兩株高效尼古丁降解菌的分離鑒定及其尼古丁代謝途徑的分析.pdf

1、根據(jù)尼古丁污染的現(xiàn)狀和治理的需要，本文圍繞尼古丁的微生物降解這一主題，對尼古丁高效降解菌進行分離篩選鑒定，并對分離菌株的降解特性和尼古丁代謝途徑開展了研究，所得結果分述如下：
　　 (1)從煙草廢棄物中篩選到2株尼古丁高效降解菌，并分別命名為菌株TW和菌株TY。經形態(tài)學、生理生化、Biolog系統(tǒng)分析以及基于16S rRNA部分序列的系統(tǒng)發(fā)育分析鑒定，菌株TW和菌株TY分別屬于不動桿菌屬(Acinetobactersp)和鞘氨醇

2、單胞菌屬(Sphingomonas sp.)。菌株的尼古丁降解特性實驗結果表明，菌株TW和TY可以尼古丁為惟一碳源、氮源和能源進行生長；菌株TW降解尼古丁的最適條件范圍為培養(yǎng)溫度25°C-37°C，無機鹽培養(yǎng)基(ISM)初始pH7.0-8.0，TY降解尼古丁的最適條件范圍為培養(yǎng)溫度25°C-30°C，ISM初始pH6.0;在最適條件下，菌體細胞生長和尼古丁降解的動力學研究表明，菌株TW和TY可分別在12 h和18h內完全降解ISM中1.

3、0 g/L的尼古丁。此外，本文就菌株TW和TY對4種常用煙堿類殺蟲劑的抗性和降解能力進行了研究。結果表明，在添加煙堿類殺蟲劑的ISM中菌株TW的尼古丁降解能力沒有受到任何影響，而菌株TY的尼古丁降解能力明顯受培養(yǎng)基中噻蟲嗪添加的影響；菌株TW和TY具有一定的降解被測殺蟲劑的能力。菌株TW和TY具有的這些特征使它們非常適合應用于環(huán)境中煙草廢棄物污染的綜合治理。
　　 (2)采用NMR、MS/MS、FT-IR、GC-MS、HPLC、

4、LC-MS/MS等分析檢測方法，對菌株TW和TY代謝尼古丁的中間產物進行了鑒定，并對其可能的尼古丁代謝途徑進行了推測。結果表明，菌株TW對尼古丁的代謝主要沿著已報道的吡咯途徑進行。此外還檢測到了吡咯途徑中沒有報道的尼古提林以及去甲尼古丁和麥斯明。推測菌株TW中可能存在一條以上尼古丁代謝途徑，或者在細胞的不同生長狀態(tài)采取不同的途徑代謝尼古丁，這對尼古丁的快速降解十分有利。菌株TY代謝尼古丁首先是吡啶環(huán)6位羥基化生成6-羥基尼古丁，然后依次

5、經過6-羥基-N-甲基麥斯明和66-羥基假氧化尼古丁轉化為6-羥基-3-琥珀酰吡啶?？梢娋闠Y是沿著不同于吡啶途徑或吡咯途徑的新途徑代謝尼古丁。利用GC-MS方法在菌株TY的培養(yǎng)液中還檢測到了麥斯明、可鐵寧和2，3-聯(lián)吡啶。此外，在菌株TW和TY代謝尼古丁的過程中還產生了一種從未報道過的新的物質3-(1-methyl-2，3-dihydro-1H-pyrrol-2-yl)-pyridine，這種物質為N-甲基麥斯明的結構類似物。這些發(fā)