海洋光合细菌分离鉴定及其累积PHB的初步研究

【摘要】：聚-β-羟基丁酸(简称PHB)是许多细菌在非平衡生长阶段细胞内碳源和能源的储藏物质。PHB除了有与化学合成塑料聚丙烯相似性外,还具有生物相容性和可降解性,所以PHB可以作为新型的生物降解塑料成为石油塑料的替代产品。但PHB生产的成本较高,不利于它的工业化生产。光合细菌作为一种应用较为广泛的净水制剂,可利用多种有机物在好氧、厌氧和微好氧条件下进行生长代谢,另外光合细菌还可在细胞内合成PHB。因此,将光合细菌处理有机废水与生产PHB技术结合起来具有广阔的应用前景。 本实验以青岛红岛养虾池底泥为研究对象,在厌氧条件下,对发酵微生物菌群进行富集。采用三层平板法(培养基-琼脂-固体石蜡)对光合细菌进行分离纯化,获得了1株光合细菌。运用分子生物学和生理生化的方法对菌株进行鉴定,初步鉴定为Rhodovulum sulfidophilum,并将该菌株定名为Rhodovulum sulfidophilumP5。 其次,本实验从营养物质、无机物质和光照强度方面对该菌株生长条件进行了优化,得出其最佳培养条件为：碳源为DL-苹果酸；氮源为蛋白胨；盐度为3%；pH值为7.5；光照强度为80μ.mol/m2-S。由于丙酮酸和氯化铵较适宜该菌生长,且价格便宜。因此,初步研究了其浓度对细胞生长的影响。实验结果表明该菌的最适生长浓度分别为6g/L(丙酮酸钠)和1.5g/L(氯化钱)。尤为特别的是该菌株对盐度和pH的耐受性,在盐度为0-7%,pH为5-10的情况下都能生存。 最后,初步研究了不同培养条件下Rhodovulum sulfidophilum P5细胞内累积PHB的情况,用紫外光谱法进行定量分析。得出该菌株在厌氧环境下累积PHB的最佳条件：丙酮酸钠为碳源,氯化铵为氮源,NaCl浓度为2.0%,pH为6.0,光照强度为40μmol/m2·S。其中在以丙酮酸钠为唯一碳源时,Rhodovulum sulfidophilum P5细胞体内可累积高达718.5mg/L,约占细胞干重的66.96%。 综上所述,Rhodovulum sulfidophilum P5可以作为利用工业废水和海水养殖废水生产PHB的候选工程菌株,有很高的研究和应用价值。