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《西安建筑科技大学》 2018年
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成晶节杆菌NT16降解多环芳烃和含氧多环芳烃的特性及机理研究

赵龙妹  
【摘要】:多环芳烃是普遍存在于环境中的一种持久性有机污染物,在生物降解过程中可转化为毒性更高、且易积累的含氧多环芳烃,从而给生态环境和人类健康带来危害。节杆菌是土壤环境中广泛存在的一类革兰氏阳性菌,其生物降解功能突出,越来越受到研究学者的关注。本文以课题组前期分离筛选出的成晶节杆菌NT16为受试菌,研究了其降解多环芳烃和含氧多环芳烃的特性及机理。本论文以萘、菲、芘、1-羟基-2-萘甲酸(1H2NA)和1-萘酚为主要研究对象,以液液萃取为样品的预处理方法,以液相色谱、TOC测定仪、紫外分光光谱、三维荧光光谱、气相色谱-质谱联用仪等分析手段,获得以下成果:(1)NT16菌可代谢多环芳烃、含氧多环芳烃、糖类及表面活性剂等多种碳源,能在高达2000 mg/L的萘、菲、芘高毒溶液中顽强生长。在多环芳烃碳源上通过二次或三次生长,最大生长量OD600nm可达到1.22-1.42,并能随培养时间的延长,不断降解和矿化萘、菲、芘。从降解液紫外、荧光光谱变化趋势也证实了多环芳烃在不断被降解,且转化产物不断积累。(2)NT16菌能以50 mg/L的1H2NA为唯一碳源和能源生长,最大生长量OD600nm达0.77,细胞生长与1H2NA降解同步进行。该菌通过邻位开环裂解将1H2NA转化成4-(2'-羧基苯基)-2-氧-3-丁烯酸产物。降解条件优化结果为:接菌量10%,初始p H为9,硝酸铵为氮源,需要足够的氧化性硫源,1H2NA适合生长浓度为50 mg/L。(3)共存丁二酸、丙二酸碳源,可显著提高NT16菌降解和矿化1H2NA的能力,120 h时,使体系中细胞生长量分别提高53%和62%,还可使1H2NA的降解效率分别提高9%和7%,并同时加速1H2NA碳源的矿化。(4)尽管1-萘酚对NT16菌细胞生长有明显的毒性,但50 mg/L的1-萘酚条件下,该菌仍能顽强生长。NT16菌胞内含1H2NA羟化酶、邻位开环裂解酶、脱羧酶,水杨酸羟化酶,邻苯二酚开环裂解酶等5种分解1H2NA的氧化酶。启动NT16菌降解1H2NA的是羟化酶。仅以1H2NA为碳源时,细胞中除1H2NA脱羧酶活未检出外,其余4种酶活均较高;共存丙二酸、丁二酸可提高细胞氧化酶的表达量,尤其是细胞中蛋白大小为14.3KDa、25KDa、45KDa、60KDa或97.2KDa的表达得到提高。本论文的研究结果为认识节杆菌降解多环芳烃的规律,并将为该类菌应用于污染环境的修复奠定基础。
【学位授予单位】:西安建筑科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X592;X172

【参考文献】
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