【摘要】：鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)是一類具有“三致”毒性的難降解的有機(jī)芳香污染物。DBP作為塑化劑常被用于各種工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中。目前已經(jīng)有證據(jù)表明,DBP能夠?qū)θ梭w,動(dòng)物,植物,微生物產(chǎn)生毒害作用,而殘存于環(huán)境中的DBP也可以通過食物網(wǎng)富集,最終影響人類的健康。因此,對(duì)于DBP的環(huán)境修復(fù)的研究刻不容緩。DBP的自然條件下的光解與水解發(fā)生都比較緩慢,目前DBP的降解主要靠環(huán)境中的微生物完成。但大多數(shù)功能微生物在降解DBP的過程中有可能會(huì)產(chǎn)生有毒的中間產(chǎn)物,或者一些微生物并不能完全降解DBP,它們?cè)趯BP降解為鄰苯二甲酸之后停止,而鄰苯二甲酸也是一種環(huán)境污染物。所以,對(duì)具有降解能力的菌株,研究它的代謝產(chǎn)物和降解DBP的代謝過程是極具環(huán)境修復(fù)價(jià)值。本試驗(yàn)以一株具有高效降解DBP能力的假單胞菌屬細(xì)菌DNB-S1為研究對(duì)象,分別研究該功能菌在兩種不同的碳源DBP(500mg/L)和葡萄糖(6g/L)存在的無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)代謝產(chǎn)物的變化。在24h時(shí)采集代謝物,并用LC-MS/MS技術(shù)對(duì)其代謝物進(jìn)行分析,比較不同碳源存在條件下功能菌株代謝DBP途徑的差異,采用代謝組學(xué)分析試驗(yàn)得到DBP降解等信息,進(jìn)一步對(duì)DNB-S1菌株代謝DBP的代謝機(jī)制進(jìn)行研究,并探究DBP降解菌對(duì)不同濃度中間代謝產(chǎn)物的應(yīng)答。經(jīng)過試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析,獲得了以下結(jié)果:經(jīng)過HPLC-MS/MS檢測(cè),質(zhì)譜下機(jī)數(shù)據(jù)中共鑒定到離子12689個(gè)。經(jīng)過T檢驗(yàn)分析,差異倍數(shù)分析,共篩選出1329個(gè)差異離子,這些差異離子即表現(xiàn)出差異的代謝產(chǎn)物。其中上調(diào)差異代謝物970個(gè),下調(diào)差異代謝物359個(gè)。對(duì)這些代謝物的類別進(jìn)行歸類分析發(fā)現(xiàn)它們大多為芳香化合物和脂類化合物。具體類別有苯環(huán)型化合物,脂質(zhì)及類脂質(zhì)分子,含有雜環(huán)的有機(jī)氧化合物,有機(jī)氧化合物,以及苯丙素類和聚酮化合物等。在這些差異代謝物中,有毒的中間代謝產(chǎn)物僅有3個(gè),其中包括鄰苯二甲酸,可以確定為菌株降解DBP時(shí)所產(chǎn)生。通過KEGG代謝路徑對(duì)比,這些差異代謝物主要參與的代謝通路集中在微生物在不同環(huán)境中的代謝通路和次生代謝產(chǎn)物生物合成通路等。具體的,在這些差異代謝產(chǎn)物中,參與氨基糖與核苷酸糖代謝的12個(gè),淀粉蔗糖代謝的10個(gè),糖酵解途徑4個(gè),碳代謝途徑6個(gè),且這些差異代謝物大多屬于內(nèi)源性化合物。通過KEGG數(shù)據(jù)庫比對(duì),找到了關(guān)于DBP降解途徑的重要中間產(chǎn)物:鄰苯二甲酸,水楊酸,4-羥基苯甲酸,粘糠酸等。可以確定DNB-S1菌株不僅具有高效降解DBP的能力,也具有完全礦化DBP,將DBP降解為CO2和H2O的能力。而DNB-S1菌株對(duì)于DBP的開環(huán)裂解途徑應(yīng)為原兒茶酸途徑和龍膽酸途徑。用2m M的龍膽酸,鄰苯二甲酸,原兒茶酸及正丁醇分別作為唯一碳源培養(yǎng)DNB-S1菌株,發(fā)現(xiàn)菌株DNB-S1并不能直接利用龍膽酸,鄰苯二甲酸,原兒茶酸,正丁醇作為唯一碳源生長。分別用不同濃度的龍膽酸,原兒茶酸及正丁醇培養(yǎng)菌株,探究這三種不同濃度的中間產(chǎn)物對(duì)于菌株DNB-S1生長能力以及DBP降解率的影響發(fā)現(xiàn):濃度為1、3m M的龍膽酸會(huì)促進(jìn)DNB-S1菌株生長,而用濃度為5mM的龍膽酸培養(yǎng)菌株,菌株在搖瓶試驗(yàn)的第48h開始生長。原兒茶酸與龍膽酸表現(xiàn)出相似的趨勢(shì)。而正丁醇會(huì)降低菌株的生長量與降解率。DNB-S1菌株,作為一株DBP高效降解菌,它可以通過龍膽酸途徑及原兒茶酸途徑降解DBP,并且能夠完全礦化DBP,生成二氧化碳和水。這使得DNB-S1菌株極具修復(fù)DBP污染環(huán)境的價(jià)值,因此,對(duì)功能菌株的DBP代謝調(diào)控的研究具有深遠(yuǎn)意義。
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【學(xué)位授予單位】：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X592;X172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2377972