發(fā)布時間：2018-04-08 16:05

  本文選題：多環(huán)芳烴　切入點：生物降解　出處：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：多環(huán)芳烴(PAHs)是土壤環(huán)境中常見的一類持久性有機污染物。土壤中PAHs可通過揮發(fā)、光解、微生物降解等方式而去除,也可通過植物吸收積累作用而進入食物鏈,危害生態(tài)安全和人群健康。自然界中大部分細菌是以生物膜方式存在的,植物根表細菌生物膜可以減低土壤環(huán)境中污染物對植物的毒害作用并促進宿主植物生長。從植物根表篩選具有PAHs降解功能的細菌并將其定殖在植物根表,可在根表形成PAHs降解細菌生物膜;該生物膜對土壤中PAHs有阻隔和降解作用,這不僅有望降低植物吸收積累PAHs的污染風(fēng)險,還可提高根際土壤中PAHs的去除效率。本研究從PAHs污染場地健康植物根表篩選獲得了兩株具有PAHs降解功能的細菌(以下簡稱功能細菌),鑒定了功能細菌的分類地位,并研究了其生長和降解特性;明確了不同環(huán)境條件對功能細菌降解PAHs的影響,優(yōu)化了菌株降解PAHs的環(huán)境條件;分別用抗生素抗性標記和綠色熒光蛋白基因(gfp)標記對功能細菌進行標記,將其定殖在植物根表,研究了功能菌株在植物根表的定殖分布及其對植物吸收積累PAHs的影響;探討了表面活性劑作用下根表細菌生物膜對植物吸收積累PAHs的影響。主要研究成果如下:(1)從PAHs污染區(qū)健康植物牛筋草(Eleusineindica(L.)Gaertn.)根表分離獲得了兩株分別具有菲和芘降解功能的細菌。經(jīng)生理生化測定及16S rRNA基因序列同源性分析,確定兩株菌分別為具有菲降解能力的Diaphorobacter sp.Phe 15和具有花降解能力的Mycobacteriumsp.Pyr9。優(yōu)化了兩株功能菌株降解PAHs的環(huán)境條件。其中,菌株P(guān)he15降解菲的最適溫度為30℃C,最適pH值為7.0-10.0,該條件下2 d內(nèi)其對初始濃度為100 mg.L-1菲的降解率可達到97%以上。菌株P(guān)he15對150 mg·L-1濃度范圍內(nèi)的菲都具有良好的降解效果,且隨著接種量的增加,降解逐漸加快。菌株P(guān)yr9降解芘的最適溫度為3C℃,最適pH值為7.0-8.0,該條件下10 d能將初始濃度為50 mg·L-1的芘全部降解。芘濃度范圍為50-200mg·L-1時,芘濃度越高,Pyr9對芘的降解率越低;供試接種量范圍內(nèi)(5-20%),接種量越高,Pyr9對芘的降解越快。(2)分別用抗生素抗性標記和綠色熒光蛋白基因(gfp)標記對功能細菌Phe15和Pyr9進行了標記,并將其定殖在植物根表,研究了功能菌株在植物根表的定殖分布及其對植物吸收PAHs的影響。其中,菌株P(guān)he15對氨芐青霉素(75mg·L-1)和低濃度的氯霉素(25 mg·L-1)有抗性。利用這兩種抗性作為菌株P(guān)he15的篩選標記,采用灌根和浸種兩種定殖方式將菌株P(guān)he15定殖到三葉草根表。結(jié)果表明,菌株P(guān)he15在植物根表的定殖促進了三葉草的生長,同時降低了菲在三葉草體內(nèi)的濃度和積累量。兩種定殖方式均可降低三葉草體內(nèi)菲含量,且灌根方式要優(yōu)于浸種。同時,兩種定殖方式都能夠提高污染土壤中菲的去除率,且灌根方式下土壤中菲去除率更高。用綠色熒光蛋白基因(gfp)對菌株P(guān)yr9進行了標記,標記菌株(Pyr9-gfp)對芘的降解能力沒有顯著變化。掃描電子顯微鏡和激光掃描共聚焦顯微鏡照片表明,菌株P(guān)yr9-gfp可以在三葉草根表定殖并形成細菌生物膜。采用灌根方式將Pyr9-gfp定殖在三葉草根表,定殖在根表的Pyr9-gfp可以進入植物根部組織,并在植物體內(nèi)增殖,且數(shù)量隨土壤中花污染濃度的增加而增大。功能細菌Pyr9-gfp在三葉草根表的定殖可以顯著提高植物莖葉和根部生物量,降低植物體內(nèi)芘濃度、積累量及富集系數(shù),同時顯著提高了 土壤中芘的去除率。(3)向PAHs污染土壤中添加表面活性劑Tween 80,探究了 Tween 80作用下菌株P(guān)yr9在三葉草根表的定殖及其對植物吸收PAHs和根際PAHs去除的影響。供試Tween 80濃度范圍(100-1000 mg.kg-1)內(nèi),隨著Tween 80濃度升高,三葉草體內(nèi)Pyr9的數(shù)量變化不明顯,植物根部和莖葉生物量先增加后減小,Tween 80添加量為250 mg.kg-1時,植物生物量最大。相同處理條件下,灌根組植物生物量大于不接菌組,表明菌株P(guān)yr9在植物根表的定殖促進了植物生長。100-1000 mg.kg-1 Tween 80促進了植物對芘的吸收。Tween 80作用下,菌株P(guān)yr9在三葉草根表的定殖同樣可以降低三葉草體內(nèi)芘含量。添加 Tween 80增大了三葉草根際土壤中芘的去除率。添加量為0-500 mg.kg-1時,隨著Tween80添加量增加,土壤中芘的殘留量降低。同一 Tween80添加量下,灌根組(CPR)土壤中芘含量顯著低于不接種菌的植物組(CP)和接菌但未種植物組(CB),例如,Tween 80添加量為100 mg.kg-1時,CPR處理比CP和CB處理土壤中芘殘留量分別低12.8%和19.2%。Tween 80添加量為500 mg.kg-1時,CPR處理土壤中芘殘留量與污染土壤對照相比降低了 49.4%。
[Abstract]:In this paper , two strains of bacteria ( hereinafter referred to as functional bacteria ) with polycyclic aromatic hydrocarbon ( PAHs ) degradation function were obtained from the root of plant root , and the environmental conditions of PAHs in rhizosphere soil were optimized . ( 2 ) The bacteria Phe15 and Phe9 were labeled with antibiotic resistance and green fluorescent protein gene ( gfp ) respectively . The results showed that strain Phe15 was resistant to ampicillin ( 75 mg 路 L - 1 ) and low concentration of chloramphenicol ( 25 mg 路 L - 1 ) . ( 3 ) To add Tween 80 to PAHs contaminated soil , the effect of Tween 80 on the removal of pyrene in the rhizosphere soil of clover was investigated .

【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X172

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本文編號：1722332