诺氟沙星胁迫下可异养海水小球藻对石油烃的降解特性研究

发布时间：2020-07-01 12:20

【摘要】：海洋溢油发生后,残存的石油烃对海洋生态系统造成了巨大的持久性损害,对海洋经济、渔业等造成损失的同时,也严重的危及了人类健康。目前,采用微生物修复技术处理海洋溢油已经成为国内外研究的热点。但大多数溢油事故发生在近海,由于近海养殖区抗生素的滥用,使得溢油的微生物修复更为复杂,且目前针对溢油的降解机理上不明确,因此,如何高效的对海洋溢油进行修复的同时,探究石油烃的降解机制成为了一个难题。本论文以溢油事故现场筛选出的普通海水小球藻为研究对象,以原油的降解率为指标,研究了小球藻在混养、异养条件下对石油烃的降解效果,并通过转录组测序分析的手段,探讨石油烃去除的可能机制。选取诺氟沙星作为为影响石油烃降解典型抗生素,研究了小球藻分别在抗生素、石油烃、抗生素与石油烃共同存在条件下,外源污染物对小球藻的生长影响,并对石油烃降解率、诺氟沙星降解率进行测定。探讨异养条件下,小球藻对抗生素和石油烃的降解情况以及小球藻的生长情况。所取得的主要结论如下:(1)在研究小球藻对石油烃的吸附作用时,发现吸附时间、生物量、原油浓度对小球藻的吸附效果均有影响。24 h后,2 mL的灭活普通小球藻对3 g/L的原油的吸附率约30%以内。通过小球藻对石油烃的生物降解实验可知,7 d后,混养、异养条件下的小球藻对浓度为3 g/L的石油烃的降解率最高,分别可达64.89%和70.53%。(2)从小球藻体内提取的粗酶液对石油烃有明显的降解效果。在光照条件下,7天后,烃降解率由45.86%提高到63.91%,提高了39.36%。当小球藻粗酶液与小球藻藻悬液共同作用于石油烃时,原油降解率由33.23%提高到73.68%,提高了121.73%。相反,无光条件下,粗酶液对小球藻降解石油起抑制作用。通过对小球藻进行转录组测序,对其差异表达基因进行分析后发现,小球藻对石油烃的降解机理可能为:在混养条件下,小球藻对石油烃的去除一部分源自于光催化的作用;在异养条件下,小球藻对石油烃的去除主要取决于微藻对石油烃的代谢作用。(3)小球藻可以适应较高浓度(1600μg/L)的诺氟沙星,且其能较好的在诺氟沙星存在的条件下生长。当诺氟沙星浓度在200μg/L时反而会促进小球藻的生长。通过转录组测序发现,添加诺氟沙星的实验组的DEGs“氮代谢”(21 Genes),且“微生物在不同环境中的代谢”DEGs(148 Genes)要远高于另外两组(只添加原油的组(11 Genes);添加原油和抗生素的组(19 Genes)),这表明抗生素的添加,一定程度上刺激了小球藻的代谢。在诺氟沙星的胁迫下,9 d后,小球藻对3 g/L石油烃的去除率最高可达93.51%,且此条件下,小球藻也可降解部分诺氟沙星,初始浓度为100、200、400、800、1600μg/L的抗生素生物降解率分别为:66.77%、52.86%、62.85%、56.89%和59.45%。通过对不同条件下的小球藻进行转录组测序,发现小球藻对石油烃和诺氟沙星的降解主要是酶参与的原因,且催化酶系和氧化酶系的作用最为主要。
【学位授予单位】：浙江海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X55
【图文】：

石油烃,小球藻,异养,吸附时间

图 2-1 不同吸附时间对异养小球藻吸附石油烃的影响ects of different adsorption time on oil hydrocarbon adsorption by heterotrophic C 2-1 可知，随着吸附时间的增加，小球藻对石油烃的吸附效率也相 18 h，吸附效率由 6.28%提高至 28.82%，提高了 358.92%。但从 18石油烃的吸附趋于稳定，其吸附效率稳定在 29%左右。物量对异养小球藻吸附石油烃的影响

石油烃,小球藻,异养,吸附效率

图 2-1 不同吸附时间对异养小球藻吸附石油烃的影响cts of different adsorption time on oil hydrocarbon adsorption by heterotrophic 2-1 可知，随着吸附时间的增加，小球藻对石油烃的吸附效率也18 h，吸附效率由 6.28%提高至 28.82%，提高了 358.92%。但从 1石油烃的吸附趋于稳定，其吸附效率稳定在 29%左右。物量对异养小球藻吸附石油烃的影响

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