多氯联苯降解菌的筛选、鉴定及其降解特性研究

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1、分类号：Q93学号：201500370011硕士学位论文多氯联苯降解菌的筛选、鉴定及其降解特性研究Isolation,IdentificationandCharacterizationofaPCBs-degradingBacteria研究生姓名：孙桂婷指导教师：陈营（副教授）、胡晓珂（研究员）学科门类：理学专业名称：生物学论文提交日期：2018年4月1日I摘要多氯联苯(polychlorinatedbiphenyls，PCBs)分布广泛，组成复杂，其在金属催化剂作用下由联苯（BPH）逐步氯化而来，理论上有209种同

2、系物和异构体。因具有耐酸碱性、耐热性、电绝缘性等特点，曾作为阻燃剂、热载体、绝缘油等被广泛应用于生产生活中。PCBs由于具有难降解性、高毒性、生物富集性等环境特性，极易在环境和生物体内富集，对环境和人类的健康产生严重的危害，因而PCBs成为联合国环境规划署在全球优先控制的12种持久性有机污染物之一，对PCBs的降解是当前亟待解决的环境问题。近年来，对多氯联苯污染的生物修复一直是各国科学家研究的重点和难点，解决问题的关键是尽快找到能够高效降解PCBs的好氧降解菌。在本实验中，从富含联苯的河海交汇处底泥中筛选得到具有多

3、氯联苯降解能力的菌株，分别命名为P-6和P-6-5，对其进行细胞形态鉴定和16SrRNA序列分析；改变外界环境条件探究降解菌的生长受环境因素的影响；以多氯联苯单品和多氯联苯同系物的混合物作为降解体系中唯一的碳源和能源，探究降解菌对多氯联苯的降解效果；采用气相色谱分析的方法推测降解菌对不同氯取代位置的优先攻击性，得到实验所需各多氯联苯的出峰时间以及对多氯联苯关键代谢产物4-氯苯甲酸的验证和初步降解效果。本实验主要研究结果如下：（1）本实验从河海交汇处底泥中筛选得到两株具有多氯联苯降解能力的菌株，其中P-6是短棒状革兰

4、氏阴性菌，基因序列经过比对后发现与OchrobactrumanthropistrainATCC49188T(CP000758)有着99.63%的相似性，可以认为是同一种菌；P-6-5是椭球状革兰氏阴性菌，基因序列经过比对后发现与PseudomonasoceanistrainKX20T(KT449732.1)有99.15%的相似性，可以认为是同一种菌。（2）盐度和pH都能够在不同程度上影响降解菌的生长，OchrobactrumanthropistrainP-6和PseudomonasoceanistrainP-6-5

5、在pH为弱酸至弱碱环境中都能生存，最适生长pH接近于中性；菌株P-6和P-6-5的生长中均表现出一定的嗜盐性，在盐度为35g/L时生长状况最佳，这可能与两株菌筛选自河海交汇处有关，在其生长过程中表现了海水菌的特点，同时也为修复海洋中PCBs的污染提供了良好的开端。（3）在10%的接种量条件下，OchrobactrumanthropistrainP-6和PseudomonasIIoceanistrainP-6-5对10mg/LPCB3的降解率分别为92.4%和95.3%，联苯和4-氯联苯作为诱导剂对降解菌的生长和底物

6、降解作用明显，经过诱导剂的诱导作用，刺激细胞内降解相关酶系的产生，促进酶与底物结合的能力，从而促进对多氯联苯底物的降解效果。本实验研究的诱导剂对降解菌生长和底物代谢能力的促进作用强弱关系为PCB3>BPH>LB。降解菌的降解能力受初始底物浓度的影响明显，降解菌对底物的降解作用存在最适底物浓度范围，在此浓度范围内，降解菌具有最大底物降解量。在不同浓度下，降解菌的底物降解速率也不相同，菌株P-6的降解速率随着底物浓度的增加而增加，最大降解速率为250μg/L·h。而菌株P-6-5的降解速率随浓度的增加呈现先上升后下降的

7、趋势，最大降解速率为344.8μg/L·h。（4）OchrobactrumanthropistrainP-6和PseudomonasoceanistrainP-6-5对多氯联苯同系物的降解展现了宽广的底物适用范围，对毒性较大的对称型共平面多氯联苯，如2,2’,4,4’-四氯联苯，2,2’,5,5’-四氯联苯，2,2’,6,6’-四氯联苯都存在降解，尤其是菌株P-6的降解规律展现了与其他好氧降解菌的不同之处，优先降解对位氯取代的多氯联苯，这一发现对应用于实际土壤修复具有重要的意义。（5）对Ochrobactruman

8、thropistrainP-6和PseudomonasoceanistrainP-6-5的降解产物进行衍生化检测后发现，两株菌均能代谢产生4-氯苯甲酸。菌株P-6能进一步对4-氯苯甲酸产生降解，而菌株P-6-5对4-氯苯甲酸的降解作用不明显。推测降解菌P-6-5的降解途径可能与BPH降解途径类似，对多氯联苯的降解因为降解产物氯代苯甲酸的累积而受到抑制；菌株P