本文關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴嗜鹽降解菌的分離及芘降解機(jī)制的研究

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【摘要】：油田、三角洲海岸和海洋等鹽環(huán)境與石油工業(yè)緊密相連,因此特別容易受到石油污染。PAHs是石油烴中的一類(lèi)重要組分,因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和高疏水性而在環(huán)境中能長(zhǎng)期存在。生物降解被認(rèn)為是去除自然環(huán)境中PAHs的最有效途徑。但非嗜鹽微生物在鹽環(huán)境中可能因發(fā)生細(xì)胞液滲透壓失衡或細(xì)胞失活而失去PAHs降解能力。因此,分離高效降解PAHs的嗜鹽菌并研究其降解特性和降解機(jī)制對(duì)指導(dǎo)高鹽環(huán)境中PAHs的生物修復(fù)具有重要意義。本文以芘為唯一碳源和能源,利用5%鹽度的無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基從石油污染土壤中分離獲得4株降解菌株,經(jīng)16SrDNA測(cè)序鑒定并命名為T(mén)halassospira sp.strain TSL5-1、Thalassospira sp.strain TSL5-2、Baciallus sp.strain TSL5-3、alcanivorax sp.strain TSL5-4。選擇嗜鹽菌TSL5-1和TSL5-2為研究對(duì)象,分析其PAHs降解特性及環(huán)境因子對(duì)其降解PAHs的影響。結(jié)果表明,TSL5-1和TSL5-2均能降解菲、芘、熒蒽、苯并蒽等多種PAHs,TSL5-1還能以苯并芘為唯一碳源生長(zhǎng)。TSL5-1和TSL5-2均能在0.5%-19.5%鹽度范圍能降解芘,其中最適降解鹽度范圍分別為3%-5%和5%。微小的pH波動(dòng)會(huì)對(duì)兩株菌的芘降解產(chǎn)生顯著影響。而且中性培養(yǎng)溶液更有利于兩株菌的生長(zhǎng)和對(duì)芘的利用。酵母粉能促進(jìn)TSL5-1對(duì)芘和苯并芘的降解,但對(duì)TSL5-2的芘及苯并芘降解影響不大。蛋白胨能抑制TSL5-1對(duì)芘和苯并芘的降解,其中,對(duì)芘降解的抑制作用更為明顯。TSL5-2幾乎不能利用苯并芘,添加蛋白胨后,25d內(nèi)能將5mg/L的苯并芘降解38.2%。本文采用GC-MS檢測(cè)TSL5-1在降解芘過(guò)程中的中間產(chǎn)物并在此基礎(chǔ)上首次提出海旋菌的芘代謝途徑。結(jié)果顯示,TSL5-1的芘降解的初始羥基化發(fā)生在C-4和C-5位置上,且同時(shí)存在鄰苯二甲酸和水楊酸兩條平行的下游代謝途徑。TSL5-1的基因組存在一個(gè)與PAHs的下游降解途徑相關(guān)的基因簇(orf01905-01913),簇上基因共同參與完成將原兒茶酸降解至乙酰輔酶A和琥珀酰輔酶A的完整過(guò)程。此外,基因組上原兒茶酚-3,4-雙加氧酶和龍膽酸-1,2-雙加氧酶基因的存在從基因?qū)用嫔向?yàn)證了芘下游降解途徑中同時(shí)存在鄰苯二甲酸和水楊酸途徑。TSL5-1還含有20個(gè)與PAHs降解相關(guān)的脫毒基因,編碼谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶、O-甲基轉(zhuǎn)移酶、醌還原酶等。這些蛋白酶通過(guò)參與底物甲基化、還原醌類(lèi)物質(zhì)和解耦聯(lián)反應(yīng)等降低PAHs毒性。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：X172

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1223109