论文部分内容阅读
烷基酚类化合物是环境激素中常见的一种，也是人工合成的化学物质中的重要原料之一，由于其对动植物及人类都有较大的危害，所以烷基酚类化合物向环境的排放直接威胁到生态系统的环境安全。2,4-二甲基苯酚作为烷基酚中的一种，其直接排放对环境、水体、大气造成危害，其蒸汽还会刺激人体皮肤，甚至损伤呼吸系统。故2,4-二甲基苯酚已成为世界各国广泛关注的优先控制有机污染物之一。
本实验设计从湖北省武汉市华中科技大学湖溪河下游污泥中筛选到一株能以2,4-二甲基苯酚为唯一碳源生长的菌株。实验通过鉴定由多聚酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)扩增获得的16SrRNA基因序列，将菌株命名为Rhodococcussp.24714。实验研究显示，该菌株对氨苄青霉素和萘啶酮酸具有抗性，同时能够在36h内降解2mM的2,4-二甲基苯酚，且该菌对2,4-二甲基苯酚的最大降解浓度为4.5mM。
本实验还探究了菌株降解2,4-二甲基苯酚的影响因素及降解动力学特征，并对菌株进行碳源分析及对降解过程中的降解液进行LC-MS分析，推测2,4-二甲基苯酚的生物降解途径。研究结果确定菌株最适合生长的条件为：温度为30℃，pH为7。pH为8时菌株可在42h内降解2mM的2,4-二甲基苯酚，降解所需时间明显高于pH为6时，证明菌株适宜在中性或弱碱性环境下生长。在初始菌液浓度为0.5%~3.0%(v/v)时，菌株降解2mM的2,4-二甲基苯酚所需时间会随着初始菌液添加浓度而增加。运用Logistic模型和Haldane模型模拟本研究过程中对以2,4-二甲基苯酚为唯一碳源生长的菌株进行菌株生长和底物降解的动力学研究，通过对比Matlab软件模拟值和实验值，发现模型拟合效果较好。Rhodococcussp.24714还可利用原儿茶酸、龙胆酸作为唯一碳源生长，推测本实验中的菌株可能有龙胆酸1,2-双加氧酶、原儿茶酸3,4-或4,5-双加氧酶的基因，并且能成功表达，通过LC-MS对2,4-二甲基苯酚的降解中间产物进行测定，发现在降解过程中产生中间产物原儿茶酸，推测2,4-二甲基苯酚的第4位甲基逐渐反应生成羟甲基、醛基、羧基，生成4-羟基-3-甲基苯甲酸，接着反应生成4-羟基间苯二甲酸，随后生成中间代谢产物原儿茶酸，本实验中2,4-二甲基苯酚并未被氧化成CO2和H2O。
本实验设计从湖北省武汉市华中科技大学湖溪河下游污泥中筛选到一株能以2,4-二甲基苯酚为唯一碳源生长的菌株。实验通过鉴定由多聚酶链式反应(Polymerase Chain Reaction，PCR)扩增获得的16SrRNA基因序列，将菌株命名为Rhodococcussp.24714。实验研究显示，该菌株对氨苄青霉素和萘啶酮酸具有抗性，同时能够在36h内降解2mM的2,4-二甲基苯酚，且该菌对2,4-二甲基苯酚的最大降解浓度为4.5mM。
本实验还探究了菌株降解2,4-二甲基苯酚的影响因素及降解动力学特征，并对菌株进行碳源分析及对降解过程中的降解液进行LC-MS分析，推测2,4-二甲基苯酚的生物降解途径。研究结果确定菌株最适合生长的条件为：温度为30℃，pH为7。pH为8时菌株可在42h内降解2mM的2,4-二甲基苯酚，降解所需时间明显高于pH为6时，证明菌株适宜在中性或弱碱性环境下生长。在初始菌液浓度为0.5%~3.0%(v/v)时，菌株降解2mM的2,4-二甲基苯酚所需时间会随着初始菌液添加浓度而增加。运用Logistic模型和Haldane模型模拟本研究过程中对以2,4-二甲基苯酚为唯一碳源生长的菌株进行菌株生长和底物降解的动力学研究，通过对比Matlab软件模拟值和实验值，发现模型拟合效果较好。Rhodococcussp.24714还可利用原儿茶酸、龙胆酸作为唯一碳源生长，推测本实验中的菌株可能有龙胆酸1,2-双加氧酶、原儿茶酸3,4-或4,5-双加氧酶的基因，并且能成功表达，通过LC-MS对2,4-二甲基苯酚的降解中间产物进行测定，发现在降解过程中产生中间产物原儿茶酸，推测2,4-二甲基苯酚的第4位甲基逐渐反应生成羟甲基、醛基、羧基，生成4-羟基-3-甲基苯甲酸，接着反应生成4-羟基间苯二甲酸，随后生成中间代谢产物原儿茶酸，本实验中2,4-二甲基苯酚并未被氧化成CO2和H2O。