【摘要】：土霉素(OTC)是一種被廣泛應(yīng)用于人類醫(yī)藥和動物獸藥以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的四環(huán)素類抗生素。近年來的土霉素生產(chǎn)企業(yè)和畜牧業(yè)周圍含有大量的土霉素廢棄物,環(huán)境和人類健康造成了威脅。因此土霉素的污染問題有待解決。但是土霉素的不穩(wěn)定性極大的增大了物理化學(xué)法處理土霉素污染物的難度。相比于物理方法和化學(xué)方法降解環(huán)境中的抗生素,微生物處理方法既快速又高效,而且還可以有效地避免化學(xué)處理帶來的二次污染和物理方法的高成本。本研究利用從長期受土霉素污染的土壤中篩選出來的一株高效降解菌株來去除水體和土壤中的土霉素。本文系統(tǒng)的研究了水體和土壤環(huán)境介質(zhì)中的土霉素降解路徑及其影響因素。對水體中的常見的抗生素抗性基因(Antibiotic Resistace Genes,ARGs)和土壤中的微生物群落變化以及抗性基因的變化進行實時監(jiān)測,探討了受土霉素污染的水體和土壤中,抗性基因的變化趨勢。此外,對于土壤反應(yīng)系統(tǒng)中微生物群落與土霉素之間進行了研究。具體結(jié)果如下:(1)利用土霉素生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的藥渣中篩選出的一株能夠降解土霉素的細菌-T4,被鑒定為假單胞菌。T4菌對OTC降解條件進行優(yōu)化,0.1%Fe~(3+)可以明顯的促進OTC的微生物降解。建立了在Fe~(3+)的作用下,底物濃度為50 mg L~(-1),溫度為40℃,pH=7的條件下,OTC的降解率可達到80.96%。將該方法應(yīng)用到實際的池塘水、工業(yè)廢水和養(yǎng)殖用水中,OTC的去除率都可超過88.00%。(2)在水體介質(zhì)中,對4種常見的四環(huán)素類抗生素抗性基因tet(M),tet(A),tet(O)和tet(W)進行實時熒光定量檢測,檢測結(jié)果表明在水體介質(zhì)中并未發(fā)現(xiàn)有這4種抗性基因的存在。由于在水體環(huán)境介質(zhì)中OTC的水解是必不可免的,通過利用UPLC-Q-TOF分析降解產(chǎn)物推導(dǎo)出OTC的水解路徑和微生物降解路徑和6種反應(yīng)類型,主要包括烯醇-酮轉(zhuǎn)化、羥基化、脫水、脫氨基、脫甲基化和脫碳基。(3)在土壤介質(zhì)中,主要重點研究了不同處理的土壤、土壤中OTC的底物濃度和溫度對于外加微生物降解OTC的影響。實驗結(jié)果能表明,在未滅菌土壤、2.5 mg kg~(-1)、30℃的條件下,OTC的去除效果最好,降解率可達到68.53%。通過高通量測序技術(shù)對土壤中微生物群落的變化進行檢測,主要的優(yōu)勢菌群為變形菌門、厚壁菌門、擬桿菌門、酸桿菌門和芽單孢菌。隨著反應(yīng)時間的進行變形菌門、擬桿菌門、酸桿菌門和芽單孢菌均顯著增加,其中,變形菌門在控制組中的數(shù)目基本保持不變,在實驗組組中增加的幅度最大,達到11.99%,擬桿菌門、酸桿菌門和芽單孢菌在控制組分別增加了17.03%,6.53%,4.16%,實驗組分別增加了20.72%,9.45%,5.83%。因此,T4菌降解土壤中的OTC可能與土壤中的變形菌門、擬桿菌門、酸桿菌門和芽單孢菌有關(guān)。(4)對反應(yīng)過程中的13種四環(huán)素類抗生素抗性基因tet(A)、tet(B)、tet(C)、tet(G)、tet(H)、tet(K)、tet(L)、tet(M)、tet(O)、tet(Q)、tet(W)、tet(X)和tet(Z)進行檢測。第0天,tet(X)在2個處理中均被檢測到,且實驗組中的含量高于控制組。隨著反應(yīng)時間的延長tet(G)、tet(M)、tet(Q)和tet(Z)在2組實驗中逐漸被檢測到,且其數(shù)量逐漸增多,其中tet(G)含量最多,且實驗組明顯高于控制組。通過利用UPLC-Q-TOF分析降解產(chǎn)物推導(dǎo)出2條OTC的微生物降解路徑。
【學(xué)位授予單位】：貴州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X172
【圖文】：

圖 2-7 加 Fe3+與不加 Fe3+溶液中 OTC 的相對豐度Fig.2-7 Relative abundance of OTC in solution with or without Fe3+OTC 水解路徑通過 UPLC/Q-TOT/MS 分析檢測出 3 條水解路徑（2-8）和 3條微生物降解路徑（2-9）。質(zhì)譜法被用來進一步鑒定的副產(chǎn)物，從而推導(dǎo)出它們

39圖 3-5 門水平控制組土壤中微生物群落變化g. 3-5 Soil microbial community changes in the phylum horizontal control gr

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本文編號：2721238