多环芳烃(PAHs)尤其含有4个及以上苯环的高环多环芳烃（HMW-PAHs），随苯环个数增加，致癌、致畸和致突变能力愈加突出，从而造成了更大环境风险。微生物降解PAHs的机制主要为代谢的酶系统，优化调控环境条件促进菌株代谢降解酶以及挖掘所对应的关键基因，对提升HMW-PAHs的去除效果尤为重要。本课题组前期筛选出一株高效降解HMW-PAHs的菌株Fusarium sp.ZH-H2，并研究证实ZH-H2在HMW-PAHs为唯一碳源胁迫下只分泌木质素过氧化物酶（Lignin peroxidase，LiP），是去除HMW-PAHs的关键酶。但该菌株可显著提升LiP代谢能力的环境条件，LiP催化HMW-PAHs时二者的对接模式，代谢LiP的关键基因等，这些科学问题尚不清晰。因此，本文以菌株ZH-H2为研究对象，通过培养试验研究ZH-H2代谢LiP的环境条件以及正向诱导优化组合，并从分子生物学角度研究菌株对LiP的代谢及降解HMW-PAHs的相关基因调控机制，其主要研究结果如下:
　　(1)通过培养试验，优化了镰刀菌ZH-H2代谢LiP的环境条件。推荐ZH-H2代谢LiP的最优环境条件组合为温度15℃，转速150rpm/min和pH7，且培养周期为7d;适宜的碳氮源分别为淀粉和酒石酸铵，碳氮比为50∶1，LiP酶活性高达34767.02U/L，比CK提高了90.35％。
　　(2)通过单因素和两因素试验，提出了促进镰刀菌ZH-H2代谢LiP的诱导物优势组合。单因素以0.50mmol/L Cu(Ⅱ)、0.10mmol/L Mn(Ⅱ)、5.00mmol/L藜芦醇、0.01mmol/L H2O2的处理酶活性表现最高，高达28315.41U/L，显著高于CK处理2.29倍。两因素组合以Cu(Ⅱ)(0.50mmol/L)-藜芦醇(10.00mmol/L)处理酶活性表现最高，达40501.79U/L，比对应单因素分别提高1.62、2.76倍，表现出显著的协同效应。
　　(3)通过HWM-PAHs降解试验，明确了诱导物优势组合对ZH-H2降解HWM-PAHs的效果。HMW-PAHs总量在不添加诱导物CK处理下的去除率为68.07％，而在Cu(Ⅱ)-藜芦醇优势组合诱导下的HMW-PAHs总量去除达78.98％，比CK提高了16.02％，该组合对单体BaP的降解尤为突出，高达95.08％。
　　(4)通过理论化学方法与计算机模拟相结合，确定了芘与LiP相结合的作用力和结合自由能。HMW-PAHs的芘与LiP在非极性溶剂环境中的疏水侧更易结合，与芘相互作用的残基主要为疏水基团Trp171和Phe267。芘与Phe267形成堆积力和范德华势能、静电力等次级作用可促进反应。与LiP的结合自由能为-8.52kcal/mol，其中，范德华势能贡献为-14.18kcal/mol，静电作用贡献为-5.50kcal/mol。
　　(5)外源物诱导下菌株ZH-H2共63个基因产生显著性变化，其中，40个基因表现为上调基因，23个基因表现为下调基因。与过氧化物酶类代谢相关的上调基因序列为TRINITY_DN7339_c0_g1。GO功能注释中功能酶基因包括作用于过氧化物酶活性、细胞色素P450酶、血红素结合等。KEGG pathway分析中包括碳水化合物代谢途径、过氧化物酶代谢、烃类及其含氧衍生物的代谢等，进一步说明了该酶对降解HMW-PAHs具有重要作用。
　　综上，本研究明确了ZH-H2代谢LiP的环境条件及正向诱导优化组合，揭示了芘与LiP相结合的作用力和结合自由能，阐明了菌株有无诱导物作用下降解HMW-PAHs的差异基因表达及代谢机制。