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1、工程碩士學(xué)位論文一株芘高效降解菌的篩選及其降解途徑研究作者姓名伍鳳姬工程領(lǐng)域環(huán)境工程校內(nèi)指導(dǎo)教師盧桂寧研究員校外指導(dǎo)教師周建民高級(jí)工程師所在學(xué)院環(huán)境與能源學(xué)院論文提交日期2015年3月ScreeningofaHigh-efficientPyrene-degradingBacterialStrainanditsDegradationPathwayADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：FengjiWuSupervisor：Prof.GuiningLuS
2、outhChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號(hào)：X172學(xué)校代號(hào)：10561學(xué)號(hào)：201221018182華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文一株芘高效降解菌的篩選及其降解途徑研究作者姓名：伍鳳姬指導(dǎo)教師姓名、職稱：盧桂寧研究員申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工程碩士工程領(lǐng)域名稱：環(huán)境工程論文形式：□產(chǎn)品研發(fā)□工程設(shè)計(jì)□√應(yīng)用研究□工程/項(xiàng)目管理□調(diào)研報(bào)告研究方向：有機(jī)物污染物微生物修復(fù)論文提交日期：2015年3月16日論文答辯日期：2015年3月19日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)位授予日期
3、：2015年4月30日答辯委員會(huì)成員：主席：韋朝海委員：溫勇汪曉軍朱能武黃碧純摘要多環(huán)芳烴（PolycyclicAromaticHydrocarbons,PAHs）是一類在環(huán)境中普遍存在的持久性有機(jī)污染物，具有“三致”作用，對(duì)人類健康和生物安全構(gòu)成巨大威脅。目前，利用微生物處理法解決環(huán)境中的PAHs污染問題已被廣泛接受，而篩選分離高效降解PAHs的微生物菌株是該方法的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在利用微生物修復(fù)PAHs的過程中，蛋白組學(xué)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。微生物可能通過誘導(dǎo)形成具備了新的代謝功能酶系，研究參與環(huán)境污染物代謝的蛋白/酶
4、，有助于我們深入了解生物降解的過程。本論文以芘（pyrene）為多環(huán)芳烴生物降解研究的模型物，分別從廣州石化廠附近石油污染的農(nóng)田土壤和韶關(guān)石化廠焦化廢水處理車間曝氣池活性污泥中篩選出能以芘為唯一碳源的降解菌株，并從中挑選出降解效果最好的菌株CP13，探究不同培養(yǎng)條件對(duì)該菌株降解芘的影響；采用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析了降解菌CP13在芘誘導(dǎo)下的蛋白表達(dá)差異以了解芘降解過程中的關(guān)鍵酶；結(jié)合GC-MS對(duì)芘降解中間產(chǎn)物的檢測(cè)結(jié)果，初步推導(dǎo)出CP13降解芘的途徑。主要結(jié)論如下：（1）對(duì)比兩種菌源篩選出來的芘降解菌株發(fā)現(xiàn)，來源于焦
5、化廢水活性污泥的菌株CP13在所獲得的降解菌株中降解效果最好，對(duì)芘（50mg/L）7天降解率達(dá)到90%以上。經(jīng)16SrDNA測(cè)序初步鑒定，菌株CP13為Mycobacteriumgilvumstrain，其GenBank序列的登陸號(hào)是KF378755。將菌株CP13保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心（CGMCC），保藏編號(hào)為CGMCCNo.7963。（2）對(duì)菌株CP13降解芘的環(huán)境條件進(jìn)行研究，結(jié)果表明菌株CP13在芘初始濃度小于75mg/L、溫度范圍在30-35℃，pH值為7~10的條件下均能高效
6、降解芘，7天降解率達(dá)88%以上，在最佳條件下的降解率可達(dá)95%以上。說明該菌在不同環(huán)境條件下都具有較好的降解效果，可進(jìn)行較為廣泛的應(yīng)用。（3）利用GC-MS技術(shù)對(duì)菌株CP13降解芘過程中的產(chǎn)物進(jìn)行分析，結(jié)果表明CP13降解芘的中間代謝產(chǎn)物有1-羥基萘、4-羥基菲、4-羧基菲和鄰苯二甲酸，其中4-羥基菲為在芘代謝過程中產(chǎn)生積累。（4）通過蛋白質(zhì)雙向電泳技術(shù)，對(duì)菌株CP13降解芘過程中產(chǎn)生的全蛋白質(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌在降解過程中涉及到了glycosyltransferasegroup1、GMCoxidoredu
7、ctasefamily等維持其生理活動(dòng)所需的蛋白/酶。此外，在培養(yǎng)條件為pH=9時(shí)檢測(cè)到了對(duì)PAHs降解相關(guān)蛋I白putativeextradioldioxygenase，在芘被生物降解的過程中具有重要作用。（5）結(jié)合GC-MS對(duì)產(chǎn)物的檢測(cè)結(jié)果以及蛋白組學(xué)的鑒定結(jié)果的分析，對(duì)菌株CP13降解芘的過程進(jìn)行推導(dǎo)：芘在相關(guān)酶的作用下氧化成4,5-二羥基芘，隨后開環(huán)形成產(chǎn)物4-羧基菲，脫羧轉(zhuǎn)化成4-羥基菲或3,4-二羥基菲，然后3,4-二羥基菲經(jīng)過開環(huán)形成1-羥基萘，再裂解生成鄰苯二甲酸，最后進(jìn)入三羧酸循環(huán)（TCA）徹底
8、降解為CO2和H2O。關(guān)鍵詞：多環(huán)芳烴（PAHs）；芘；代謝產(chǎn)物；蛋白質(zhì)組學(xué)；降解途徑IIAbstractPolycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)areaclassofubiquitous,persistent,toxic,andcarcinogenicpollutantsthatposesignificantriskstoenvironm
