十二烷基苯磺酸钠降解菌的分离鉴定与特性研究

论文摘要

目前,表面活性剂对生态环境的影响已成为国内外学者研究的热点。由于表面活性剂对水生植物、水生动物及微生物的损害比较大,影响水体自净能力并加速水体富营养化进程。随着合成洗涤剂的大量使用,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（sodium dodecyl benzene sulfonate,SDBS）在世界各地各种水体中都有发现。因此,对十二烷基苯磺酸钠污染的治理具有非常重要的意义。为了探索出简便、有效的处理环境中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的生物修复方法,本研究从受污染的河水中筛选出能高效降解阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的菌株WZR-A,并对筛选出的降解菌进行了形态结构观察、分子生物学鉴定、生长和降解特性、相关降解酶的特性、降解底物广谱性和相关降解基因定位等研究。主要得到以下几个结果:1.筛选出了一株高效降解十二烷基苯磺酸钠的菌株WZR-A。运用透射电镜（TEM）观察了降解菌WZR-A的形态结构。结果表明:降解菌WZR-A的个体形态均为长杆菌有2根亚极生鞭毛。革兰氏染色为阴性,接触酶、氧化酶阳性。经Biolog细菌鉴定系统分析降解菌WZR-A的代谢指数与人苍白杆菌（Ochrobactrum anthropi）的相似性为100%。,应用16S rDNA PCR扩增和克隆测序的方法对降解菌WZR-A进行了分子生物学鉴定,降解菌WZR-A属于苍白杆菌属（Ochrobactrum sp.）,与人苍白杆菌（Ochrobactrum anthropi）最为相似,同源性为99%。结合上述的形态、生理鉴定,Biolog测试结果与16SrDNA分析结果将降解菌WZR-A初步鉴定为人苍白杆菌（Ochrobactrumanthropi）。2.菌株的生长和降解特性试验表明降解菌WZR-A能以十二烷基苯磺酸钠为唯一碳源和能源进行生长,并能适应高浓度的十二烷基苯磺酸钠。底物浓度、起始pH值、温度等因素对降解菌WZR-A生长特性及其对十二烷基苯磺酸钠降解影响的研究表明底物浓度在200mg/L生长和降解效率较高。在30℃,pH7.0时生长较好。SDBS浓度低于400mg/L时菌株的SDBS降解率可在80%以上。3.菌株细胞蛋白SDS-PAGE电泳结果显示,菌株在SDBS诱导前后的细胞蛋白组成有明显差异。相关实验表明降解菌WZRA中的SDBS相关的降解酶为诱导酶。酶的定域试验表明,该菌的相关降解酶为胞内酶。相关降解酶活性的测定及降解底物测试结果显示,该菌株可能通过邻位开环途径裂解芳环且能降解多种芳香族化合物。此外,利用质粒检测和消除试验发现菌株WZR-A中含有大质粒且该菌株的相关降解基因初步定位于该质粒。降解菌WZR-A是一株性能优良的SDBS降解菌,本研究成果将为进一步开发SDBS降解微生物资源及发现SDBS降解关键基因研究奠定基础。如能通过分子生物学技术进行基因克隆构建生物工程菌株进一步提高其降解SDBS的能力,那么在对含SDBS废水的处理中将会具有较为广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 一.前言
• 1.1 表面活性剂的特性及其应用
• 1.1.1 阴离子表面活性剂直链烷基苯磺酸钠的发展状况
• 1.2 直链烷基苯磺酸钠对环境的污染及其危害
• 1.2.1 直链烷基苯磺酸钠对环境的污染
• 1.2.2 直链烷基苯磺酸钠的危害
• 1.3 直链烷基苯磺酸废水处理方法概述
• 1.3.1 物理法
• 1.3.2 化学法
• 1.3.3 生物降解法
• 1.3.4 联用技术
• 1.4 生物降解直链烷基苯磺酸钠的研究进展
• 1.4.1 直链烷基苯磺酸钠降解菌株的研究现状
• 1.4.2 直链烷基苯磺酸钠生物降解机理的研究
• 1.4.3 直链烷基苯磺酸钠分子结构对其生物降解性的影响
• 1.4.4 直链烷基苯磺酸钠降解菌的质粒研究
• 1.5 本论文的研究内容和意义
• 二.材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 样品和降解菌来源
• 2.1.2 菌株和质粒
• 2.1.3 主要试剂
• 2.1.4 主要培养基
• 2.1.5 溶液配制
• 2.1.6 主要仪器
• 2.2 方法
• 2.2.1 降解菌的富集培养和驯化
• 2.2.2 菌株的分离筛选
• 2.2.3 菌株降解能力的分析
• 2.2.4 降解菌株的形态观察
• 2.2.5 菌株的保存
• 2.2.6 降解菌生理生化指标的测定
• 2.2.7 降解菌的分子鉴定
• 2.2.8 降解菌生长和降解特性的测定
• 2.2.9 降解酶性质的测定
• 2.2.10 降解底物广谱性的测定
• 2.2.11 质粒的检测
• 2.2.12 质粒的消除
• 三、结果与分析
• 3.1 菌株的筛选
• 3.2 菌株的种属鉴定
• 3.2.1 降解菌WZR-A的形态观察
• 3.2.2 WZR-A菌株生理鉴定
• 3.2.3 降解菌WZR-A的分子鉴定
• 3.3 降解菌WZR-A的生长和降解特性研究
• 3.3.1 底物浓度对降解菌WZR-A生长和降解的影响
• 3.3.2 起始pH值对降解菌WZR-A生长的影响
• 3.3.3 培养温度对降解菌WZR-A生长的影响
• 3.3.4 降解菌WZR-A对底物降解率的测定
• 3.3.5 降解菌WZR-A培养后培养基pH值的测定
• 3.4 相关降解酶特性的测定
• 3.4.1 降解酶的定域
• 3.4.2 相关降解酶系的诱导性测定
• 3.4.3 邻苯二酚双加氧酶酶活的测定
• 3.5 降解菌WZR-A的降解底物广谱性分析
• 3.6 相关降解基因的定位
• 3.6.1 质粒的检测
• 3.6.2 质粒消除
• 四、讨论
• 4.1 降解菌的富集培养和驯化
• 4.2 降解菌的鉴定
• 4.3 生长特性与降解特性的研究
• 4.4 降解酶特性与降解底物广谱性研究
• 4.5 相关降解基因的定位
• 五、结论与展望
• 参考文献
• 硕士期间参与课题及发表论文
• 致谢
• 缩略语表