色体。但它们易位的常染色体不同。由于X染色体易位至不同的常染色体，可能造成杂种减数分裂配对异常，这对生死隔离和物种形成有着特殊重要的意义。（3）黑麂和贡山麂染色体的G带具有较高同源性。染色体长臂G带几乎完全相同。复合X染色体的短臂即X染色体均为三条暗带。差异主要在染色体短臂。G带的差异可能涉及一次相互易位、一次倒位、异染色质的变化以及染色体片段的丢失。（4）黑麂和贡山麂均有两对NORs，都分别位于No.1染色体臂和No.3染色体为同源染色体。因而，进一步证明了黑麂和贡山麂染色体具较高的同源性。（5）黑麂和贡山麂的C带显示的结构异染色质位于着丝粒区域，为着丝粒异染色质。贡山麂的着丝粒异染色质含量明显少于黑麂。C带分布与CMA_3荧光带在着丝粒区域的分由基本一致，说明着丝粒异染色质富含GC序列。在某些着丝粒区域也有DA/DAPI带分布，说明着丝粒异染色质也可能包含－部分富含AT序列。（6）黑麂和贡山麂的限制性内切酶AIuI、HaeIII的C样带表明，X染色体有相同的酶带分布，其余染色体的差异与C带的一致。在酶带区域内，无AIuI、HaeIII两种酶的识别序列，指示富含AT序列。此推论得到DA/DAPI荧光带的证实。各种带型分析比较表明，黑麂和贡山麂染色体具较高的同源性。它们可能有一个共同的祖先。

DIFFERENT INTERDIFFUSION CHARACTERISTICS BETWEEN AG/YBA2CU3O7-X AND AL/YBA2CU3O7-X CONTACT INTERFACES

The differences between the interdiffusion characteristics of Ag/YBa2Cu3O7-x and Al/YBa2Cu3O7-x contact interfaces have been revealed by secondary ion mass spectrometry (SIMS). The different electrical properties of Ag/YBa2Cu3O7-x and YBa2Cu3O7-x films after high temperature treatment are well understood by the SIMS results.

增益钳制半导体光放大器波长转换的研究

数值模拟了增益钳制SOA(GC-SOA)的波长转换过程,分析了GC-SOA实现波长转换的原理.首次发现了GC-SOA波长转换中类似接通延迟的现象,这种现象将限制GC-SOA在高速波长转换中的应用.

硫化叶菌病毒STFV、STSV1及其与宿主关系研究

硫化叶菌病毒表现出了极为独特、多样的形态学和基因组学特征，它们为研究硫化叶菌提供了很好的模型，同时也为构建可在硫化叶菌中进行分子操作的分子工具提供了有用的材料。 本研究从西藏热泉中分离出一株嗜酸热菌S3-3，S3-3的16S rDNA序列和腾冲硫化叶菌同源性最高，为96％，而和其它硫化叶菌同源性相对较低。基于16S rDNA序列进行的系统发育学分析同样证实了，S3-3和腾冲硫化叶菌亲缘关系最近，推测S3-3是硫化叶菌属的一新种。 从S3-3a中分离出一株硫化叶菌病毒，命名为西藏硫化叶菌丝状病毒（Sulfolobus Tibet Filamentous Virus, STFV）。STFV呈丝状，外面有一层脂膜包裹，病毒长约1.4 μm，病毒直径约20 nm，两端各有一约60 nm长的小尾巴。病毒的复制抑制宿主细胞生长，但并不引起宿主细胞的裂解。STFV的DNA为线性双链DNA，推测其DNA末端含共价闭合的发夹结构。已经完成了除病毒末端以外的基因组序列的测定，共测得序列29 568 bp。病毒基因组DNA的GC含量为32.70％，编码49个阅读框，其中包括四个解旋酶基因，四个糖基转移酶基因，一个核苷酸转移酶基因和一个磷酸转移酶基因。其中35个阅读框在已知硫化叶菌病毒中有同源基因。病毒含有两个主要的结构蛋白，分别由ORF162 和 ORF219所编码，这两个结构蛋白在Betalipothrixvirus中非常保守。基因组比对发现，STFV和Betalipothrixvirus的同源性很高。所有的证据表明，STFV为一新的病毒，属于硫化叶菌病毒Lipothrixviridae病毒科，Betalipothrixvirus病毒属。 腾冲硫化叶菌纺锤型病毒STSV1由向小宇博士分离。该病毒编码一个整合酶基因。但通过Southern杂交分析，未检测到病毒基因组整合至宿主基因组中。STSV1病毒颗粒的蛋白由5个阅读框所编码，而其主要的结构蛋白由ORF40编码。

UASB反应器处理维生素C生产废水研究

维生素C生产废水有机物浓度高、成分复杂、排放量大，是一种亟待处理的典型工业废水。本研究分别采用实验室规模和中试规模的升流式厌氧颗粒污泥床反应器（UASB）对该制药工业废水的厌氧生物处理工艺进行了较为深入的研究。同时采用两种不依赖于纯培养的分子生物学手段—变性梯度凝胶电泳（DGGE）和扩增核糖体DNA限制性分析（ARDRA）技术揭示了UASB反应器不同运行阶段污泥中微生物群落多样性组成及变化。此外，首次研究了零价铁（Fe0）在厌氧消化过程中对反应器运行及微生物群落结构的影响。 采用城市污水处理厂厌氧消化池絮状污泥和处理啤酒废水的颗粒污泥混合接种，小试中温（35±1℃）UASB反应器在其运行的第65天启动成功。反应器稳定运行阶段，在进水COD浓度为9000mg/L、水力停留时间为12h、容积负荷为13.6 kgCOD/m3.d条件下，其COD去除率稳定在85~90%之间，沼气产率达到4.5 m3/m3.d，沼气甲烷含量平均为72%。中试UASB反应器的接种污泥为厌氧消化污泥，其启动时间相对较长，为90天。在稳定运行期，反应器的进水COD浓度为8000~10000mg/L，水力停留时间和容积负荷分别保持在12~16h和10.6~14.2 kgCOD/m3.d范围，该阶段反应器的平均COD去除率稳定在85%左右，沼气产率平均为5.2m3/m3.d，沼气中甲烷含量为69%。上述结果表明中温UASB工艺用于维生素C生产废水处理是高效、可行的。 与对照反应器相比，添加Fe0的小试UASB反应器的COD去除率和沼气产量分别提高了6.5%和10.2%。同时，磷酸盐平均去除率为79%，比对照提高了64%，目前尚未见类似研究报道。在中试规模的UASB反应器中补充一定量的Fe0可缩短反应器启动时间，促进颗粒污泥的形成，该结果可能具有重要的应用价值。培养试验进一步表明，Fe0可以作为产甲烷菌还原CO2生成甲烷的电子供体。培养实验还表明，当系统中存在硝酸盐（0.40 mM）和硫酸盐（0.26 mM）时，Fe0促产甲烷过程受到一定程度的抑制。 采用细菌通用引物968F/1401R和341F/907R获得的PCR-DGGE指纹图谱均表明UASB反应器不同运行阶段细菌种群结构变化明显。小试和中试稳定期污泥的微生物多样性均高于各自初始接种污泥。产甲烷菌通用引物340F/519R的PCR-DGGE结果显示，虽然接种污泥中产甲烷菌的丰富度系数略低于稳定期，但总体而言，反应器运行期间产甲烷菌的种群组成相对稳定。 通过构建不同处理和不同运行阶段污泥样品的16S rRNA基因文库并对克隆基因进行限制性内切酶消化、测序分析。结果表明，稳定期两个反应器微生物群落结构相似，但与各自接种污泥差异明显。小试UASB反应器接种污泥中细菌的优势菌群分别为变形菌纲的δ亚纲（28.7%）和β亚纲（17.4%），至稳定运行期则演替为革兰氏阳性低GC菌群（21.9%）和变形菌纲的δ亚纲（14.0%）。中试反应器接种污泥Green non-sulfer bacteria（25.9%）和变形菌纲的δ亚纲（16.4%）类群占优势，而稳定期Green non-sulfer bacteria类群（17.9%）、革兰氏阳性低GC菌群（16.2%）和变形菌纲的δ亚纲（15.4%）为优势菌群。 产甲烷菌的优势克隆为SRJ 230、SRJ 26和SRJ 583，前两者分别与Methanosaeta concilii和未培养的Methanobacteria-like克隆Gran7M4的同源性达到97%和98%，后者与Methanomethylovorans. sp同源性为99%。接种污泥中上述类群占总克隆数量的比例较低。小试、中试接种污泥中产甲烷菌分别占7.8%和3.0%，但稳定运行期，该比例明显增加，分别达到21.9%和18.8%。上述结果表明启动期与稳定期污泥产甲烷菌种群组成相对稳定，但各类群数量明显增加。 添加Fe0的UASB反应器稳定运行期污泥中产甲烷菌比例（31.2%）高于对照反应器（24.2%）, 革兰氏阳性低GC类群、变形菌纲的δ亚纲比例差异不明显，而变形菌纲β亚纲（6.0%）和Green non-sulfer bacteria（9.2%）的比例均分别低于对照反应器（13.1%和17.1%）。该结果表明，添加Fe0使反应器内微生物群落多样性发生了显著变化。 此外，在添加Fe0的UASB反应器中检测到特异性的克隆SRJ 341和SRJ 320，两者分别同磷酸盐去除和铁氧化有关的克隆子Orbal D41和Clone195的序列相似性达95%和96%。这两个类群可能分别与磷酸盐去除及铁促产甲烷作用密切相关。这一结果尚未见报道。

石油污染土壤微生物多样性分析及芘降解菌的鉴定

石油污染是目前最严重的环境问题之一，我国有近千万亩的耕地受到程度不同的石油污染。沈抚灌区位于辽宁省沈阳市和抚顺市之间，全长70多千米，是我国最大的石油污染灌区之一，有四五十年的污灌历史，已对当地的生态环境造成了严重的影响。随着人们对污水灌溉危害的认识，从20世纪80年代起，逐步停止了污水灌溉，开始了清水灌溉和改为旱田耕作，但污染问题仍然存在。目前，由于对该地区污染土壤微生物类群、原位降解菌及它们对环境条件变化的响应等信息缺乏了解，限制了对该地区污染土壤的生物修复。 分子生物学研究手段及稳定同位素分析技术，为污染土壤微生物生态学研究提供了全新的研究手段，为突破当前石油污染土壤生物修复研究止步不前的局面指引了方向。本论文采用变性梯度凝胶电泳（Denaturing Gradient Gel Electrophoresis, DGGE）和磷脂脂肪酸分析（Phospholipid Fatty-acid Analysis, PLFA）分析技术，对沈抚灌区水改旱田石油污染土壤的微生物多样性与环境指标的相关规律进行了分析；以PLFA为生物标示物，结合气相色谱-稳定同位素比率质谱（Gas Chromatography Combustion Isotope Ratio Mass Spectrometry, GC-c-IRMS）分析技术，对石油污染土壤和相对清洁土壤中多环芳烃菲和芘的土著降解菌群进行了鉴定；并以不同的吸附性载体为介质，富集、筛选了芘的降解菌。 研究结果表明，石油污染土壤中的微生物群落结构主要与其相对地理位置有关，当污染物的浓度达到一定程度，土壤中的微生物群落结构会发生明显的改变。以13C标记的稳定同位素菲和芘为代谢底物，对污染土壤中菲和芘的土著降解菌群进行了鉴定。 13C-PLFA- GC-c-IRMS分析结果显示，参与菲降解的微生物有G-、G+细菌和放线菌，其中以G-细菌为主；污染土壤和相对清洁土壤两种土壤都未检出有真菌参与；参与芘降解的微生物有放线菌、G-细菌和真菌，其中以G-细菌为主，同时，也检测到有真菌的参与；污染土壤中的降解菌群较清洁土壤丰富。研究还发现，芘在土壤中的降解可能存在不经过菲为中间产物的代谢途径。采用不同的吸附性载体所富集的优势细菌显著不同。从不同的吸附性载体上最终得到8株芘的降解菌，其中鉴定出的三株菌中Sp-A56，Sp-A21为多食鞘氨醇杆菌（Sphingobacterium multivorum）；Sp-B05氨基杆菌属的一个亚种（Aminobacter sp.），未见有关该菌株芘降解能力的报道，可能是一株新的芘降解菌。

稠油废水处理中优势微生物种群组成及变化规律

针对辽河油田锦采污水处理厂稠油废水，利用传统培养方法和PCR-DGGE诊断技术，对稠油废水处理过程中优势微生物种群组成和多样性进行全面系统的研究。结果表明，微生物对稠油废水生物处理的作用为细菌>真菌>放线菌。细菌数量、基因多样性指数与废水中TPH、CODCr均正相关，可以作为稠油废水水质评价的生物指标。 对影响稠油废水生物降解的主要因子进行优化表明，当30℃，pH值7.5，HRT为216h，添加N、P营养盐使N:P比为5.63:1时，CODCr去除率最高，去除后CODCr值满足污水综合排放一级标准（GB8978-1996）。利用GC-MS技术分析降解前后稠油废水中主要有机成分表明，微生物对饱和烃类化合物降解率最高，其次是低分子量芳香烃，而高分子量芳香烃、胶质和沥青质最低。 以稠油为唯一碳源，对筛选出的菌株进行摇瓶实验表明，各菌株对稠油均具有一定的降解能力，其中F0504除油能力最强，56d去除率可达63.3%；动力学方程拟合表明稠油生物降解过程符合一级动力学方程。降解后残油组分分析表明，B0505和F0501对烷烃、B0510、F0505和F0507对芳香烃、B0501和F0504对胶质、沥青质的去除率均较高，去除率都在30c%之间。 经鉴定，优势菌株B0501和B0505分别为液化金杆菌（Aureobaterium liquefaciens）和弗氏丙酸杆菌（Propionibacterium freuclenreichii），主要真菌有青霉（Penicillium）、曲霉（Aspergillus）、木霉（Trichoderma）和交链孢霉（Alternaria）。

辽河干流底质微生物群落结构及芘降解菌研究

辽宁省是以石油化工、煤炭化工和钢铁工业为主的重工业基地。辽河流域近年来经济发展迅速，城市化水平不断提高，但由于产业结构的不合理和污染治理水平的相对滞后，致使辽河流域水体污染严重。对辽河流域水体污染状况、污染物化学与生物学的相互作用、微生物群落结构与功能的关系开展调查研究，对开展污染水体的生物生态修复具有重要的指导意义。 本论文选取辽河流域干流8个水文监测站点的不同时期（丰水期和平水期）底质为研究对象，调查了有机污染物（总油TPHs）和有毒污染物（多环芳烃PAHs）污染程度以及主要来源；采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）和磷脂脂肪酸（PLFA）两种分析方法，对其微生物群落结构及多样性进行了分析；并以13C标记的菲和芘为代谢底物，以PLFA为生物标记物，采用气相色谱-稳定同位素比率质谱（GC-c-IRMS）分析技术，鉴定了底质样品中参与菲和芘代谢的主要微生物类群；并利用不同的吸附性载体进行了芘降解菌的富集和筛选。 研究结果表明： 1）平水期总石油烃污染比丰水期严重，TPH 含量分别在276.1～560.6mg/kg（平水期）和157.9～462.2mg/kg（丰水期）之间，辽河入海口TPH污染最重；PAHs含量分别在124.1～270.4ug/kg（平水期）和93.5～209.1ug/kg（丰水期）之间；主要来源于石油类污染物和化石燃料的热解，汽车尾气的污染等。 2) 采用DGGE和PLFA两种方法分析微生物群落结构得到基本一致的结果。微生物多样性与总石油烃含量、总多环芳烃含量无显著相关性，多样性指数是多种污染物和环境因子综合影响的结果。 3) 稳定同位素代谢示踪实验表明，底质中存在菲和芘的降解菌群；参与菲和芘降解的微生物均以G-细菌为主，真菌次之；G+细菌和放线菌也参与代谢；参与菲和芘代谢的菌群有一定的相似性。 4) 利用不同吸附性载体从污染底质样品中筛选到6株降解菌。

化感物质鉴定及其在土壤中的活性—以三裂叶豚草、水稻为例

化感物质鉴定及其活性研究是化感作用研究的核心问题。本研究以三裂叶豚草和化感水稻为例，在鉴定化感物质结构的基础上，深入探讨化感物质的生物活性，尤其是重点研究了化感物质与土壤生物因子的化学作用。 研究结果表明： (1) 三裂叶豚草能通过产生和释放挥发性化感物质到环境中抑制小麦等作物的萌发生长，而对稗草则显示出促进效应，并证实其挥发物可经土壤载体对其他植物及微生物显示化感效应。其挥发油对受试病原菌表现出不同程度的抑菌活性。顶空采样分析显示，三种单萜类物质berneol、alcanfor和 berneol acetate是三裂叶豚草周围空气中的主要化感物质。采用GC-MS结合滞留指数对三裂叶豚草挥发油进行了定性分析，在鉴定出的35个组分中，单萜类及其衍生物占总量的84.2%。 (2) 从三裂叶豚草发生地毒性土壤中分离鉴定出两种胡萝卜烷型倍半萜1α-angeloyloxycarotol和1α-(2-methylbutyroyloxy)-carotol，并检测出两种物质在毒性土壤中的浓度范围已超过其对小麦的抑制临界浓度(11.5µg/g和16.5µg/g)，进而推测两个萜类物质是三裂叶豚草干扰小麦生长的主要化感物质。 (3) 发现化感水稻组织含有尿囊素后，又从3个水稻化感品种和8个非化感品种的组织和培养基质中均检出尿囊素，证实尿囊素与水稻化感特性无相关性；水稻根分泌的尿囊素对稗草和稻田可培养微生物具有促生效应，而灭菌土壤中尿囊素半衰期(20.2 h, r2=0.95)超过非灭菌土壤(7.3 h, r2=0.92)3倍，表明土壤尿囊素中降解和转化速率较快，上述结果暗示尿囊素是参与水稻和其它生物间化学相互作用的一种促生物质。 (4) DGGE分析表明尿囊素能显著提高土壤细菌的丰富度和多样性指数；通过比较PLFA指纹图谱，一方面，尿囊素不但能显著增加PLFA总量，而且还能显著改变微生物的群落结构；主成分分析显示，在淹育和非淹育条件下，第一和第二主成分分别揭示了总方差的67.8%和55.3%。另一方面，添加黄酮甙和根分泌物均能显著改变土壤微生物的群落结构，第一和第二主成分累积方差变异之和占总变异的59.1%，并且化感品种根分泌物与黄酮甙处理的土壤样品呈正相关关系；而化感水稻根分泌物中化感物质含量与非化感水稻差异显著，暗示化感物质在影响微生物群落结构上的重要性。

多氯联苯污染土壤的钯/铁双金属还原和生物降解联合修复研究

本文以土壤为介质，以2,4,4′-三氯联苯、2,2′,5,5′-四氯联苯、2,2′4,5,5′-五氯联苯、2,2′,3,4,4′,5-六氯联苯和2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯为目标污染物，对钯/铁双金属、微生物及其联合修复多氯联苯污染土壤进行了研究。 对钯/铁双金属还原脱氯多氯联苯的影响因素和动力学进行了研究，研究结果表明：较高的钯化率、反应温度，弱酸性pH条件对脱氯反应有促进作用；在实验所考察的初始浓度范围内，脱氯效果与多氯联苯的初始浓度关系较小；而钯/铁双金属投加量则存在一个适宜值，不宜太高或太低。多氯联苯催化脱氯符合准一级反应动力学。反应速率与多氯联苯初始浓度关系很小；反应速率随钯化率、钯/铁投加量和反应温度升高而增大；初始pH为5.5时反应速率最快。且联苯环上氯取代数越少，越难以脱氯。 从受多氯联苯长期污染的土样中筛选出一株高效降解多氯联苯的细菌（H1），菌株初步鉴定为芽胞杆菌属。在本实验条件下，微生物对土壤中多氯联苯的降解较为适宜的条件为：微生物接种量10%、反应温度在30℃左右、pH在7左右。在此条件下，微生物对PCBs的降解，随初始浓度的增加，降解速率逐渐降；且随氯取代数目的增加，降解率逐渐降低。 采用化学和微生物方法联合修复多氯联苯污染土壤是可行的。经过钯/铁双金属和好氧微生物连续处理后，2,4,4′-三氯联苯和2,2′,5,5′-四氯联苯几乎被完全降解，而2,2′4,5,5′-五氯联苯、2,2′,3,4,4′,5-六氯联苯和2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯还原脱氯后生成的低氯代同系物（2,2′,5-三氯联苯）也很容易被微生物所降解。 利用GC-MS对多氯联苯的中间产物及最终产物的分析，推测多氯联苯降解的反应机理为：在钯/铁双金属——水体系中，铁作为还原剂给出电子，水为质子供体。在催化剂钯作用下，H+与铁给出的电子在双金属表面结合，形成具有高反应活性的中间产物——新生态H*。H *攻击多氯联苯取代联苯环上的氯形成脱氯产物和氯离子。反应体系中的溶解氧与溶解铁结合在钯/铁表面形成氧化层，阻碍反应进行。过多的H2气泡也会覆盖活性反应位，对脱氯反应不利。

土壤氨基酸和氨基糖聚合物的矿化过程研究

土壤中氨基酸和氨基糖是土壤有机氮的重要组成部分，对土壤氮素供给和土壤碳、氮循环过程有重要贡献。研究氨基酸和氨基糖聚合物的矿化，对于减少氮素损失，提高氮肥利用率能够提供一定的理论依据。 当向土壤中(本试验为黑土)同时添加葡萄糖和(15NH4)2SO4时，在土壤微生物的作用下，(15NH4)2SO4会被用以合成土壤15N-氨基酸和氨基糖聚合物。新合成的这部分氨基酸和氨基糖聚合物与土壤中原有氨基酸和氨基糖聚合物的性质是否不同并且是否受到外源底物的调控。为了解决上述问题，本试验将采用Stanford and Smith的间歇好气矿化淋洗培养法，结合高效液相色谱/质谱、气相色谱/质谱联机技术(HPLC/MS，GC/MS)跟踪测定土壤中15N-氨基酸和氨基糖的同位素富集比例及其含量的变化，探讨土壤中新合成15N-氨基聚合物的矿化特征，通过研究添加葡萄糖、玉米秸秆和无机氮肥对土壤中新合成15N-氨基聚合物矿化过程的影响以及对有机氮聚合物解聚的动力－酶活性的影响，从而阐明土壤氨基聚合物矿化的碳源营养调控机制和氮源反馈调节机制及其解聚机理。研究结果表明： 1. 土壤中新合成的氨基酸和氨基糖聚合物与土壤原有氨基酸和氨基糖聚合物相比具有较高的循环速率，并且不同种氨基酸和氨基糖也分别表现出不同的矿化特征。较高循环速率的存在，将为调控其矿化过程奠定基础，因为只有快速循环的氮素才能够被调控，而且调控新合成有机氮的矿化过程，可以不断地满足作物生长对氮素养分的需求。 2. 土壤中新合成氨基聚合物的矿化受到不同外源底物调控。其中碳源(葡萄糖和玉米秸秆)能够抑制氨基聚合物矿化，但是活性碳源葡萄糖的抑制程度高于活性较低的碳源玉米秸秆，表明氨基聚合物矿化受到不同碳源活性调控。不同浓度以及不同形式氮源也能够调控土壤氨基聚合物的矿化，并且适量氮肥的加入能够抑制土壤中新合成氨基聚合物的矿化，存在氮肥的反馈抑制机制。 3. 土壤中蛋白酶、芳基酰胺酶和几丁质酶活性受到不同碳源和氮源的影响。其中碳源表现为促进作用，而氮源则表现为抑制作用。氮源对土壤酶活性的反馈抑制作用是控制土壤氮素转化的关键，而碳源只是起到维持土壤酶活性的作用。三种酶活性对外源底物的敏感性，将对于调控土壤氮素循环奠定一定的理论依据。 4. 不同处理酶活性与有机氮矿化之间表现出不同的相关性，说明酶与氮矿化之间的关系受到多方面因素影响。总体来看，蛋白酶、芳基酰胺酶和几丁质酶在水解土壤氨基酸和氨基糖聚合物的过程中起到重要作用，是有机氮聚合物重要的解聚酶。

芘降解菌在石油污染土壤修复过程中的代谢调控

沈抚灌区是我国面积最大、污灌历史最长的石油类污水灌溉区，土壤中大分子量多环芳烃污染严重，对当地粮食生产与生态安全造成严重危害。对此类污染土壤进行生物修复，对保证农产品的安全，实现当地人与自然的可持续发展具有重大的意义。 本研究以沈抚灌区污染土壤中大分子多环芳烃芘为主要研究对象，采用稳定同位素比率分析技术（IRMS），以磷脂脂肪酸（PLFA）为生物标记物，分析污染土壤参与芘降解的优势微生物类群；并以此为指导，采用分子生物学手段和传统微生物学分析方法，筛选土壤中的高效降解菌，并追踪其释放到土壤中后的动态变化与调控。 从沈抚灌区土壤富集培养芘的降解菌，经过双层平板法初筛和芘降解菌液体摇瓶复筛，获得5株以芘为唯一碳源生长的具有较高降解活性菌株。 将筛选的降解菌投加到污染土壤中，以13C标记的芘为代谢底物，以土壤微生物的磷脂脂肪酸为生物标记物，采用稳定同位素比率分析方法(GC-C-IRMs)，分析投加的降解菌在原位土壤中的降解作用。结果显示，与不加菌的对照土壤相比，富含13C的磷脂脂肪酸指纹图谱相似度较高的为投加了菌株B05和菌株B15的土壤，芘的降解效率也最高，表明这两株菌在原位土壤芘降解中发挥了重要作用。根据形态学观察、16项生理生化鉴定和16S rDNA序列分析结果，将菌株B05鉴定为 Aminobacter ciceronei，将菌株B15鉴定为 Microbacterium arabinogalactanolyticum。菌株B05初步确定为一株新的芘降解菌，并对菌株培养条件进行了优化。 采用PCR-DGGE方法，研究了筛选的5株降解菌在不同的营养条件下释放到土壤中后的数量和代谢活性的变化。PCR-DGGE图谱分析表明：投加初期外加菌在竞争中占据优势，但是随时间推移，营养物质的消耗，优势逐渐消失，PCR-DGGE的条带趋向于一致。菌株B05的稳定期相对较长，在DGGE图谱中的条带相对密度大，而且对芘的降解率最高，是一株具有潜在应用价值的高效降解菌。混合菌比单一菌降解率高，添加碳氮源有利于外加菌群更快更好的适应在污染土壤中生存，而且有助于对多环芳烃的降解。

石油污染土壤堆腐清洁技术研究

本项研究利用自行设计的国内首创的生物堆腐池对污染土壤中的石油降解条件进行研究，并优化其运行工艺参数。本研究采用三株真菌进行堆腐败石油污染土壤的实验。堆腐池为：长 * 宽 * 高 = 118.5 * 65.5 * 12.5 = 0.097M~3，通气、养分、水分等调控在好氧条件下进行。本实验设计了5个处理组，进行了室内小试实验和室外中试实验，探讨了污染土壤中石油的净化效果，为此技术推广应用奠定了基础。研究结果如下：1 室内模拟实验表明，P菌能有效地降解污染土壤的石油。在50天的时间，达到66.1%的降解率，比次位的土著F菌61.8%，高出近5个的百分点。说明，其可以高效降解污染土壤的石油，可以用于石油污染土壤的生物修复处理。2 通气的调控是本实验中微生物生长好坏的一个非常重要的指标。利用生物泥浆反应器进行室内堆腐实验的模拟。设计了6个处理的比较实验，反应容积为4710cm~3，在50天的实验过程中得出，通气为每立方米土，22.37m~3/min(通气10分），是最佳通气条件。3 在微生物降解污染土壤中，设计正交实验，确立了土壤生物修复的调控因子，表明，温度对实验过程的影响最大，养分次之，pH和温度作为调控因子，对实验过程的影响较小。最后确立条件：温度25 ℃,湿度20%（W/W），pH6-8，C:N:P为100:10:1。4 处理的污染土样组分，进行了GC/MS的谱图分析。表明，污染土壤中含有14，15，16，17，18烷，菲，萘等，还有烯烃和环烷烃，而且本底很高，说明本污染土壤是一个复杂的混合物。5 通过设计不同浓度，不同温度，进行了土壤中组分的挥发性实验。得出，在浓度一定时，温度高的挥发率大于温度低的；在温度一定时，低浓度挥发率高于高浓度的。而原始污染土壤中的挥发率则很低，可以忽略。6 通过室外堆腐实验中的呼吸强度，耗氧变化，油降解能力之间的实验观察，发现三者之间成正相关，调控前二者之间的变化，就可以促进油的降解，为该工艺的应用提供了技术参数。7 在二年度室外实验过程中，得出，白腐真菌P菌为一株良好的石油降解菌，在200天时间内，初始浓度为5.8%的石油污染土壤，石油降解率能达到79.1%，在其后，降解曲线上升平缓，其原因还需今后进一步研究。8 通过对温主观气体CH_4和N_2O二种温室气体的实验观测，研究了污染土壤在生物修复过程中的温室气体的排队放通量。结果表明，N_2O, CH_4通量较小，本实验堆腐过程中不是温室气体的一个源。

石油污染物微生物降解与石油废水生物处理工艺研究

根据石油废水的代表性目标污染物，从石油废水和污泥中分离、筛选到一大批有价值的微生物降解菌株，对降解菌株的降解特性、降解机理进行了研究。利用合成石油废水和洛阳石化石油废水分别进行了复合SBR工艺和脉冲SBR工艺实验室小试研究。同时对不同来源的石油废水分别进行了不同工艺的批式试验。通过试验研究得到以下结论：1．分离到一株以环已烷为唯一碳和能源的降解菌株LHGl、LHCl菌株能够利用环烷烃、环烷酮、链烃、芳烃和酚类。环已酮对LHGl菌株羟化酶具有特异诱导能力。GC／MS分析表明，LHGl菌株降解环已烷和环戊酮的代谢产物与已知途径代诱导产物不同。经质粒检测，在LHGl菌株中没有发现质粒。2．复合SBR工艺与脉冲SBR工艺对石油废水污染物的去除均具有很好的效果，两工艺均可获得较高的总氮去除效率。3．GC／MS分析表明，复合SBR工艺处理石油废水后，绝大部分污染物得到完全降解，出水中仅检出微生物部分代谢产物和微量难降解污染物。4．投加优势菌种后，能够提高SBR工艺对石油废水污染物的去除效率，能够正常处理含盐量达2.0%的石油废水。5．投加碳源能够显著提高SBR工艺对低浓度石油废水的污染物去除效率，增强微生物的活性，改善微生物的絮凝性能。

Vc二步发酵新菌系B529-V6的构建及其分子生物学特性

从芽抱杆菌属、酵母属二十株菌中筛选到一株优良伴生菌B529，与新选育出的产酸菌V6构成一新菌系B529-V6。新菌系B529-V6表现出了较强的高浓度L-山梨糖耐受能力、较高的底物代谢速率和较高的2-KGA转化能力，在8％山梨糖浓度的发酵培养基中培养48h，糖酸转化率较对照菌系提高了5.94％；山梨糖浓度提高至10％，其生长代谢受影响程度较小，且能不同程度地利用葡萄糖和山梨醇为底物，合成维生素C前体-2-酮基-L-古龙酸（2-KGA），其发酵产物2-KGA经反相高效液相色谱分析其质量符合工业化生产要求。对新菌系生长代谢规律及调控进行了研究，4M3罐和300M3罐发酵实验表明：种子培养基的碳源、葡萄糖／山梨糖浓度比、氮源、生长因子、接种种液质量及环境因子，均可影响新菌系的生长代谢。4M3罐发酵，新菌系具有周期短、糖酸转化率高等特点，连续4批发酵平均转化率较对照菌系提高10.18％，周期缩短23.7％。在300M3罐发酵试运行期间，新菌系糖酸转化率达到90.10％，较原生产菌系提高3.95％，发酵周期平均缩短1.3小时，显示出了较高的应用价值，在东北制药总厂进行了推广应用。研究了新产酸菌V6的基本生物学特性，分析了GC moL％含量，165rDNA同源性，鉴定其在系统发育学上应归入Ketoguloigenium 属，暂命名为Ketogulonigenium sp．V6。选用限制性内切酶Hind IH对新产酸菌V6染色体DNA进行了部分消化，应用载体pGEM-3zf（+）构建了v6的基因文库。结合阳性转化子在以L－山梨糖为唯一碳源培养基上的生长特性，利用PCR技术从该基因文库中，筛选到一株含有L-山梨糖还原酶（sR）基因的阳性克隆，并利用pET-32a（+）表达载体，实现了sR酶基因在大肠杆菌AD494（DE3）中的表达。SDS-PAGE电泳分析测定SR融合蛋白分子量大约在65kD左右，除去硫氧化还原蛋白、S-Tag和His-Tag蛋白，可推测出天然sR酶蛋白分子量约53 kD左右，与从SR基因推测出的分子量大小相符。另外，SR酶学特性研究表明，还原型辅酶II（NADPH）是sR酶蛋白的最适电子供体，其最适反应pH为7.0，pH6.5时保持稳定，酶活力较高；最适反应温度为50 ℃，30 ℃时热稳定性较好；lmM的Cu~(2+)，Fe~(3+)和Mn~(2+)对该酶活抑制作用较大。