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《菲高效降解菌的馴化 分離 鑒定及其降解菲的特性與機(jī)理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要多環(huán)芳烴(polycyclicaromatichydrocarbons，PAHs)是一類廣泛存在于環(huán)境中的有機(jī)污染物。大多數(shù)的多環(huán)芳烴具有“三致”作用，通過食物鏈的傳遞會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成極大危害，因而這類化合物引起了環(huán)境學(xué)家們的關(guān)注。如何利用微生物的降解作用將其從環(huán)境中去除已成為人們研究的熱點問題。本論文以菲為多環(huán)芳烴生物降解研究的模型物，主要研究內(nèi)容包括：(1)多環(huán)芳烴菲降解菌的馴化、篩選和分離；(2)降解菌株GY2B的鑒定、抗生素敏感性試驗以及質(zhì)粒的提取試驗；(3)菲的降解特性
2、研究，以及溫度、pH、外加營養(yǎng)物質(zhì)和初始底物濃度等因素對菌株GY2B的生長和菲降解的影響；(4)菲降解菌的底物降解范圍研究；和(5)菲生物降解中間產(chǎn)物的分析及其代謝途徑的推導(dǎo)。選用水．硅油雙相體系和單一水相體系兩種方法來馴化多環(huán)芳烴降解菌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)水．硅油雙相體系篩選出的三種混合菌系：GY2、GS3和GM2對菲的降解效果要好于單一水相體系篩選出的菌。進(jìn)一步研究確認(rèn)這三種混合菌系在72h能分別降解99．9％、99．9％和91．9％的菲(初始濃度100mg／L)。通過平板涂布與劃線，從混合菌GY2中分
3、離出一株菲高效降解茵GY2B，48h對菲的降解率達(dá)到99．1％。鏡檢表明菌株GY2B為革蘭氏陰性無芽孢桿菌，16SrDNA序列分析表明其和鞘氨醇單胞菌的同源性最高，初步鑒定它為勛hingomonassp．GY2B，該菌株的GenBank登陸號是DQl39343。菌株GY2B對四種常用的抗生素：頭孢呋辛、氯霉素、紅霉素和四環(huán)素表現(xiàn)敏感，對羥氨芐青霉素中度敏感。且菌株GY2B沒有明顯的質(zhì)粒DNA條帶。菌株GY2B的最佳生長溫度是25—30oC，最佳pH值范圍是7．1～7．4，對菲的降解在pH值7～10
4、范圍內(nèi)都比較高。試驗表明添加低濃度的蛋白胨或葡萄糖對細(xì)胞的生長和菲的降解都有一定促進(jìn)作用，而葡萄糖的作用似乎更明顯一些。但高濃度葡萄糖(≥500mg／L)的加入對細(xì)胞生長會產(chǎn)生毒害作用。當(dāng)菌株GY2B以10、60和100mg／L初始濃度的菲為唯一碳源時，48h菲的降解率均在99％以上，而230mg／L初始濃度下菲的降解率只有70％左右，此后菲濃度基本不再減少，到120h仍有大量的菲殘留，此時菌株GY2B的細(xì)胞也大量死亡。進(jìn)一步研究證實了高初始濃度(250mg／L)的菲樣品中積累了一種中間產(chǎn)物一一l
5、-羥基．2．萘酸，之后的研究表明高華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文濃度的1．羥基．2．萘酸對菌體細(xì)胞有抑制作用。另外，通過計算菌株GY2B在不同菲初始濃度下的比生長速率p(對數(shù)生長期)發(fā)現(xiàn)底物菲的初始濃度和菌株的比生長速率肛之問沒有顯著的相關(guān)性．底物降解范圍實驗表明：菌株GY2B能夠以一定濃度的萘、菲、1．羥基．2．萘酸、2．萘酚、水楊酸、鄰苯二酚、苯酚、苯和甲苯為唯一碳源和能源進(jìn)行生長和繁殖，但不能利用和降解低濃度的1．萘酚、鄰苯二甲酸和對苯二酚為唯一碳源生長。同時，菌株GY2B在降解水楊酸、1．羥基．
6、2．萘酸和萘的過程中都有中間產(chǎn)物2-羥基粘康酸半醛，而降解鄰苯二酚的過程有產(chǎn)物己二烯二酸。試驗還發(fā)現(xiàn)菌株雖然不能利用1．萘酚為唯一碳源生長，且1．萘酚對細(xì)胞有抑制作用，但是當(dāng)一定濃度的1．萘酚和一定濃度的菲共存時，菌株GY2B能利用和降解部分的1．萘酚。UV．Via分析發(fā)現(xiàn)混合菌GY2和菌株GY2B降解菲的產(chǎn)物中有羥基與芳香環(huán)相連的結(jié)構(gòu)以及酚酮結(jié)構(gòu)的化合物。另外還證明菌株GY2B降解菲的過程中有1．羥基．2．萘酸和2．羥基粘康酸半醛這兩種中間產(chǎn)物的產(chǎn)生。GC．MS分析發(fā)現(xiàn)菌株GY2B代謝菲的時候有
7、中間產(chǎn)物水楊酸，1．萘酚和1．羥基．2．萘酸，以及微量的1．羥基．2．萘醛和1．羥基．2．萘酸甲酯。而混合菌GY2的代謝物中除沒有水楊酸外，其余產(chǎn)物和菌株GY2B的一樣。通過底物降解范圍試驗、UV．Vis和GC．MS分析，推導(dǎo)出菌株GY2B降解菲的途徑如下：在菌株GY2B的作用下，菲先開環(huán)生成1．羥基．2．萘酸甲酯和1．羥基．2．萘醛，然后轉(zhuǎn)化成1．羥基．2．萘酸，經(jīng)脫羧成為l-萘酚，再開環(huán)后生成水楊酸，通過鄰苯二酚間位途徑裂解生成2．羥基粘康酸半醛，最后進(jìn)入三羧酸循環(huán)(TCA)徹底降解為C02和
8、H20。關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴；菲；生物降解；中間產(chǎn)物；代謝途徑；16SrDNA；鞘氨醇單胞菌ⅡABSTRACTAbstractPolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)arewidespreadenvironmentalpollutants．PAHsareofgreatenvironmentalandhumanhealthconcernssincemanyPAHshavebeenshowntobetoxic，mutagenicandcarcinogenic
