多環(huán)芳烴菲對微生物生態(tài)毒理研究、菲降解菌的分離鑒定及降解基因克隆與表達(dá).pdf

1、多環(huán)芳烴(Polycyclic aromatic hydrocarbon,PAHs)在環(huán)境中分布廣泛,極易在環(huán)境中累積并可通過食物鏈傳遞,對人類健康和生態(tài)環(huán)境具有很大危害性.菲因具有獨特的化學(xué)結(jié)構(gòu),成為PAHs研究中的模式化合物,菲污染的研究不僅有利于污染環(huán)境中菲的去除,還可為其它PAHs污染的防治提供有價值的資料.該文全面探討了菲污染對淹水稻田土壤的微生物生態(tài)毒性效應(yīng)并分離到兩株菲降解細(xì)菌,對其進(jìn)行了鑒定以及系統(tǒng)發(fā)育研究,同時進(jìn)行了降

2、解特性和降解基因克隆及表達(dá)方面的研究,為建立有效的菲污染預(yù)警指標(biāo)體系和菲降解微生物的有效利用提供有益的參考.該研究所獲主要結(jié)論如下:1、以杭州臨平鎮(zhèn)附近農(nóng)田水稻土為材料,采用室內(nèi)培養(yǎng)方法系統(tǒng)研究了不同程度的菲污染對淹水稻田土壤可培養(yǎng)微生物種群以及酶活性動態(tài)變化過程的影響.2、從石油污染土壤中篩選分離到2株菲降解菌株,分別命名為ZX4和EVA17菌株.通過細(xì)菌形態(tài)學(xué)觀察,生理生化測試,碳源利用實驗(Biolog),G+Cmol%含量分析,

3、全細(xì)胞脂肪酸分析以及16SrDNA和ITS序列同源性分析,證明兩株菲降解細(xì)菌應(yīng)屬于鞘氨醇單胞菌屬細(xì)菌.3、2株菲降解菌都具有良好的pH和菲含量適應(yīng)性,菌株ZX4可以轉(zhuǎn)化吲哚產(chǎn)生靛藍(lán).底物試驗結(jié)果和降解酶(水楊酸羥化酶和鄰苯二酚2,3-雙加氧酶)活性的測定表明,2菌株可能都是通過水楊酸途徑來降解菲.該文結(jié)果也顯示GST酶與多環(huán)芳烴的降解有關(guān),并且2菌株的GST酶都具有與CDNB結(jié)合的活性.4、根據(jù)已知序列設(shè)計引物在菌株EVA17中擴增得到

4、芳香環(huán)羥化雙加氧酶鐵硫蛋白α亞基編碼基因,該基因全長1368bp,編碼455個氨基酸.蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)顯示其具有Rieske-型[2Fe-2S]中心和單核鐵原子結(jié)合域這兩個在酶的催化功能上具有重要作用的保守結(jié)構(gòu).并且其氨基酸序列與來自Sphingomonas sp.P2的鐵硫蛋白α亞基同源性最高.5、通過對降解菌株ZX4降解基因的克隆轉(zhuǎn)化以及序列分析,得到間位裂解操縱子的部分基因及其鄰近基因,并探知它們基因排列順序依次為編碼谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶

5、基因、編碼2-羥粘糠酸半醛水解酶基因以及鄰苯二酚2,3-雙加氧酶基因.6、根據(jù)已知序列設(shè)計引物,自菌株EVAl7中克隆得到谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶基因,該基因片段全長606bp,編碼201個氨基酸殘基,基因核酸序列與Sphingomonas sp.P2和Sphingomonas paucimobilis EPA505的GST編碼基因序列同源性最高.7、設(shè)計GST編碼基因保守區(qū)引物在PAHs降解菌株和PAHs污染土壤中的成功擴增,說明該實驗設(shè)計