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石油污染常常发生在盐碱环境中,多环芳烃(PAHs)是石油及相关产业中主要的持久性有机污染物,因此高盐环境下PAHs的生物降解近年来受到了广泛的关注。本研究采集了胜利油田受PAHs污染的高盐土壤,以菲为唯一碳源,在10%的盐度下富集得到了一个嗜盐PAHs降解菌群CY-1,其主要组成成员为Marinobacter(40.67%),Marispirillum(18.15%)和Halomonas(9.15%)。该菌群可在3%到20%盐度下全部去除体系中100mg/L含量的菲。通过对中间代谢产物的检测及关键功能基因的鉴定,本研究发现菌群CY-1的降解途径由单一的上游降解途径和多条下游降解途径组成。其上游降解途径为将菲通过起始双加氧酶催化形成菲-二氢二醇,后进一步转化为1-羟基-2-萘甲酸(1H2N),该过程主要由Marinobacter和Matelella完成,其中Martelella为低盐度(3%~5%)下主要的上游降解菌,而Marinobacter在高盐度下(10%~20%)作用较为显著。邻苯二酚2,3-双加氧酶(C23O)途径为降解前期主要的下游降解途径,邻苯二酚1,2-双加氧酶(C12O)降解途径则主要作用于降解后期,龙胆酸1,2-双加氧酶(G12O)和原儿茶酸3,4-双加氧酶(P34O)途径的作用相对较低。菌群的其他成员可通过不同的下游降解途径参与至PAHs的降解。Marinobacter是菌群CY-1中重要的降解菌属,也是广泛分布于受PAHs污染的海洋环境中的PAHs降解菌属,然而对Marinobacter降解PAHs的机理一直缺乏深入的研究。本研究首次得到了Marinobacter中完整的PAHs降解基因簇,并结合基因序列分析和中间代谢产物的检测发现Marinobacter缺乏单独矿化PAHs的能力,由于降解基因簇中nahG基因的缺失,中间代谢产物1H2N发生了累积。在具有nahG型基因,且能够利用中间代谢产物进行生长的菌株(如Halomonas)的协同作用下,Marinobacter可以完成对菲的完整矿化过程。Marinobacter中的PAHs上游降解基因簇与典型的nah型PAHs降解基因簇同源性较高,并形成了独立于经典nah型PAHs降解基因簇之外的新进化分枝。本研究阐明了nah型PAHs降解基因簇的水平转移过程及相应的进化关系,其中nag进化分枝为已知的所有nah型PAHs降解基因簇的初始基因型。之后,本研究根据nah型PAHs降解基因簇的氨基酸序列的特征推测了该类基因簇在由普通环境向盐环境水平转移过程中发生的适宜性演化机制。