铜绿假单胞菌NY3胞外活性物降解多环芳烃的特性及机理研究

发布时间：2020-06-20 07:56

【摘要】：铜绿假单胞菌可高效快速降解烷烃、芳烃及卤代芳烃等疏水、难降解有机污染物,是环境场地污染生物修复的常用菌株。研究结果表明,铜绿假单胞菌对有机污染物高效降解的能力既源于其胞内完善的氧化酶系,又与胞外丰富的分泌物密切相关。目前,对于铜绿假单胞菌降解能力的研究主要集中于胞内酶及其胞外分泌的鼠李糖脂,而对胞外其它小分子分活性物,如吩嗪、螯铁蛋白等的研究却鲜有报道。本文从NY3菌高分泌不同小分子活性物的胞外液入手,研究其中活性小分子对多环芳烃和含氧多环芳烃的降解特性,研究工作具有理论价值。本文主要以菲为模式污染物,采用高效液相色谱(HPLC)、高效液相色谱质谱联用仪(HPLC-MS)、气相色谱质谱联用仪(GC-MS)以及可生化性测定等为研究手段,获得以下主要成果:(1)NY3菌在LB培养基中生长时,可高产绿脓菌素(Pyo)、吩嗪-1-酰胺(Pcn)、吩嗪-1-羧酸(Pca)等吩嗪(PHCs),且生长上清液可有效持续地降解菲,72 h后的降解率可达46.13%。该胞外液降解菲是通过3-苯基乳酸途径进行,预降解菲溶液可生化性升高。(2)NY3菌在M9缺铁培养基中生长时,生长液中含大量螯铁蛋白(PCH),该生长液与铁配合,亦可有效降解菲。菲降解率与PCH和铁投加比例有关。该胞外液预降解菲的溶液可生化性随预降解时间延长不断提高。其对菲的降解途径为2-乙烯基-1-萘甲酸途径。(3)常见的铜绿假单胞菌胞外吩嗪Pyo,Pca,Pcn,Hpe等与还原性辅酶NADH配合,均可引起菲的降解,其中Pyo对菲的降解速率最高。其降解菲是通过2’2-联苯二甲醛途径,与高产吩嗪的NY3菌胞外液对菲的降解产物相似,其机理都是通过吩嗪与NADH反应产生的羟基自由基引发的氧化转化。对于含氧PAH,如2,3-萘二酚,可通过Pyo与NADH反应产生的自由基进行降解。(4)Fe Cl3与提纯后的PCH配合可降解菲,Fe Cl3与PCH浓度比为1:2~2:1范围时,Fe PCH对菲的降解率最高,24 h的降解率可达40%,TOC去除率可达19.55%。菲降解是通过2-乙基-1-萘甲酸途径的,其降解机理为Fe PCH催化产生的羟基自由基引发的菲的降解。预降解菲后溶液的可生化性明显提高。NY3菌分泌的胞外小分子活性物PHCs与PCH,均可与胞外液中普遍存在的其他组分配合,降解PAHs类污染物,在胞外提高难降解碳源的可生化性。本论文结果为全面了解微生物降解有机污染物的机理及污染环境修复可提供理论依据。
【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】：2018
【分类号】：X172
【图文】：

图 3.1 种子液中 NY3 菌的生长曲线及 Pyo 分泌特性物质种类繁多，多达 600 多种，为了探究 NY3 菌物质，按照 2.4.7 中所述方法，培养菌体，选择高采样，离心取上清液，固相萃取浓缩，洗脱后，

图 3.2NY3 菌胞外液中小分子活性物的液相色谱分离图表 3-1 NY3 菌胞外液中主要活性物的质谱信息及鉴定结果物质编号 保留时间(min) 主要离子峰(m/z) 生物结构式 活性物名

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 高闯;张全;王继锋;;萘降解菌的筛选及其对多环芳烃的降解[J];化工环保;2015年01期

2 路薇;罗娜;董文;马艳玲;;一株降解荧蒽的铜绿假单胞菌的筛选鉴定及其特性[J];环境科学学报;2015年11期

3 伍凤姬;张梦露;郭楚玲;廖长君;陈梅芹;党志;;菌源对多环芳烃降解菌的筛选及降解性能的影响[J];环境工程学报;2014年08期

4 戴群莹;彭娟;董旭东;;多环芳烃对人类健康影响的研究进展[J];重庆医学;2014年21期

5 王英丽;林庆祺;李宇;杨秀虹;王诗忠;仇荣亮;;产铁载体根际菌在植物修复重金属污染土壤中的应用潜力[J];应用生态学报;2013年07期

6 曹艳;王娟;张跃进;汪志刚;;典型土壤中多环芳烃纵向迁移过程模拟研究[J];上海环境科学;2012年02期

7 田文杰;赵芳妮;何绪文;李发生;;模拟酸雨对工业污染场地表层土壤中多环芳烃释放的影响[J];环境化学;2012年04期

8 林晖;胡勇有;张潇予;郭艳平;李文杰;冯聪;;不同组分鼠李糖脂的胶束性质及其对三氯生的增溶作用[J];环境科学学报;2011年12期

9 姜萍萍;郭楚玲;党志;卢桂宁;易筱筠;杨琛;;鼠李糖脂与疏水底物及其降解菌的相互作用[J];环境科学;2011年07期

10 姜萍萍;党志;卢桂宁;易筱筠;杨琛;郭楚玲;;鼠李糖脂对假单胞菌GP3A降解芘的性能及细胞表面性质的影响[J];环境科学学报;2011年03期

相关博士学位论文 前6条

1 聂红云;铜绿假单胞菌NY3胞外小分子活性物及其促进烃类降解的作用机制研究[D];西安建筑科技大学;2017年

2 马静;多环芳烃降解菌的筛选、降解机理及降解性能研究[D];大连理工大学;2013年

3 李琦;鼠李糖脂强化石油污染土壤植物—微生物联合修复研究[D];西安建筑科技大学;2011年

4 赵和平;菲降解菌分离鉴定、降解基因克隆与表达及菲跨膜作用研究[D];同济大学;2007年

5 梁生康;鼠李糖脂生物表面活性剂对石油烃污染物生物降解影响的研究[D];中国海洋大学;2005年

6 夏颖;多环芳烃菲对微生物生态毒理研究、菲降解菌的分离鉴定及降解基因克隆与表达[D];浙江大学;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 肖婷;NY3菌胞外活性小分子对其降解烃效率的影响及作用机理[D];西安建筑科技大学;2017年

2 陈军;苯酚生物降解开环裂解方式影响因素及其对矿化效率的促进作用[D];西安建筑科技大学;2017年

3 罗小艳;Massilia sp.WF1对菲的降解特性研究[D];浙江大学;2015年

4 刘沙沙;Pseudomonas sp. fz胞外好氧降解四溴双酚A机理研究[D];大连理工大学;2014年

5 陈明华;低氧条件下多环芳烃降解菌的筛选及降解特性研究[D];东华大学;2014年

6 陈志丹;多环芳烃芘降解菌的筛选、鉴定及邻苯二酚-2，3-双加氧酶基因克隆与表达[D];新疆大学;2013年

7 常虹;铜绿假单胞菌NY3对高浓度油污泥液相处理技术研究[D];西安建筑科技大学;2012年

8 沈小娟;铜绿假单胞菌NY3降解多环芳烃的特性研究[D];西安建筑科技大学;2012年

9 刘超;铜绿假单胞菌NY3产表面活性剂发酵条件优化及表面活性剂性能研究[D];西安建筑科技大学;2011年

10 孙海波;多环芳烃降解菌的筛选、鉴定，降解特性及邻苯二酚-2，3-双加氧酶的初步研究[D];山东大学;2009年

本文编号：2722111