芘是多环芳烃(PAHs)的四环代表物,因具有环境持久性、生物可积累性以及对人体和生物体有毒害效果等特点,其污染的治理研究已成为环境科学的一大热点。本文利用前期筛选分离得到的PAHs降解菌短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis),探讨了该菌对芘的吸附、运输与降解、表面活性剂鼠李糖脂对菌体降解芘的影响,以及在降解过程中菌体的细胞特性变化,同时利用双向电泳技术研究该菌在降解芘过程中的差异蛋白,以期从生命代谢的角度揭示芘的降解机制。研究表明,芘首先被B.brevis细胞表面吸附,而后通过跨膜运输进入细胞内。细胞内大部分芘被胞内酶降解。鼠李糖脂对B.brevis降解芘具有一定的促进效果,当鼠李糖脂浓度为9 mg/L时,B.brevis对芘的降解率达64%,与不添加鼠李糖脂时芘的降解率相比,增加了15%。芘使B.brevis细胞表面发生粘连、褶皱、内陷等变化。但B.brevis降解1 mg/L芘96 h后,菌体重新生长繁殖,且120 h后细胞死亡率只有2.8%,这表明120 h后绝大部分菌体是完整细胞,这些完整的细胞依然能产生相应的酶来降解芘。在芘的降解过程中,菌体自身机制作出响应,细胞出现自身凋亡现象,细胞表面基团发生改变,细胞膜电位发生去极化现象,促进了细胞对芘的吸收与降解。加入1 mg/L芘后,B.brevis的细胞主要成分发生了变化,脂肪酸过氧化反应程度提高,导致细胞丙二醛(MDA)含量增加,同时不饱和脂肪酸含量明显增加,以保证细胞膜的流动性。B.brevis在降解芘过程中,菌体蛋白质组成发生了变化。与对照菌体相比,B.brevis降解1 mg/L芘120 h后,出现44个差异蛋白点,同时出现72个新蛋白表达点,7个蛋白点消失,表明污染物的胁迫造成菌体蛋白表达差异,导致蛋白种类与表达量的变化。