群體感應(yīng)對Pseudomonas aeruginosa反硝化的調(diào)控及其潛在應(yīng)用分析.pdf

1、硝酸鹽是一種常見的、典型水體污染物之一。硝酸鹽廢水具有來源廣、排放量大等特點，大量的硝酸鹽廢水排放到水體后，不僅對地表水造成嚴(yán)重的污染，也會對地下水造成一定的危害。長期飲用含硝酸鹽超標(biāo)的地下水容易誘發(fā)病變，如高鐵血紅蛋白癥、癌變。硝酸鹽廢水排放到湖泊、海洋，容易引起水體富營養(yǎng)化(eutrophication)或水華。因此，大量研究工作致力于尋求一種高效去除硝酸鹽的方法。本論文從群體感應(yīng)角度出發(fā)，分析群體感應(yīng)對兼性菌Pseudomonas

2、 aeruginosa在好氧、厭氧兩種條件下反硝化行為的影響，得出群體感應(yīng)調(diào)控P.aeruginosa好氧和厭氧反硝化的異同。此外，根據(jù)群體感應(yīng)對菌株反硝化調(diào)控的結(jié)果，選取好氧活性污泥（杭州某污水處理廠，中國）作為接種源，研究群體感應(yīng)在好氧條件下對P.aeruginosa生物強化的影響，并在P.aeruginosa定植成功的反應(yīng)器中添加群體感應(yīng)淬滅劑豬腎?；福ˋcylase Ifrom porcine kidney），研究群體感應(yīng)淬滅

3、對P.aeruginosa好氧反硝化的作用。本文主要獲得結(jié)論以下結(jié)論:
　　(1)厭氧條件下，P.aeruginosa單突變株△lasⅠ和△rhlⅠ具有更高的硝酸鹽去除能力且會產(chǎn)生更多的終產(chǎn)物N2（△lasⅠ和△rhlⅠ中N2比重分別為29.6％和28.5％，野生株僅為19.9％）。添加外源信號分子后，突變菌株△lasⅠ和△rhlⅠ的反硝化能力下降，但與野生株基本無差異。酶學(xué)和分子生物學(xué)數(shù)據(jù)進一步證明，las和rhl群體感應(yīng)系統(tǒng)對

4、菌株厭氧反硝化具有抑制作用。此外實驗發(fā)現(xiàn)，2μM3-oxo-C12-HSL對雙突變株△lasⅠ△rhlⅠ反硝化性能有顯著影響，而10μM C4-HSL對其無顯著性影響。由此可見，las和rhl群體感應(yīng)系統(tǒng)可以抑制P.aeruginosa厭氧反硝化，las群體感應(yīng)系統(tǒng)對厭氧反硝化的調(diào)控是通過rhl群體感應(yīng)系統(tǒng)實現(xiàn)的;群體感應(yīng)系統(tǒng)對菌株厭氧反硝化的調(diào)控主要發(fā)生在轉(zhuǎn)錄水平。
　　(2)好氧條件下，到達對數(shù)生長期后期或穩(wěn)定期前期時，P.a

5、eruginosa野生株對硝酸鹽的去除量為144mg/L，而缺失las和rhl群體感應(yīng)系統(tǒng)的菌株對硝酸鹽的去除量分別高達164mg/L、163mg/L。此外，同時缺失兩種群體感應(yīng)系統(tǒng)的突變株對硝酸鹽的去除效果與缺失一種群體感應(yīng)系統(tǒng)的菌株相似。外源添加2μM3-oxo-C12-HSL或10μM C4-HSL后，突變菌株的反硝化能力下降至與野生株同等水平。反硝化酶活性及功能基因表達量結(jié)果表明，群體感應(yīng)可以抑制好氧反硝化，且該抑制作用主要是通

6、過抑制功能基因的表達實現(xiàn)的。群體感應(yīng)信號分子淬滅劑豬腎酰化酶（Acylase Ifrom porcine kidney）有利于提高P.aeruginosa的好氧反硝化效率，該結(jié)果表明，群體感應(yīng)確實對菌株的好氧反硝化具有抑制作用。
　　(3)在經(jīng)過馴化的活性污泥中分析群體感應(yīng)對菌株P(guān).aeruginosa生物強化的影響，結(jié)果表明，群體感應(yīng)淬滅不利于外源菌株的定植。在生物強化成功的基礎(chǔ)上，試驗分析了群體感應(yīng)在生物強化反應(yīng)器脫氮中的作用