芳香族污染物降解菌的分離及降解機(jī)理研究.pdf

1、含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的芳香族化合物普遍存在于自然環(huán)境中，同時(shí)也包含了許多人工合成的化工原料，廣泛應(yīng)用于工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。芳香族化合物種類(lèi)繁多且使用量大，部分芳香族化合物在環(huán)境中長(zhǎng)期殘留，對(duì)生態(tài)環(huán)境及人體健康形成了巨大的威脅。微生物降解因其高效、低成本和安全的特點(diǎn)成為污染環(huán)境生物修復(fù)的主要方式。
　　本研究從長(zhǎng)期受芳香族化合物污染化工廠廢水處理池的淤泥中分離獲得一株對(duì)硝基苯酚降解菌YC-RL1，該菌株能在60小時(shí)將100 mg/L的對(duì)

2、硝基苯的降解96.2％。通過(guò)菌落形態(tài)與菌體形態(tài)觀察、BIOLOG分析及16S rDNA序列的系統(tǒng)發(fā)育分析，將菌株YC-RL1鑒定為節(jié)桿菌（Arthrobacter sp.YC-RL1）。通過(guò)單因素分析研究了不同環(huán)境條件對(duì)菌株降解對(duì)硝基苯酚能力的影響，結(jié)果表明菌株YC-RL1對(duì)培養(yǎng)溫度(20～40℃)、初始pH(6～9)及鹽離子濃度(＜70 g/L)都具有較寬的耐受范圍，適當(dāng)添加葡萄糖可顯著提高菌株的降解能力(≤7.5 g/L)，培養(yǎng)轉(zhuǎn)速

3、及菌株的接種量對(duì)降解無(wú)顯著影響。利用響應(yīng)面分析方法對(duì)顯著影響菌株降解能力的因素（培養(yǎng)溫度、初始pH及葡萄糖添加）進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了最優(yōu)降解條件為初始pH7.5、培養(yǎng)溫度30℃并額外添加5.3 g/L葡萄糖。底物譜分析表明，菌株YC-RL1可高效降解對(duì)二甲苯、聯(lián)苯、雙酚A、菲和萘。通過(guò)高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析檢測(cè)了菌株YC-RL1降解對(duì)硝基苯酚過(guò)程中產(chǎn)生的代謝中間產(chǎn)物，確定了菌株YC-RL1通過(guò)偏苯三酚將對(duì)硝基苯酚徹底降解并利用。通過(guò)模擬

4、土壤修復(fù)及發(fā)酵罐模擬廢水處理探索了菌株的實(shí)際應(yīng)用潛能，結(jié)果表明菌株具有良好的應(yīng)用潛能。菌體的結(jié)構(gòu)特征表明菌株YC-RL1具有趨化性的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)（頂生鞭毛），通過(guò)平板趨化性及土壤趨化性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了菌株對(duì)對(duì)硝基苯酚的趨化性。
　　采用第三代測(cè)序技術(shù)（PacBio測(cè)序平臺(tái)）對(duì)菌株YC-RL1的全基因組序列進(jìn)行了測(cè)定，獲得了菌株的全基因組序列(CP013297)。菌株YC-RL1含有一個(gè)環(huán)狀基因組(3.8 Mb，G+C含量64.26％)和兩個(gè)

5、質(zhì)粒（plasmid01，112Kb，G+C含量57.81％; plasmid02，59Kb，G+C含量58.96％）。對(duì)基因組中編碼序列(CDS)進(jìn)行預(yù)測(cè)得3，578個(gè)CDS，其中3，469個(gè)CDS被注釋到公共數(shù)據(jù)庫(kù)(COG、GO、KEGG等)。通過(guò)比較基因組學(xué)分析對(duì)參與芳香族化合物降解的基因，尤其是苯環(huán)雙加氧酶基因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，獲得5個(gè)編碼苯環(huán)雙加氧酶的基因，涉及兒茶酚、聯(lián)苯、原兒茶酸和對(duì)硝基苯酚的降解過(guò)程。通過(guò)代謝產(chǎn)物分析獲得