微生物胞外聚合物在多環(huán)芳烴降解酶釋放過(guò)程中的作用.pdf

1、微生物胞外聚合物（extracellular polymetic substances，EPS）是細(xì)菌或真菌分泌體外的一類有機(jī)高分子多聚化合物，因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在環(huán)境工程、食品工業(yè)、礦業(yè)工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，微生物在環(huán)境工程領(lǐng)域的污染土壤修復(fù)技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，如堆肥、植物修復(fù)、植物-微生物聯(lián)合修復(fù)都有微生物的作用。隨著污染土壤生物修復(fù)技術(shù)研究的深入，胞外聚合物在污染物去除過(guò)程中的作用越來(lái)越受到重視。如今關(guān)于微生物對(duì)PAH

2、s的降解機(jī)理的研究取得了突破性進(jìn)展，包括高效降解菌種的分離篩選與鑒定、微生物對(duì) PAHs的代謝途徑、PAHs降解酶和降解基因表達(dá)等，然而大多數(shù)研究局限于整個(gè)降解菌生物體對(duì) PAHs的降解作用，關(guān)于微生物 EPS在有機(jī)污染降解過(guò)程中作用的研究還未見(jiàn)報(bào)道。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在毛霉和分支桿菌降解不同濃度的芘和苯并[a]芘的實(shí)驗(yàn)中，降解率隨著多環(huán)芳烴濃度由10 mg/L增加到120 mg/L而呈下降趨勢(shì)，且真菌降解芘和苯并[a]

3、芘的能力均高于細(xì)菌；研究了毛霉和分支桿菌的EPS、菌體加EPS降解10 mg/L芘和苯并[a]芘的能力，EPS本身就具有較強(qiáng)的降解PAHs的能力，且添加EPS后，對(duì)10 mg/L芘和苯并[α]芘，分支桿菌降解芘和苯并[a]芘降解率分別提升了9％和6%，毛霉降解降解芘和苯并[a]芘的降解率分別提升了9%和5%。⑵通過(guò)環(huán)境掃描電鏡研究了EPS表面形態(tài)，利用三維熒光光譜分析出的蛋白峰強(qiáng)度證明了微生物 EPS的提取量隨著 PAHs的濃度增加，呈

4、現(xiàn)先增大后減小的一般趨勢(shì)，芘濃度為80mg/L和苯并[a]芘濃度為20mg/L時(shí)，分支桿菌EPS的提取量的最大值分別為997mg/L和874 mg/L；80mg/L芘和40mg/L苯并[a]芘誘導(dǎo)下毛霉EPS的提取量分別達(dá)到最大值1561mg/L和1280 mg/L，其糖類、蛋白質(zhì)、腐殖酸、DNA含量也分別達(dá)到最大值。⑶通過(guò)對(duì)菌體DNA PCR擴(kuò)增后進(jìn)行變性聚丙烯酰胺凝膠電泳實(shí)驗(yàn)，再對(duì)目的條帶切膠、回收、測(cè)序得到菌體DNA中環(huán)羥基化雙加

5、氧酶的片段，從分子層面證實(shí)了分支桿菌可以降解 PAHs；采用實(shí)時(shí)熒光定量 PCR方法分析得出隨著時(shí)間的增加，PAHs降解基因在微生物中所占比例逐漸增大，污染物芘誘導(dǎo)和EPS均可以增大 PAHs降解基因在微生物中所占比例；通過(guò)SDS-PAGE蛋白質(zhì)電泳實(shí)驗(yàn)分析出分支桿菌全蛋白和EPS中均具有降解PAHs的關(guān)鍵降解酶；通過(guò)蛋白質(zhì)譜檢驗(yàn)得到了多種PAHs降解有關(guān)的酶類，更直接的證明了分支桿菌及其 EPS都具有降解多環(huán)芳烴的能力，進(jìn)一步從分子角