铜绿假单胞菌NY3及其突变株好氧降解四溴双酚A的特性研究

发布时间：2017-11-13 14:22

  本文关键词：铜绿假单胞菌NY3及其突变株好氧降解四溴双酚A的特性研究

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【摘要】：四溴双酚A(TBBPA)是一种被广泛应用于各种塑料制品的阻燃剂,其具有较强的生物毒性,造成了严重的环境污染。尽管已报道多种降解含溴阻燃剂的微生物,而铜绿假单胞菌NY3是最有潜力的解决该类污染物的微生物。利用前期研究构建的NY3菌烷氧化酶(alk B)突变株,本论文揭示烷氧化酶基因在该菌细胞中的作用,并优化菌株降解TBBPA的条件,对于利用该菌株修复污染环境具有现实和理论意义。本论文以铜绿假单胞菌NY3及其敲除烷氧化酶基因alk B1和alk B2的突变株NB1D、NB2D和NB12DD作为受试菌株,以TBBPA为降解对象,借助离子色谱、GC、GC-MS、紫外光谱及三维荧光等分析方法展开研究工作,获得以下成果:(1)尽管TBBPA在高浓度下对铜绿假单胞菌NY3及其突变株有一定毒性,但仍均能以TBBPA作为单一碳源生长,NY3菌抗毒性和细胞生长量均最大,最大净生长量△OD600nm=0.577,而双突变株NB12DD菌代谢能力最差。以硫酸铵为氮源、培养液初始p H调至碱性、加大接种量等均能提高培养液中细胞生长量,因而也大大提高各菌株的脱溴效率和降解率,可使各菌株最大脱溴率达到26-28%范围内。(2)各菌株细胞生长量大时(△OD600nm1.3时),相同条件下各菌株代谢效率无明显差别,但当细胞生长量较小时,野生菌NY3代谢效率一般高于各突变株,且在代谢TBBPA过程中alk B2基因作用较alk B1基因更大。(3)5种受试共存碳源中,乳酸钠为最佳共存碳源,乳酸钠共存比葡萄糖、柠檬酸钠、乙醇、乙酸钠等碳源共存细胞生长量可分别提高1.9、3.38、6.97、6.97倍,同时对TBBPA的降解效率和脱溴效率也显著提高。(4)共存乳酸钠条件下各菌株代谢体系所积累的中间产物种类多。中间产物结构特征同时被紫外光谱、荧光光谱和质谱鉴定所印证。各菌株代谢TBBPA中间产物分三类:直接还原脱溴和脱羟基产物3,3’,5-三溴双酚A和2-溴-4(异丙基-溴苯)-苯酚;异丙基断裂、氧化、脱溴产物2-溴-4(异戊酸)-苯酚、2,6-二溴-4(乙酸)-苯酚、4-(2-羟基-异丙醇基)-2,6-二溴-苯酚、2,6-二溴-4-(2-丙烯基)-苯酚和2-溴-4(3羟基丙酸)-苯酚;不含溴单芳环产物邻苯二酚等。其中NY3菌及其单突变株NB1D和NB2D同时采用脱溴还原和异丙基裂解等两种途径启动TBBPA的降解,而双突变株NB12DD则仅采用异丙基断裂一种方式启动TBBPA的代谢,且代谢能力较差。本论文通过研究揭示了alk B1和alk B2基因在铜绿假单胞菌NY3降解TBBPA过程中的作用,并优化了各菌株降解TBBPA的条件,为该菌在溴系阻燃剂的环境污染修复奠定了基础。
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172

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本文编号：1181050