本文關(guān)鍵詞：深海細(xì)菌Halomonas axialensis ACH-L-8的醛類降解功能分析及應(yīng)用研究

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【摘要】：醛類物質(zhì)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,雖然醛本身是一類生物體內(nèi)源性物質(zhì),但甲醛和乙醛等典型醛對(duì)生物體具有嚴(yán)重危害,是一類主要的環(huán)境污染物。課題組前期從深海水體富集樣品中分離篩選到多株可降解乙醛的深海微生物。其中,菌株Halomonas axialensis ACH-L-8對(duì)乙醛的耐受度可達(dá)1.5 g/L,并能以乙醛為唯一碳源進(jìn)行生長(zhǎng),同時(shí)對(duì)丙醛和丁醛等也具有一定的降解作用。本文對(duì)該菌株進(jìn)行了深入的研究,包括菌株對(duì)醛類物質(zhì)的降解能力分析;基因組測(cè)序及醛類降解機(jī)理的初步分析;醛類降解關(guān)鍵酶的純化和性質(zhì)分析;菌株細(xì)胞固定化技術(shù)應(yīng)用的初步探究等。主要結(jié)論如下:(1)ACH-L-8以4%的接種量在50 mL乙醛濃度為500 mg/L的基礎(chǔ)海水培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)到32 h生長(zhǎng)進(jìn)入對(duì)數(shù)期時(shí)乙醛降解率達(dá)到85%,最大細(xì)胞密度OD600可達(dá)2.5;(2)通過(guò)基因組測(cè)序獲得長(zhǎng)度為3,618,231 bp的基因序列,測(cè)序深度為239×,由183個(gè)Contigs拼接成155個(gè)scaffolds。全基因組中共有3,352個(gè)開(kāi)放閱讀框以及51個(gè)t RNA基因和3個(gè)rRNA基因得到注釋。菌株ACH-L-8的基因組中含有20個(gè)ALDH超家族基因,其中有3個(gè)基因編碼醛脫氫酶(aldehyde dehydrogenase),參與到14條醛類降解相關(guān)的代謝途徑中,包括糖酵解途徑、氨基酸代謝途徑以及脂肪酸代謝途徑等;(3)通過(guò)硫酸銨沉淀、陰離子交換層析以及凝膠過(guò)濾層析從ACH-L-8細(xì)胞破碎液中分離純化獲得一個(gè)分子量為60 kDa的醛脫氫酶(ALDH),純化倍數(shù)為141倍,比活力達(dá)到52.44U/mg,回收率為5.1%。醛脫氫酶的最適溫度為40°C,最適pH值為7.0,溫度在40°C以下,pH在7.0-8.0范圍內(nèi)酶活穩(wěn)定性最佳;K~+、Na~+、Li~+和Ca~(2+)金屬離子對(duì)該酶分別具有輕微的促進(jìn)作用,Ni~+、Mn~(2+)和Zn~(2+)分別具有不同程度的抑制作用;該酶對(duì)乙醛、丙醛和丁醛都具有較強(qiáng)的降解作用,對(duì)苯甲醛也具有一定的降解能力;(4)采用海藻酸鈉包埋法對(duì)ACH-L-8細(xì)胞進(jìn)行固定化,10 g培養(yǎng)12 h的細(xì)胞制成的固定化細(xì)胞顆粒,作用24 h的乙醛降解率可達(dá)73%;培養(yǎng)24 h的細(xì)胞固定化顆粒對(duì)乙醛的降解效率明顯高于生長(zhǎng)12 h的細(xì)胞固定化顆粒,作用24 h的降解率接近100%;生長(zhǎng)12 h的細(xì)胞固定化顆粒保存15 d后的降解效率有所降低,作用24 h乙醛降解率為58%。本論文研究結(jié)果表明ACH-L-8作為一株深海來(lái)源的微生物,具有較為突出的醛類物質(zhì)降解能力,在環(huán)境醛類污染治理具有較大的應(yīng)用潛力�；蚪M測(cè)序以及醛脫氫酶的純化為該菌株的具體應(yīng)用提供了理論依據(jù),固定化研究為該菌株在環(huán)境醛污染治理方面提供了一種可行性較高的方案,為將該菌株付諸實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X172

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