一株新型氨氮降解菌株的分離鑒定及相關(guān)功能基因的克隆.pdf

1、氨氮是水體中主要的污染物之一，是引起水質(zhì)惡化、導(dǎo)致養(yǎng)殖水體中水生動物大量死亡的主要原因。生物脫氮法是被公認(rèn)為更經(jīng)濟(jì)、有效、對環(huán)境影響小的方法，也是最有發(fā)展前途的污水處理方法。但傳統(tǒng)生物脫氮途經(jīng)一般要經(jīng)過好氧硝化和缺氧反硝化兩個過程，工藝復(fù)雜，成本高，因此分離同時具有硝化、反硝化能力的異養(yǎng)硝化菌，并進(jìn)行基因改造，實(shí)現(xiàn)低成本氨氮污染水體的修復(fù)，已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。 本論文采用以氨氮為唯一氮源的異養(yǎng)硝化培養(yǎng)基，通過極度稀釋和劃線分

2、離等方法，篩選獲得一株能高效降解氨氮的菌株NP1。經(jīng)光鏡和掃描電鏡觀察、生理生化鑒定和16SrRNA基因同源性分析證明：NP1菌株為中華根瘤菌(Sinorhizobiumsp.)。代謝產(chǎn)物分析表明：NP1在氨氮降解中無硝酸鹽、亞硝酸鹽、羥胺等有毒物質(zhì)的積累，氨氮能通過同化作用或異化成含氮?dú)怏w去除。 NP1理化性質(zhì)實(shí)驗結(jié)果表明：(1)不同有機(jī)碳源對NP1脫氮影響不同，對不同有機(jī)碳源的利用能力大小為：乙酸鈉＞琥珀酸鈉＞檸檬酸鈉＞丙酸

3、鈉＞蔗糖＞乳糖＞酒石酸鉀鈉＞乙醇(2)NP1低溫下氨氮降解能力高，高溫下降解能力低。最適氨氮降解溫度范圍寬，在20～30℃間，氨氮降解效率無顯著差異；37℃降解能力降低2/3以上。(3)NP1在pH5～8范圍內(nèi)均有較好的脫氮效果，但在酸性條件下菌株生長有一適應(yīng)期。(4)NP1能適應(yīng)的C/N范圍較寬，在C/N1～10范圍內(nèi)均有很好的脫氮效果。(5)NP1在最適條件下48小時對氨氮的降解率接近100％。 采用同源克隆技術(shù)，對NP1降

4、解氨氮的關(guān)鍵酶基因進(jìn)行了克隆，分別獲得氨單加氧酶基因(amo)片段，含Cu型亞硝酸鹽還原酶基因片段和周質(zhì)硝酸鹽還原酶大亞基NapA基因片段。相關(guān)序列測定及相似性分析表明：amo基因片段與幾株中華根瘤菌屬菌株的疑是氨單加氧酶基因相似性較高，但與自養(yǎng)硝化菌的氨單加氧酶基因無相似性，與已報道的異養(yǎng)硝化菌的疑是氨單加氧酶基因也只在小部分區(qū)段具有一定的相似性，這表明克隆到的NP1菌株的氨單加氧酶與已報道的其他硝化菌的氨單加氧酶存在較大差異。序列跨