施氏假单胞菌N2对含氧多环芳烃的生物降解特性研究

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自然环境中微生物降解多环芳烃会产生稳定的含氧中间产物。此类化合物大多数生物毒害性比母体环更强,易积累,通过生态食物链对人类健康造成危害,1-羟基-2-萘甲酸是其中典型的化合物,快速彻底矿化该化合物对于含氧多环芳烃污染环境的修复具有现实意义。本文首先筛选能代谢1-羟基-2-萘甲酸的细菌,研究了提高1-羟基-2-萘甲酸降解率的条件,并利用GC-MS鉴定了施氏假单胞菌N2降解1-羟基-2-萘甲酸的中间产物,根据鉴定结果推测降解机理。获得以下研究成果:(1)施氏假单胞菌N2能以1-羟基-2-萘甲酸为唯一碳源和能源生长。在pH7.5,Fe2+0.05mmol/L、Ca2+0.1mmol/L、Mg2+0.1mmol/L等条件下,表现出快速降解作用。(2)维生素B1作为生长素,丙酮、甘油、葡萄糖、正辛烷等能作为N2菌代谢1-羟基-2-萘甲酸的共代谢碳源,均能促进该有毒物质的矿化。投加共代谢碳源使1-羟基-2-萘甲酸降解率分别提高5.76%-48.8%。且均能使最大吸收峰为260nm的转化产物的含量突然快速积累,随后被代谢使其含量减小的现象。(3)施氏假单胞菌N2代谢1-羟基-2-萘甲酸过程中主要代谢产物有:a-萘酚、邻苯二甲酸、水杨酸、间苯二酚等典型的转化产物。也能进一步代谢a-萘酚,a-萘酚为单一碳源时,60h内N2菌细胞净生长量可达0.621;108h N2菌对a-萘酚的降解率可达74.82%;N2菌能够代谢a-萘酚和1-羟基-2-萘甲酸时,均能转化生成裂解开环产物邻羟基苯烯3-丁酸或类似物。(4) N2菌降解1-羟基-2-萘甲酸可按照两个途径进行。其一,直接脱羧生成a-萘酚,其二,直接开环裂解生成开环产物。从中间产物的积累特性看,脱羧是主要代谢途径。上述研究数据为彻底矿化多环芳烃奠定了基础。
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