降解多环芳烃真菌的筛选及其性能的研究.pdf

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1、分类号：密级：公开学号：2015210562单位代码：10759石河子大学硕士学位论文降解多环芳烃真菌的筛选及其性能的研究学位申请人田晶指导教师徐小琳副教授申请学位类别工程硕士专业名称化学工程研究领域污染物控制与减排技术所在学院化学化工学院中国·新疆·石河子2018年6月ScreeningandCharacteristicsofPolycylicAromaticHydrocarbonsDegradationFungiADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFu

2、lfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByTianJing(ChemicalEngineering)DissertationSupervisor:Prof.XuXiaoliJune,2018摘要多环芳烃是环境中最常见的污染物之一，不仅会损害生态环境，而且还可能通过生物富集对人类产生致畸、致癌、致突变作用。因真菌独特的丝状结构特征使其能够适应特殊的生长环境，更易于在复合污染环境中存活，它们通过自身分泌的酶及胞外聚合物系统作用于多环芳烃。在本研

3、究中，首先通过筛选高效降解多环芳烃的真菌，考察真菌分泌的胞外酶和胞外聚合物对多环芳烃降解效果的影响；其次研究菌株的生长特性和耐受性，同时通过菌株复配考察混合体系对多环芳烃的降解；最后通过环境扫描电子显微镜，总有机碳分析仪和傅里叶红外光谱分析菌株胞外聚合物的结构与组成。研究结果如下：（1）菌株的筛选及鉴定：以蒽为唯一碳源和能源筛选得到降解菌AD-X-1和APD-X-1，经18SrDNA测序初步鉴定：AD-X-1为黄曲霉菌，命名为AspergillusflavusstrainAD-X-1（简称AD-X-1），其GenBan

4、k序列的登陆号是MG251740，保藏编号为CGMCCNo.15392。APD-X-1为产黄青霉菌，命名为PenicilliumchrysogenumstrainAPD-X-1（简称APD-X-1），其GenBank序列的登陆号是MG770611，保藏编号为CGMCCNo.15393。两株真菌都以降解为主去除多环芳烃，其胞外聚合物对降解蒽有一定促进作用，且木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶参与蒽的降解。（2）菌株降解条件的优化：菌株AD-X-1在温度35°C，转速170r/min，pH值为7的最佳条件72h对蒽的降解率可达

5、88%；菌株APD-X-1在温度30°C，转速170r/min，pH值为7的最佳条件下，84h时对蒽的降解率最高为65%。耐受性实验结果：菌株AD-X-1和APD-X-1均可耐受不同浓度的2+3+2+2+2+重金属离子（Cu、Cr、Pb、Mn、Cd）；当盐度为9%时，菌株AD-X-1对蒽的降解率仍保持在50%，菌株APD-X-1的降解率则为32%；除蒽、菲外，两株真菌还可去除四环的芘和苯并蒽、五环的二苯并蒽。将两株真菌按1:0.25的比例接种时，72h降解率可达90%；EPS含量可达1389mg/kg，与单一菌株EPS

6、含量（AD-X-1：1286mg/kg；APD-X-1：1215mg/kg）相比明显增加；而在15%的盐浓度下，其降解率还可维持在48%。（3）菌株胞外聚合物分析：蒽诱导后，两株真菌的总TOC含量分别为1400mg/L和1089mg/L，糖类为880mg/L和705mg/L、蛋白质为540mg/L和494mg/L、腐殖酸为291mg/L和183mg/L，DNA的含量较少分别为5mg/L和3mg/L；其EPS粉末结构都变得疏松且多孔；通过红外谱图分析到氨基酸的C-N的伸缩振动、磷酸酯和糖环中-C-O的伸缩振动及蛋白质中C

7、(N)=O和N-H功能基团，说明蛋白质、多糖、腐殖质等构成了EPS的主要成分。本研究筛选得到两株蒽降解菌具有较高的耐受性，且EPS可促进菌株的降解，混合菌株可提高EPS含量的增加且耐盐性更高，此混合体系的菌株可为多环芳烃生物降解提供可靠的菌种保障技术。关键词：真菌；多环芳烃；耐盐；胞外聚合物IAbstractPolycyclicaromatichydrocarbonsareoneofthemostcommonpollutantsintheenvironment.Theynotonlydamagetheecologica

8、lenvironment,butalsomaycauseteratogenic,carcinogenicandmutageniceffectsonhumansthroughbioaccumulation.Theuniquefilamentousstructureofthefungusallowsittoadapttoapartic