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Candida tropicalis激光育种技术及其降酚特性研究

姜岩  
【摘要】: 目前,生物法处理含酚工业废水正经历着从传统的混合微生物处理技术向纯培养微生物处理技术的转型阶段。本文利用传统的微生物育种技术从驯化的活性污泥中分离、纯化得到二株高活力苯酚降解菌,对二个菌株分别进行了鉴定,并对其中的热带假丝酵母菌进行了系统研究。 为提高所得野生型热带假丝酵母对酚类化合物的降解能力,本文利用He-Ne激光辐照热带假丝酵母,经过大量的平行性实验研究,发现在10mW10-15min、12.5mW10-15min和15mW10min的剂量范围内,可以产生较高的正变率。通过苯酚降解实验筛选出70株具有较高苯酚降解能力的正变株,对这70个正变株进行苯酚降解稳定性的考察,最终获得了具有最高苯酚降解能力和稳定遗传特性的突变株CTM2。 鉴于苯酚羟化酶和邻苯二酚双加氧酶在苯酚代谢中所发挥的决定性作用,本文考察了苯酚羟化酶和邻苯二酚双加氧酶的活力,发现二个酶在突变株CTM2中的活力都要高于其在野生型菌株中的活力,推测这一实验结果是由激光辐照所造成的。继而,本文对热带假丝酵母野生型和突变型的苯酚羟化酶基因序列进行了全序列克隆,首次获得了热带假丝酵母苯酚羟化酶的完整基因序列。通过基因序列比较发现,激光辐照后苯酚羟化酶有4个氨基酸发生了突变。另外,苯酚羟化酶的异源表达进一步证实了细胞在辐照后苯酚羟化酶的活力提高,从而揭示了激光诱变的生物学机理。 对比研究了野生型热带假丝酵母及其突变株CTM2降解苯酚、间甲酚及其4-氯酚的特性。其中,二株菌的最大苯酚降解能力分别达到2000和2600mg/L;最大细胞比生长速率分别为0.48和0.54 1/h。另外,分别在双底物生物降解系统中研究了野生株和突变株的底物降解特性。实验结果表明,间甲酚和4-氯酚对细胞的抑制作用远远大于苯酚的抑制,而一定浓度的苯酚存在可以促进菌体对间甲酚(或4-氯酚)的生物降解作用。最后,双底物动力学研究证实了本文所建立的动力学模型适合描述热带假丝酵母及其突变株CTM2的细胞生长和底物降解动力学行为。


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