PAEs降解菌筛选及一株根瘤菌降解特性与基因组学分析的研究

发布时间：2019-03-26 16:39

【摘要】：邻苯二甲酸酯类物质(PAEs),作为增塑剂在多种化学产品如聚氯乙烯PVC和聚乙烯中得到非常广泛的应用,该类化合物已经成为全球范围内广泛存在的环境污染物。一些PAEs及其降解代谢产物作为内分泌干扰物干扰人类和动物的生殖系统,从而对人类产生潜在的危害。PAEs的水解、光催化及挥发是非常缓慢的,而生物降解具有能耗低、效率高、环境友好等优点,已成为消除环境中PAEs污染的重要途径之一。本研究从农科院大棚土样筛选出多株能够利用PAEs为唯一碳源生长的菌株,分别命名为LMB-1、LMB-2、LMB-3和LMB-4。根据16S rRNA基因序列测序分析结果,LMB-1被鉴定为根瘤菌属,LMB-2和LMB-4被鉴定为假单胞菌属,LMB-3被鉴定为链霉菌属。它们对DEHP的降解率分别为90.32%(LMB-1),81.05%(LMB-2),78.79%(LMB-3)和29.74%(LMB-4)。与其它3株菌相比,根瘤菌具有更高的降解率,因此我们对LMB-1降解特性、代谢途径及基因组学进行了深入探究。研究表明LMB-1是G-的短杆好氧菌,在TSB和100 mg/L DBP无机盐培养基中生长至对数期时菌体大小分别为0.5-0.7μm×1.4～2.0μm和0.6～0.7μm×1.2～1.4μm。降解底物范围研究结果表明Rhizobium sp.LMB-1不仅能够快速降解短侧链的DMP、DEP和DBP,甚至能够降解长侧链的DEHP(分子摩尔量为390.56g/mol),并且随着侧链增长,LMB-1降解能力有所下降。LMB-1降解DBP的最适温度为37℃,最适pH为6.0。降解动力学实验揭示当DBP初始浓度低于200mg/L时,Rhizobium sp. LMB-1对DBP的降解符合一级动力学方程,DBP降解曲线及LMB-1细胞生长结果表明培养基中DBP浓度过高可能会抑制微生物代谢及生长。DBP在Rhizobium sp. LMB-1中的代谢途径是首先通过p-氧化生成DEP,而DEP随后通过去甲基和酯基水解方式生成PA,LMB-1能够对PA进行开环和进一步代谢。利用Illumina Miseq2000测序平台测定了Rhizobium sp. LMB-1的全基因组序列(GenBank登录号JZUD00000000.1)。基于LMB-1测序数据组装结果,可知Rhizobium sp. LMB-1的基因组大小为4,518,228 bp, GC含量59.18%,基因组含有4959个基因,共有2648个功能基因的功能得到了预测,被注释到23个COG簇中。KEGG数据库分析得到195个代谢图。预测得到3个与p-氧化相关的单加氧酶、4个酯酶以及涉及原儿茶酸代谢途径的基因簇。
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【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172

【参考文献】