深海PAHs降解菌的多樣性分析及重要降解菌的分子生物學研究.pdf

1、多環(huán)芳烴(PAHs)是指分子中含有兩個或兩個以上苯環(huán)的烴類，在環(huán)境中持久存在，具有廣泛的毒性、致突變性、致癌性。該論文主要對近海及深海環(huán)境中的多環(huán)芳烴(PAHs)降解菌的多樣性和所分離獲得的重要PAHs降解菌進行研究。 第一部分，近海菲降解菌的研究：以菲為唯一碳源和能源從廈門近海海水樣品中篩選到一株能夠降解多種PAHs的細菌。16SrDNA序列同源性分析表明它可能屬于新鞘氨醇桿菌屬(Novosphingobiumsp.phe-

2、8)。采用氣相色譜-質譜聯(lián)用測定了該菌對菲、芘的降解率，發(fā)現(xiàn)：起始濃度為100mg/L的菲在三周內幾乎完全被降解；起始濃度為10mg/L的芘在5d內幾乎完全被降解。根據(jù)已經(jīng)報道的PAHs起始雙加氧酶大亞基基因序列，設計了一對簡并引物，并PCR擴增得到了約700bp的基因片段。比對結果顯示它同已報導的一株降解菌NovosphingobiumaromaticivoransF199質粒上的bphAlf基因相似度最高，達到98.26％，該基因編

3、碼的蛋白推斷是萘或聯(lián)苯雙加氧酶大亞基。以PCR產(chǎn)物為模板制備DNA探針，Southern雜交表明：該基因位于其質粒DNA上。 第二部分，西太平洋深海沉積物中芘降解細菌的研究：從西太平洋深海沉積物富集得到一個芘降解菌群并從該菌群中分離、鑒定了一株關鍵降解菌。以萘作為揮發(fā)性碳源，從菌群中分離得到了一株萘降解菌P1。16SrDNA序列分析證明該菌為解環(huán)菌(Cycloclasticussp.)，與其他已知種的相似性都在99％以上。碳源

4、范圍研究發(fā)現(xiàn)，它可以利用的PAHs包括：萘、2-甲基萘、2，6-二甲基萘、苊、菲、蒽、芴、氧芴、硫芴、芘、聯(lián)苯；但是它不能利用熒蒽、chrysene和苯并芘作為碳源。此外，它也不能利用苯、甲苯與二甲苯及常見的PAH降解中間物作為碳源；但是可以在乙酸鈉、丙酸鈉、L-谷氨酸鈉為碳源的培養(yǎng)基中生長。P1在碳源利用方面跟解環(huán)菌屬其他已知種有很多差別，其中最重要的差別是它能夠利用芘作為唯一碳源和能源生長。這也是目前唯一報道的來自深海的芘降解菌。通

5、過設計引物、PCR擴增從其基因組DNA中克隆得到了兩個基因片段，分別包括：編碼PAHs起始雙加氧酶ISP組分大、小亞基的兩個基因和編碼鐵氧還蛋白、鐵氧還蛋白還原酶的兩個基因。1.9K的PCR擴增片段與A5中同源片段的整體相似度為98.85％；而1.4K的擴增片段與A5中同源片段的整體相似度為99.7％。根據(jù)文獻報道和P1的碳源利用特性分析，這些基因編碼的酶可能并不參與芘的降解，而極有可能含有其他降解酶基因。 第三部分，大西洋沉

6、積物中PAHs降解菌的研究：以PAHs混合物(萘、菲、芘)為碳源富集得到了5個不同的PAHs降解菌群。采用DGGE(16SrDNA的V3區(qū)序列)、單菌篩選、平板菌落計數(shù)相結合的方法對這些菌群的結構進行了解析。通過單菌和菌群的DGGE條帶對應，確定可培養(yǎng)優(yōu)勢菌主要有：跟Pseudoalteromonasganghwensis、Novosphingobiumpentaromativorans、Marinobacterkoreensis、Ma

7、rinobactervinulentu、Halomonasmeridiana、Alcanivoraxvenusti、Alcanivoraxdieselolei、Tistrellamobilis、Thalassospiralucentensis近緣的菌種，其中Pseudoalteromonas、Novosphingobium、Marinobacter、Halomonas屬的細菌都有報道過的PAHs降解菌。Alcanivorax屬的細菌是報

8、道過的非常重要的烷烴降解菌。而跟Tistrellamobilis、Thalassospiralucentensis近緣的菌種則沒有PAHs降解的有關報道。同時對DGGE圖譜中沒有和已分離單菌對應的菌群條帶進行回收測序，確定的未培養(yǎng)優(yōu)勢菌主要有：解環(huán)菌屬、食烷菌屬的多株細菌、跟Thalassospiralucentensis、Alteromonaslitorea、Marinobactersediminum、aarinobacteriumg