印度洋表層海水石油降解菌及其烷烴羥化酶AlkB的多樣性分析.pdf

1、目前，隨著海洋石油開采和石油運輸?shù)目焖侔l(fā)展，石油滲漏和溢油事故頻繁發(fā)生，由此產(chǎn)生的海洋石油污染給海洋環(huán)境和海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的影響。而利用微生物的降解作用來減少和清除海洋石油污染成為生物修復(fù)中重要的方法。因此，對石油降解菌的分離、鑒定及其石油降解關(guān)鍵酶（烷烴羥化酶）的研究，一方面具有重要的理論意義，另一方面具有潛在的應(yīng)用價值。
　　 本試驗以22個印度洋的表層海水為研究對象，用原油和柴油混合物(體積比1∶1)作為唯一的碳源和

2、能源進行富集，研究石油降解菌及其烷烴羥化酶的多樣性。
　　 首先，本研究利用平板涂布法研究石油降解菌群中可培養(yǎng)菌的多樣性。結(jié)果表明:12個降解菌群的優(yōu)勢類群為細菌，而剩余10個降解菌群的優(yōu)勢類群為酵母菌。12個降解菌群中共分離到91株細菌，它們歸屬于19個屬，30個種。基于16S rRNA基因的系統(tǒng)發(fā)育分析表明:在91株菌中，多數(shù)屬于Alaphaproteobacteria(40.66％)、Gammaproteobacteria

3、(35.16％)和Actinobacteria(17.58％)，少數(shù)屬于Firmicutes(5.49％)和Bacteroidetes(1.1％);優(yōu)勢屬為Alcanivorax、Salinicola、Marinobacter、Novosphingobium、Thalassospira和Microbacterium等。這表明印度洋表層海水中可培養(yǎng)石油降解菌的多樣性豐富。同時，7菌細菌，2株酵母菌Yarrowia lipolytica和P

4、ichia sp和部分菌群具有顯著的石油降解效果，因此具有潛在的應(yīng)用價值。
　　 其次，本研究利用454焦磷酸測序的方法分析了石油降解菌群中細菌的多樣性。結(jié)果表明:12個降解菌群包含7個綱的菌株，其中優(yōu)勢類群為Alaphaproteobacteria(37.10％)和Gammaproteobacteria(61.67％);在屬水平上，12個降解菌群包含58個屬，優(yōu)勢屬依次為Alcanivorax(37.03％)、Thalasso

5、spira(18.50％)、Marinobacter(13.77％)、Novosphingobium(11.90％)、Parvibaculum(4.86％)、Salinicola(2.74％)、Cobetia(2.63％)、Pseudomonas(2.60％)和Pseudoalteromonas(1.41％)等。同時，12個降解菌群中還存在許多豐富度較低的類群，如Muricauda、Achromobacter、Idiomarina和Rh

6、odococcus等，它們在石油降解過程中的地位和作用有待于進一步研究。另外，12個石油降解菌群的相似度分析和主成分分析表明:不同菌群結(jié)構(gòu)的相似性與采樣地點沒有一定的分布規(guī)律。
　　 最后，本研究利用克隆文庫的方法研究石油降解菌群中烷烴羥化酶的多樣性。從12個降解菌群中共獲得463個陽性克隆子，以氨基酸相似度80％作為劃分OPU的標(biāo)準(zhǔn)，463個克隆子共劃分為11個OPUs。其中優(yōu)勢的OPUs為OPU1(44.71％)和OPU2(

7、39.52％)，與其同源性最高的序列分別為Alcanivorax sp.S17-16(ACJ22719)和Uncultured bacterium KL2c09(AFC90113)，后者為Marinobacter，這與454焦磷酸高通量測序的優(yōu)勢菌株一致;OPU11與最高同源性序列的相似性僅為66.06％，為新穎的烷烴羥化酶AlkB序列。烷烴羥化酶AlkB的系統(tǒng)發(fā)育分析表明:烷烴羥化酶AlkB不但分布廣泛，而且多樣性豐富。