印度洋表層海水石油降解菌及其烷烴羥化酶AlkB的多樣性分析.pdf

1、目前，隨著海洋石油開(kāi)采和石油運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，石油滲漏和溢油事故頻繁發(fā)生，由此產(chǎn)生的海洋石油污染給海洋環(huán)境和海洋生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的影響。而利用微生物的降解作用來(lái)減少和清除海洋石油污染成為生物修復(fù)中重要的方法。因此，對(duì)石油降解菌的分離、鑒定及其石油降解關(guān)鍵酶（烷烴羥化酶）的研究，一方面具有重要的理論意義，另一方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本試驗(yàn)以22個(gè)印度洋的表層海水為研究對(duì)象，用原油和柴油混合物(體積比1∶1)作為唯一的碳源和

2、能源進(jìn)行富集，研究石油降解菌及其烷烴羥化酶的多樣性。
　　 首先，本研究利用平板涂布法研究石油降解菌群中可培養(yǎng)菌的多樣性。結(jié)果表明:12個(gè)降解菌群的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為細(xì)菌，而剩余10個(gè)降解菌群的優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為酵母菌。12個(gè)降解菌群中共分離到91株細(xì)菌，它們歸屬于19個(gè)屬，30個(gè)種?；?6S rRNA基因的系統(tǒng)發(fā)育分析表明:在91株菌中，多數(shù)屬于A(yíng)laphaproteobacteria(40.66％)、Gammaproteobacteria

3、(35.16％)和Actinobacteria(17.58％)，少數(shù)屬于Firmicutes(5.49％)和Bacteroidetes(1.1％);優(yōu)勢(shì)屬為Alcanivorax、Salinicola、Marinobacter、Novosphingobium、Thalassospira和Microbacterium等。這表明印度洋表層海水中可培養(yǎng)石油降解菌的多樣性豐富。同時(shí)，7菌細(xì)菌，2株酵母菌Yarrowia lipolytica和P

4、ichia sp和部分菌群具有顯著的石油降解效果，因此具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 其次，本研究利用454焦磷酸測(cè)序的方法分析了石油降解菌群中細(xì)菌的多樣性。結(jié)果表明:12個(gè)降解菌群包含7個(gè)綱的菌株，其中優(yōu)勢(shì)類(lèi)群為Alaphaproteobacteria(37.10％)和Gammaproteobacteria(61.67％);在屬水平上，12個(gè)降解菌群包含58個(gè)屬，優(yōu)勢(shì)屬依次為Alcanivorax(37.03％)、Thalasso

5、spira(18.50％)、Marinobacter(13.77％)、Novosphingobium(11.90％)、Parvibaculum(4.86％)、Salinicola(2.74％)、Cobetia(2.63％)、Pseudomonas(2.60％)和Pseudoalteromonas(1.41％)等。同時(shí)，12個(gè)降解菌群中還存在許多豐富度較低的類(lèi)群，如Muricauda、Achromobacter、Idiomarina和Rh

6、odococcus等，它們?cè)谑徒到膺^(guò)程中的地位和作用有待于進(jìn)一步研究。另外，12個(gè)石油降解菌群的相似度分析和主成分分析表明:不同菌群結(jié)構(gòu)的相似性與采樣地點(diǎn)沒(méi)有一定的分布規(guī)律。
　　 最后，本研究利用克隆文庫(kù)的方法研究石油降解菌群中烷烴羥化酶的多樣性。從12個(gè)降解菌群中共獲得463個(gè)陽(yáng)性克隆子，以氨基酸相似度80％作為劃分OPU的標(biāo)準(zhǔn)，463個(gè)克隆子共劃分為11個(gè)OPUs。其中優(yōu)勢(shì)的OPUs為OPU1(44.71％)和OPU2(

7、39.52％)，與其同源性最高的序列分別為Alcanivorax sp.S17-16(ACJ22719)和Uncultured bacterium KL2c09(AFC90113)，后者為Marinobacter，這與454焦磷酸高通量測(cè)序的優(yōu)勢(shì)菌株一致;OPU11與最高同源性序列的相似性?xún)H為66.06％，為新穎的烷烴羥化酶AlkB序列。烷烴羥化酶AlkB的系統(tǒng)發(fā)育分析表明:烷烴羥化酶AlkB不但分布廣泛，而且多樣性豐富。