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《天津科技大学》 2018年
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不动杆菌属石油降解菌关键基因分析及降解石油烃研究

杨劼  
【摘要】:海洋石油污染对海洋生态环境造成恶劣影响,传统的物理、化学处理方法存在不彻底或副作用大的隐患,而生物手段通过投放以石油烃为能量来源的微生物至被污染海域来分解海面浮油,在快速地降解掉石油的同时不产生二次污染,是处理该类问题的理想途径,因此,对石油降解菌的研究正在世界范围广泛展开。Acinetobacter sp.Tust-DM21(GeneBank KX390866)是本实验室前期从渤海湾海洋石油勘探船废油收集区采集的水油混合样中分离出的一株高效石油降解菌,发现其对短、中、长链烷烃均有很强的降解效果,故对其进行了全基因组测序。本文根据其基因组数据,对Tust-DM21菌株的必需基因的数量和分布状况进行了预测。同时,发现基因组中含有常见中短链烷烃降解基因AlkB和长链烷烃降解基因AlmA,因此,挑选了同属的4株同样含有这两个基因的不动杆菌进行了比较基因组研究,包括系统进化和共线性分析,以及对它们的ORF、基因岛、前噬菌体、CRISPR、启动子及转录因子结合位点等进行了分析和比较。为了明确Tust-DM21最适宜降解的温度、pH条件,将它们在不同温度、pH下培养144h,通过GC-MS内标法测定石油烃各组分的变化情况,并计算其降解率,明确了 Tust-DM21的最佳降解条件。通过降解率测定,得知144h后对中链烷烃降解率达97.5%,对长链烷烃降解率达98.5%,对环烃为81%,对芳香烃为87%,对石油的各组分都显示出了优秀的降解能力。为了对AlkB和AlmA在降解过程中的表达情况有更深入的了解,将降解时间为上述7个生长时间段的菌体进行Real time-PCR分析,研究这两个基因在144h内的表达趋势。论文结论:Acinetobactersp.Tust-DM21的必需基因主要集中于在碳水化合物代谢、能量代谢、翻译和氨基酸合成等方面,而且GO功能分类表明,这些功能基因与石油降解相关;基因组含有2754个ORF、2个完整前噬菌体和3个不完整前噬菌体、10个基因岛、3个CRISPRs;其中有两个基因岛与前噬菌体有关;Acinetobacter sp.Tust-DM21的最佳降解条件为35℃、pH8.5,对中、长链烷烃降解效果最佳;对AlkB和AlmA基因进行Real time-PCR实验,发现两个降解基因的表达量均呈高—低—高的趋势,与生长和降解趋势大体吻合,证明了其对石油的降解力与AlkB和AlmA的上调表达存在关联。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X172;X55

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