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三苯甲烷类染料广泛用于化工、着色等行业,产生大量工业废水,严重危害环境与人体健康。利用微生物降解染料是染料废水脱色的一种重要方法。Shewanella oneidensis MR-1是一株具有很强还原能力的革兰氏阴性菌,能够还原多种金属离子、二甲亚砜、延胡索酸、二甲基三甲胺等物质。本文以甲基绿为例,且在以丙酮酸为电子供体的自然条件下探索其电子传递途径,由于希瓦氏菌中从底物氧化至氢酶的电子传递途径尚不清晰,因此首先研究了希瓦氏菌在缺乏电子受体时合成氢气的电子传递路径。得出以下研究成果:(1)S.oneidensis MR-1具有三个完整的甲酸脱氢基因fdhA1B1C1,fdhA2B2C2和fdnGHI,且编码的蛋白质位于周质空间,这些甲酸脱氢酶在氢气代谢中的作用并非一致,通过构建甲酸脱氢酶单敲、双敲、三敲以及回补菌株突变株,将其与野生型细菌置于同一培养条件下,发现在甲酸驱动条件下,fdhA1B1C1与fdhA2B2C2均具有活性,而fdnGHI的作用并不明显。然而,当细胞中fdhA1B1C1与fdhA2B2C2基因缺失时,fdnGHI的转录水平显著上升,且该基因参与氢气合成。(2)当S.oneidensis MR-1以甲酸作为电子供体进行氢气代谢时,甲基萘醌参与细胞中的电子传递,这一结论也暗示了在S.oneidensis MR-1细胞中不存在甲酸-氢裂解酶(FHL,直接利用甲酸产生氢气)。(3)S.oneidensis MR-1氢酶(HydAB)基因簇中存在一个编码甲酸脱氢酶亚基的基因hydC,实验结果表明该基因的功能是承接醌池与氢酶(HydA)之间的电子传递。与此同时,利用Salinivibrio kushneri DD-1在不同培养条件下进行甲基绿脱色反应,并分析甲基绿降解产物,建立甲基绿降解的分析方法,为后续实验提供参考。