根瘤菌5-28的鑒定及其尼古丁代謝途徑的研究.pdf

1、尼古丁(Nicotine)是影響煙葉品質(zhì)的重要因素之一,也是一種環(huán)境有毒物質(zhì),是煙草工業(yè)廢水和煙草廢棄物中的主要有害成分。尼古丁能溶于水,極易滲入到地下水中造成污染。隨著人們健康意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng),有效地控制卷煙產(chǎn)品和環(huán)境中的尼古丁含量,對(duì)于維護(hù)人類(lèi)健康和生態(tài)平衡有著深遠(yuǎn)的意義。本研究從長(zhǎng)期種植煙草的土壤中分離得到一株具有降解尼古丁能力的細(xì)菌,對(duì)這株細(xì)菌進(jìn)行了鑒定并研究了其最適尼古丁降解條件,通過(guò)HPLC和LC-MS對(duì)該細(xì)菌降解尼

2、古丁的代謝過(guò)程進(jìn)行了分析,并對(duì)部分尼古丁代謝產(chǎn)物進(jìn)行了鑒定。
　　本論文的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　(1)尼古丁降解細(xì)菌的篩選、分離及鑒定。以尼古丁為唯一碳氮源,從長(zhǎng)期種植煙草的七個(gè)土壤樣品中篩選分離得到一株具有穩(wěn)定降解尼古丁能力的菌株5-28。根據(jù)16S rRNA基因序列比對(duì)結(jié)果,該菌株屬于根瘤菌(Sinorhizobium sp.)。
　　(2)尼古丁降解細(xì)菌5-28生長(zhǎng)和降解尼古丁的最適條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示菌株5-2

3、8的生長(zhǎng)及其降解尼古丁的能力受到多種因素的影響,該細(xì)菌能耐受2.5g/L的尼古丁,降解尼古丁的最適培養(yǎng)條件為:尼古丁濃度為1.5g/L,pH4.0和溫度25℃。
　　(3)尼古丁降解細(xì)菌5-28休止細(xì)胞降解尼古丁能力的測(cè)定。分別制備5-28菌株的尼古丁誘導(dǎo)型和非誘導(dǎo)型休止細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)兩種休止細(xì)胞都具有高效降解純尼古丁的能力。其中尼古丁誘導(dǎo)型休止細(xì)胞的尼古丁降解速率更高,僅用6h就能將初始濃度1g/L的純尼古丁完全降解;同樣,在使用煙

4、葉作為尼古丁來(lái)源的時(shí)候,誘導(dǎo)型休止細(xì)胞也表現(xiàn)出很強(qiáng)的降解能力,6h內(nèi)尼古丁的降解效率可達(dá)到80％以上。
　　(4)尼古丁降解細(xì)菌5-28尼古丁代謝產(chǎn)物的初步分析和鑒定。通過(guò)HPLC和LC-MS方法對(duì)菌株5-28不同時(shí)間點(diǎn)的尼古丁代謝產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè),得到兩種尼古丁的代謝產(chǎn)物6-羥基-L-煙堿和6-羥基-N-甲基麥斯明;而且5-28菌株在代謝尼古丁的過(guò)程中沒(méi)有明顯的色素產(chǎn)生,由此推測(cè)菌株5-28降解尼古丁的途徑類(lèi)似于嗜煙堿節(jié)桿菌(Art