多环芳烃嗜盐降解菌的分离及芘降解机制的研究

发布时间：2017-11-24 18:05

  本文关键词：多环芳烃嗜盐降解菌的分离及芘降解机制的研究

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【摘要】：油田、三角洲海岸和海洋等盐环境与石油工业紧密相连,因此特别容易受到石油污染。PAHs是石油烃中的一类重要组分,因其结构稳定和高疏水性而在环境中能长期存在。生物降解被认为是去除自然环境中PAHs的最有效途径。但非嗜盐微生物在盐环境中可能因发生细胞液渗透压失衡或细胞失活而失去PAHs降解能力。因此,分离高效降解PAHs的嗜盐菌并研究其降解特性和降解机制对指导高盐环境中PAHs的生物修复具有重要意义。本文以芘为唯一碳源和能源,利用5%盐度的无机盐培养基从石油污染土壤中分离获得4株降解菌株,经16SrDNA测序鉴定并命名为Thalassospira sp.strain TSL5-1、Thalassospira sp.strain TSL5-2、Baciallus sp.strain TSL5-3、alcanivorax sp.strain TSL5-4。选择嗜盐菌TSL5-1和TSL5-2为研究对象,分析其PAHs降解特性及环境因子对其降解PAHs的影响。结果表明,TSL5-1和TSL5-2均能降解菲、芘、荧蒽、苯并蒽等多种PAHs,TSL5-1还能以苯并芘为唯一碳源生长。TSL5-1和TSL5-2均能在0.5%-19.5%盐度范围能降解芘,其中最适降解盐度范围分别为3%-5%和5%。微小的pH波动会对两株菌的芘降解产生显著影响。而且中性培养溶液更有利于两株菌的生长和对芘的利用。酵母粉能促进TSL5-1对芘和苯并芘的降解,但对TSL5-2的芘及苯并芘降解影响不大。蛋白胨能抑制TSL5-1对芘和苯并芘的降解,其中,对芘降解的抑制作用更为明显。TSL5-2几乎不能利用苯并芘,添加蛋白胨后,25d内能将5mg/L的苯并芘降解38.2%。本文采用GC-MS检测TSL5-1在降解芘过程中的中间产物并在此基础上首次提出海旋菌的芘代谢途径。结果显示,TSL5-1的芘降解的初始羟基化发生在C-4和C-5位置上,且同时存在邻苯二甲酸和水杨酸两条平行的下游代谢途径。TSL5-1的基因组存在一个与PAHs的下游降解途径相关的基因簇(orf01905-01913),簇上基因共同参与完成将原儿茶酸降解至乙酰辅酶A和琥珀酰辅酶A的完整过程。此外,基因组上原儿茶酚-3,4-双加氧酶和龙胆酸-1,2-双加氧酶基因的存在从基因层面上验证了芘下游降解途径中同时存在邻苯二甲酸和水杨酸途径。TSL5-1还含有20个与PAHs降解相关的脱毒基因,编码谷胱甘肽S-转移酶、O-甲基转移酶、醌还原酶等。这些蛋白酶通过参与底物甲基化、还原醌类物质和解耦联反应等降低PAHs毒性。
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X172

【参考文献】

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本文编号：1223109