偶氮染料降解菌株的分离鉴定及其降解特性研究

发布时间：2017-12-24 07:23

本文关键词：偶氮染料降解菌株的分离鉴定及其降解特性研究　出处：《安徽建筑大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：偶氮染料是目前使用量最大的一类合成染料,因其成本低廉和染色性能突出等优点被广泛应用于纺织、皮革、食品和化妆品等行业。偶氮染料具抗光、抗氧化能力,故能稳定存在于水体,致使水体色度增加,且影响水生生物的生存。此外,多数偶氮染料及其代谢的中间产物具致癌、致畸和致突变等毒害作用。因此,偶氮染料引起的水污染问题一直是国内外关注的焦点。偶氮染料废水的处理方式有很多,相对而言,生物法具有高效、安全、低能耗及环境友好等特点,因此,筛选出能够高效降解偶氮染料的微生物具有重要的实际意义。本研究着重于细菌的分离鉴定,并探究其生长降解特性,获得它的最适生长降解条件,同时对酶学特性进行初步探究,以期为染料废水的降解提供更充足的微生物资源,并为微生物降解的理论研究和实际应用提供有力的数据支持。本研究从长期受染料污染的环境中分离出两株能够高效降解脱色甲基红的菌株L-1和L-4。通过形态观察、生理生化特性以及16S rRNA基因序列分析,初步鉴定菌株L-1归属于发酵成对杆菌属(Dyadobacter sp.),菌株L-4则分属于副球菌属(Paracoccus sp.),均是首次从该菌属中分离出能够降解甲基红的菌株。菌株L-1与发酵成对杆菌属菌株D.fermentans DSM 18053~T、D.soil JCM 16232~T和D.beijingensis CGMCC 1.6375~T的相似性很高,分别达到了99.2%、98.9%和98.7%。菌株L-1的主要脂肪酸分支为iso-C15:0、C16:1ω5c、iso-C17:0 3-OH和summed feature3(C16:1ω7c and/or C16:1ω6c)。此外,C16:0、iso-C15:0 3-OH和C16:0 3-OH也是重要组成部分,与模式菌中的分布及含量很相近。菌株L-1的基因组DNA G+C mol%含量为51.3%。其与模式菌D.fermentans、D.soil和D.beijingensis的DNA-DNA杂交同源性分别为38.6±2.6%、41.2±1.8%和35.0±2.1%。综合上述结果,我们鉴定菌株L-1为Dyadobacter属的一个新种,并为其命名Dyadobacter jiangsuensis sp.nov.。本研究还对菌株L-4的最适生长条件进行了探索。通过实验发现,该菌株能够很好地利用各种碳氮源,在LB液体培养基中OD600nm能达到2.2左右。菌株的最适温度为30℃,最适pH为pH7.0。通气量对该菌株生长总体上是随着装液量的不断增大呈现出下降趋势,但影响却并不是很明显。部分金属离子对该菌株的生长有很强的抑制作用,其中Co~(~(2+))的抑制作用最强。菌株L-4的降解特性实验表明该菌株降解甲基红的适宜温度为25~30℃,适宜pH值为6.0~7.0,Zn~(2+)、Co~(2+)、Cu~(2+)、Ag+、Al~(3+)、Fe~(3+)、Fe~(2+)对甲基红的降解有较强地抑制作用。但通气量对菌株L-4影响较小,缺氧条件也可较好的降解甲基红,12h时装液量≥125m L,实验组降解率仍大于40%。该菌株对高浓度甲基红也具有良好的降解脱色能力,当始质量浓度≤200mg/L,24 h时,甲基红脱色率均保持在90%以上,300mg/L时,脱色率仍能达到43.35%。菌株L-4的酶学特性试验表明该酶一种组成型表达酶,主要分布在胞外,少量存在于周质空间。其最适酶学反应体系为:温度30℃,pH 7.0,在5m L的反应体系中加入粗酶量为100mL,反应时间持续15min。该酶在30℃以下,pH6.0~7.0时,酶均具有较高的稳定性,最高能达到95.98%。1mmol/L的Fe~(2+)能够促进该酶降解甲基红,而Ca~(2+)既不促进,也无抑制,其他的金属离子则具有不同程度的抑制作用。该酶在丙酮、甲醇和乙醇中最稳定,相对活力均在100%以上,乙醇达到116.88%。其他有机溶剂对该酶活力均具有抑制作用,其中三氯甲烷抑制效果最强,相对酶活力仅为9.09%。
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172

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