一株具浮起特性的海洋微生物降解多環(huán)芳烴的初步研究.pdf

1、多環(huán)芳烴是一類帶苯環(huán)的有機化合物,具有穩(wěn)定、親脂、難降解、致畸、致癌等性質(zhì),極大的危害了海洋生物、生態(tài)環(huán)境和人類身體健康,已經(jīng)成為了各國政府和科研工作者高度關注的對象。隨著石化工業(yè)的迅猛發(fā)展,工業(yè)廢水、廢氣大量排放,多環(huán)芳烴含量也隨之急劇增加,導致近海環(huán)境污染、生態(tài)遭到嚴重破壞;而近些年時有發(fā)生的油輪泄油事件更使其周圍海域環(huán)境進一步惡化。微生物修復環(huán)境因其經(jīng)濟、高效和徹底而被譽為最好的環(huán)境修復方法。本論文擬在獲得對高分子量多環(huán)芳烴具有較

2、高降解效率海洋微生物的基礎上,進一步探討其降解特性和降解機制;研究結(jié)果將有助于開發(fā)高效實用的微生物修復環(huán)境方法,從而解決環(huán)境污染治理難問題。
　　首先從廈門海域表層沉積物中分離得到多株降解多環(huán)芳烴-芘的微生物,結(jié)合ERIC指紋圖譜分析與16SrDNA序列分析,確定其屬于三種不同的菌屬。菌株 P1、P5、P7屬于棒狀桿菌屬(Corynebacteriumsp.),菌株P2和P6屬于蒼白桿菌屬(Ochrobactrum sp.),菌株

3、P14屬于紅球菌屬(Rhodococcus sp.)。通過分析它們培養(yǎng)30天降解50mg/L芘的能力,發(fā)現(xiàn)降解效率最高的為菌株P14,降解率達31.7％。
　　菌株 P14經(jīng) BIOLOG微生物鑒定系統(tǒng)分析和常規(guī)生化反應鑒定,表現(xiàn)為觸酶陽性、生化反應不活潑。與BIOLOG數(shù)據(jù)庫比對,該菌株與紫紅紅球菌(Rhodococcusrhodochrous)的相似性較高,故命名為Rhodococcussp.P14。菌株P14既能降解低分子量

4、多環(huán)芳烴,也能降解高分子量多環(huán)芳烴:在以50mg/L多環(huán)芳烴為唯一碳源的培養(yǎng)基中生長30天后,對菲、芘、苯并芘的降解效率分別為43%、34%、30%。
　　Rhodococcus sp.P14在油類為唯一碳源的培養(yǎng)液中培養(yǎng)時,可以在12h內(nèi)凝集原油,使柴油、液體石蠟形成絮狀物質(zhì)。通過檢測培養(yǎng)液各層活菌數(shù)量,發(fā)現(xiàn)菌體大部分集中在油水界面,且油層在培養(yǎng)十五天后因分布了大量菌體而變?yōu)榻奂t色。這說明菌株P14具有浮起至油層的特性,有望解決

5、微生物修復油污染時,生物量被水體稀釋而降低修復效率的問題。
　　與在2216E培養(yǎng)基中生長相比,Rhodococcus sp. P14在以多環(huán)芳烴為唯一碳源和能源培養(yǎng)時,可溶性蛋白質(zhì)的表達出現(xiàn)差異:總蛋白數(shù)量減少,而特異蛋白質(zhì)表達增強。同時菌株P14在降解多環(huán)芳烴芘和苯并芘時,檢測到了高效的鄰苯二酚1,2雙加氧酶活性,比活力達1.16179 Units/mg、2.633 Units/mg。而在降解菲時,未檢測到鄰苯二酚加氧酶活性。

6、采用pBluescript SK質(zhì)粒在大腸桿菌DH5α中構建了Rhodococcus sp.P14部分基因組文庫,經(jīng)過藍白斑和PAHs選擇壓篩選,以及靛藍生成實驗驗證,證實克隆pBluescript SK-P14-817上存在降解芘的加氧酶基因。
　　課題組前期實驗構建了芘降解菌 Ochrobactrum sp.Pyr1部分基因組文庫,并篩選到陽性克隆子pBV220-Pyr1-38,本論文通過靛蘭生成實驗顯示其含有降解多環(huán)芳烴加氧