芘降解菌株SE12的分離和鑒定及其降解效果研究.pdf

1、多環(huán)芳烴（PAHs）是一類重要的環(huán)境污染物，其中大部分具有致癌、致畸和致突變作用。芘（pyrene）是具四個(gè)苯環(huán)的難降解芳香烴，常作為檢測(cè)PAHs污染的指示物和四個(gè)環(huán)以上稠環(huán)PAHs的代表。目前，我國(guó)部分土壤和河流沉積物已受到PAHs污染，對(duì)人體健康和環(huán)境質(zhì)量構(gòu)成潛在的威脅。然而，國(guó)內(nèi)外大部分土壤和沉積物污染修復(fù)技術(shù)仍處于研究階段，且僅在實(shí)驗(yàn)室或小規(guī)模水平上得到一定應(yīng)用。有機(jī)污染物的微生物修復(fù)方法是利用微生物將有機(jī)污染物最終分解為二氧化

2、碳和水。與物理和化學(xué)方法相比，微生物方法在修復(fù)PAHs污染土壤上具有占地少、成本低和效果持久等的優(yōu)勢(shì)。分離和篩選高效功能菌株仍是修復(fù)土壤或沉積物PAHs污染基本工作。過去國(guó)內(nèi)外對(duì)菲等三環(huán)和三環(huán)以下PAHs降解菌研究較多，而對(duì)于芘等稠環(huán)PAHs降解菌及其生物修復(fù)報(bào)道較少。本文試圖從徐州市臥牛山焦化廠周圍污染土壤中分離得到芘高效降解菌并研究對(duì)土壤芘污染的降解效果。研究結(jié)果如下：
　　 1.菌株SE12是用平板升華法從污染土壤中分離得

3、到的一株能以芘為唯一碳源和能源的高效降解菌。通過形態(tài)觀察、生理生化方法及16S rDNA技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了鑒定。結(jié)果表明，本研究篩選出的芘高效降解菌屬于分枝桿菌屬（Mycobacterium sp.）菌株（GenBank登錄號(hào)為GU134623），與快速生長(zhǎng)型非致病性南非分枝桿菌（M.austroafricanum ATCC33464）的同源性達(dá)到98％。利用雙加氧酶基因的同源序列引物對(duì)nidAF/nidAR和nidBF/nidBR擴(kuò)增出了

4、該菌株編碼雙加氧酶大亞基和小亞基的基因片段，它們與已知降解芘的分枝桿菌的雙加氧酶基因具有高度同源性（SE12，nidA和nidB的登錄號(hào)分別為GU586859和GU586860）。
　　 2.菌株SE12在液體培養(yǎng)條件下對(duì)芘的降解效果十分顯著。在芘初始濃度為50，100和200 mg·L-1的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng)15天，芘的降解率分別達(dá)到86.4％，96.4％與79.6％。SE12能將初始濃度100 mg·L-1的芘在15天幾乎完

5、全降解，但是當(dāng)初始濃度低于或者高于100 mg·L-1時(shí)降解率都有所降低。菌株在pH5-10范圍內(nèi)均能對(duì)100mg·L-1的芘產(chǎn)生一定程度的降解，然而，pH值為9時(shí)降解效果最好，降解率達(dá)到97.1％。菌SE12對(duì)溫度的適應(yīng)范圍較廣，體系環(huán)境在25-40℃范圍內(nèi)，菌體數(shù)量均大于1×107cell·mL-1。體系中SE12的活菌數(shù)變化與芘的降解率變化趨勢(shì)是一致的。而當(dāng)培養(yǎng)溫度低于25℃或高于40℃時(shí)，芘的降解率有明顯下降的趨勢(shì)。此外，不同有

6、機(jī)碳源和氮源對(duì)SE12的活菌數(shù)影響較大，而對(duì)芘降解率影響較小。
　　 3.菌株SE12在土壤環(huán)境中對(duì)芘具有很強(qiáng)的降解能力。土壤中加入芘的初始濃度為10 mg·kg-1與200 mg·kg-1時(shí)，接入降解菌SE12，培養(yǎng)28 d后，預(yù)先滅菌土壤中芘的含量分別降低至65.1％與96.7％，而未滅菌土壤中芘的含量分別降低至76％與98.7％。
　　 4.土壤加入芘和接種菌株SE12對(duì)不同土壤酶的活性影響程度有差異。土壤中加入芘

7、和接入菌株SE12培養(yǎng)0 d、3 d、7 d、14 d和28 d的土壤酶活性測(cè)定結(jié)果表明，土壤中的脫氫酶、多酚氧化酶與蔗糖酶的活性持續(xù)提高，而土壤過氧化氫酶活性培養(yǎng)期間沒有顯著變化。土壤脲酶活性在前兩周呈不斷提高，隨后下降到初始水平。
　　 5、土壤加入芘和接種菌株SE12后，土壤DOM類蛋白物質(zhì)含量增加。三維熒光光譜特征分析結(jié)果表明，加入芘和接種菌株SE12后，土壤水溶性有機(jī)物（DOM）中蛋白類物質(zhì)熒光峰顯著增強(qiáng)，表明土壤中有