一株MC降解菌的分離鑒定及其降解特性研究.pdf

1、富營(yíng)養(yǎng)化引起藻類(lèi)尤其是藍(lán)藻的過(guò)度繁殖，暴發(fā)水華。近年來(lái)，藍(lán)藻水華頻發(fā)于我國(guó)的富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的湖泊、河流和水庫(kù)。藍(lán)藻的暴發(fā)危害水生生態(tài)系統(tǒng)，產(chǎn)生的微囊藻毒素（MC）具有強(qiáng)烈的肝毒性，對(duì)人類(lèi)及水生生物造成巨大威脅。MC具有特殊的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，傳統(tǒng)的水處理方法無(wú)法將其有效的去除。已有的研究表明，一些特殊的微生物能夠快速的將MC降解。迄今，有關(guān)微生物對(duì)MC的降解研究主要集中于MC降解菌的分離純化、降解特性及降解機(jī)理三方面。盡管已知環(huán)境中可能存在多種

2、MC降解途徑，但是目前闡明的只有1條。為了全面了解MC在環(huán)境中的微生物降解途徑，需要分離出更多的MC降解菌，以便尋找新的MC降解途徑。本文采用富集培養(yǎng)及平板涂布技術(shù)，從巢湖沉積物中分離出1株能高效降解MCLR的細(xì)菌CH，對(duì)該菌進(jìn)行了形態(tài)鑒定、分子鑒定及降解特性研究，并通過(guò)研究其酶降解途徑、檢測(cè)mlrA、mlrB、mlrC、mlrD4個(gè)降解基因，初步考察了該菌降解MCLR的機(jī)理，具體的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下。
　?。?）經(jīng)過(guò)3次富集培養(yǎng)

3、，5次平板分離，從巢湖沉積物中分離得到1株MC降解菌，命名為CH。掃描電鏡觀測(cè)結(jié)果表明，CH菌為短桿狀，細(xì)胞大小為(1~2)μm×(0.1~0.3)μm。該菌為革蘭氏陰性菌。CH菌的系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果表明CH菌屬于β變形菌綱下的Paucibacter屬。
　?。?）CH菌降解MCLR的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該菌在無(wú)機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中能以MCLR為唯一的碳源和能源進(jìn)行代謝和生長(zhǎng)，10h內(nèi)可將11.6μg·mL-1的MCLR降解至檢測(cè)限下，降解速

4、率為1.16μg·mL-1·h-1，降解后CH菌生物量有較大幅度的增加。CH菌降解MCLR最優(yōu)條件為pH7~9、溫度25~35℃，該條件下MCLR在10h內(nèi)降解至檢測(cè)限下。pH低于6的酸性條件下（pH=5），MCLR幾乎不降解，pH高于9的堿性條件下（pH=10、11），MCLR的降解受到明顯抑制，需要50h MCLR才降解完全。以葡萄糖作為外加碳源可抑制CH菌對(duì)MCLR的降解，而添加NaNO3對(duì)CH菌降解MCLR無(wú)顯著影響。CH菌在好

5、氧條件下能快速降解MCLR，而厭氧條件下不具有MCLR降解活性。
　?。?）CH菌粗酶對(duì)MCLR降解活性的測(cè)試結(jié)果表明，CH菌胞外酶對(duì)MCLR不具有降解活性，而胞內(nèi)酶能在3h內(nèi)降解94.4％的MCLR，一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)為1.04h-1。CH菌胞內(nèi)酶降解MCLR過(guò)程中，首先產(chǎn)生一種中間產(chǎn)物（產(chǎn)物A）， 然后產(chǎn)生并最終積累終產(chǎn)物Adda。產(chǎn)物A在238nm處有特征吸收，說(shuō)明該產(chǎn)物含有Adda基團(tuán)。色譜比對(duì)結(jié)果表明，產(chǎn)物A與已

6、報(bào)道的產(chǎn)物不同。
　?。?）采用PCR擴(kuò)增的方法，對(duì)CH菌的mlrA、mlrB、mlrC、mlrD4個(gè)MC降解基因進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果未擴(kuò)增出相應(yīng)的條帶，說(shuō)明該菌不含有這4個(gè)降解基因，推測(cè)其降解MCLR的機(jī)理可能與已知的MC降解機(jī)理不同。采用3種蛋白酶抑制劑進(jìn)行了CH菌胞內(nèi)酶抑制實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)1.10-鄰二氮雜菲抑制組中MCLR濃度未發(fā)生變化，說(shuō)明其抑制了MCLR的降解第一步反應(yīng)；PMSF抑制組中，產(chǎn)物A和Adda有明顯積累；而EDTA抑