东北白腐真菌高效产酶及降解多环芳烃特征研究

发布时间：2020-03-28 20:57

【摘要】：近年来,随着科学技术的进步,工农业得到迅猛发展,同时也引发了一系列的环境污染问题,严重威胁着人类的生存环境和社会的发展进步。多环芳烃(PAHs)是一种广泛存在的持久性有机污染物,化石燃料过度使用等人为因素使得多环芳烃污被大量排放,并且多环芳烃毒性强、危害大,在自然界中性质稳定,难于降解。而白腐真菌具有较强的降解能力,其胞外降解的特性使其对多环芳烃有较好的降解效果。本文选取我国东北地区普遍存在的12种特色白腐真菌,通过对多环芳烃的降解筛选试验,得到4种高效降解菌—糙皮侧耳菌(Pleurotus ostreatus)、青顶拟多孔菌(Polyporellus picipes)、偏肿拟栓菌(Pseudotrametes gibbosa)、灵芝(Ganoderma luciduum),4种高效降解菌18d蒽的降解率均超过40%。通过响应面试验对4种高效降解菌的培养基中的碳源浓度、氮源浓度和pH进行优化,得出糙皮侧耳菌优化培养基主要成分配比为碳源9.49g/L,氮源0.93g/L, pH6.16;偏肿拟栓菌的优化培养基主要成分配比为碳源9.34g/L,氮源0.39g/L, pH6.26;灵芝的优化培养基主要成分配比为碳源36.85g/L,氮源4.88g/L, pH6.1;青顶拟多孔菌的优化培养基主要成分配比为碳源35.09g/L,氮源3.94g/L,pH4.12。不同菌种的最适合产酶条件不同,青顶拟多孔菌和偏肿拟栓菌的最适产酶条件为28℃,青顶拟多孔菌的最适摇床转速为160r/min,而偏肿拟栓菌的最适摇床转速为130r/min。在最优产酶条件下分别对不同菌种的生长和产酶过程进行研究,不同菌种间产酶周期、生长周期、酶活高峰及时间均不同。其中,青顶拟多孔菌的酶活峰值最高,最高酶活为138764.2U/L,偏肿拟栓菌的生物量峰值最高,为237.05mg,灵芝5d生物量出现最大值,糙皮侧耳菌7d酶活出现高峰。多环芳烃对菌种产酶量有促进作用,在加蒽环境下偏肿拟栓菌和青顶拟多孔菌酶活提前进入产酶峰值,糙皮侧耳菌和灵芝酶活峰值被推迟。利用4种高效降解菌对不同种类的多环芳烃进行降解试验,各菌种前、中、后三个时期对蒽的降解效果均好于芘；各菌种在不同时期的降解能力存在显著性差异,其中糙皮侧耳菌对蒽和芘的最终降解率仅为30.12%和22.76%；偏肿拟栓菌对蒽和芘最终降解率达到43.62%和24.26%,灵芝对蒽和芘最终降解率达到37.29%和38.35%,青顶拟多孔菌对蒽和芘的最终降解率为94.76%和57.53%。综上所述,青顶拟多孔菌在培养周期内产漆酶酶活峰值最高,并且在有蒽条件下其产酶能力得到促进,其对PAHs的降解作用最强,本研究为开发和利用本土白腐真菌生物资源提供了科学依据。
【图文】：

对比图,白腐真菌,空白样品,降解效果

加入50 ml马铃薯液体培养基，配制5 mg/L惠溶液。灭菌后，接种两片直径为10mm的菌片，每个样品做三个平行，设置空白样品。在28 °C、120 r/min条件下培养，降解周期为18 d，测定12种白腐真菌18 d对惠的降解效果。图2-1为经过18 d的降解过程后蒽在12种菌中残留率对比图。

白腐真菌,降解率,对花,菌种

图5-3降解后期高效白腐真菌对花的降解率在降解过程的最后阶段，菌种之间的降解效率差异极为显著，此阶段菌种的生长己经进入衰退期，菌体的生物量及分泌的酶活均呈回落趋势。因此，各菌种的降解率虽有提升但幅度己经明显减弱。各菌种的降解率虽有升高，，但升高的幅度较低。其中，糖皮侧耳菌和偏肿拟栓菌分别为7.61%和5.75%，青顶拟多孔菌的降解率增幅为9.1%，而灵芝的降解率增幅仅为3.61%，仅为中期的1/9。从应用的角度进一步证明灵芝和青顶拟多孔菌的处理花的最佳阶段为中期。因此，通过技术手段和方法延长菌种的高效作用期是提高白腐真菌作用效果的方式之一。现有技术表明，通过连续培养和持续投加污染底物的方式可以达到一定效果。5.3本章小结对比不同时期四种白腐真菌之间对两种PAHs的降解情况，从降解的不同时期来看，随着降解过程的进行，各菌种的降解率持续升高。大体上讲，降解过程的中期是菌种降解作用的高效期，但不同菌种在不同时期的表现差异明显。从菌种的角度看，在降解过程的各个时期，糖皮侧耳菌由于菌体产酶的限制对惠和
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X172;X505

【参考文献】