三株新分离的假单胞菌降解DEP特性研究

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邻苯二甲酸二乙酯(Di-ethyl phthalate,DEP)是一种增塑剂,是我们日常生活中最常用的邻苯二甲酸酯类化合物之一。DEP造成的环境污染问题已成为严重的全球化问题,它大量存在于日常用品中,如塑料和化妆品等。现有研究发现DEP不仅会导致内分泌激素失调,还会对人类及其他动物产生致畸、肝毒和致癌作用,另外,DEP会破坏神经系统以及动物的生殖器官,因此,它被美国环境保护局视为严重污染物之一。DEP有两种环境降解方式:生物降解和非生物降解。在水生和陆地系统中,例如污水、土壤、沉积物、污泥和地表水中,由微生物介导的生物降解过程是降解DEP的主要方式。非生物降解过程,如水解和光解等则相对较慢,因而它并非是降解DEP的主要方式。研究表明,长链DEP比短链DEP更难代谢。微生物可以将DEP代谢成更简单的形式,如DMP、PA,最终根据分子氧的可用性将其转化为草酰乙酸或乙酸盐。最终,这些化合物可以被微生物利用为柠檬酸循环、乙酸发酵、β氧化或其它能量转化途径中的底物。受此启发,生物修复技术已被众多科研工作者广泛应用于高污染地区中邻苯二甲酸酯的去除。本研究也旨在从严重污染的武汉南湖某地分离、鉴定和筛选最有潜力的菌株,此菌株能将DEP作为唯一碳源进行代谢。基于形态学、生化特性、生理学和16S rDNA基因测序,分离并鉴定了三种高效菌株:假单胞菌CCNU-SK1,恶臭假单胞菌CCNU-SK2,反硝化假单胞菌CCNU-SK3。这可能是关于新型假单胞菌菌株CCNU-SK1、恶臭假单胞菌CCNU-SK2和反硝化假单胞菌CCNU-SK3对DEP生物降解的首次研究。我们研究了在不同温度、pH、DEP浓度、NaCl浓度等环境参数下的DEP生物降解。然后发现在28℃、pH=8、DEP浓度为500 mg/L、NaCl浓度为1.5%的条件下,假单胞菌菌株CCNU-SK1降解DEP的效果最好,其半衰期为10.19 h;同样,反硝化假单胞菌CCNU-SK3降解DEP的最佳条件是33℃、pH=7、DEP浓度为500 mg/L,半衰期为12.6 h;恶臭假单胞菌CCNU-SK2降解DEP的最佳条件是33℃、pH=7、DEP浓度为400 mg/L,半衰期为13.86 h。与其它分离菌株相比,半衰期最低的菌株CCNU-SK1对DEP的生物降解效率最高。结果显示,在菌株CCNU-SK2,菌株CCNU-SK3和菌株CCNU-SK1孵育的4天内,超过99.0%的DEP被生物降解。所有假单胞菌菌株在24小时内都可以完全利用50 mg/L的DEP。假单胞菌菌株不仅能够代谢DEP,还能够代谢DEHP、DBP、DMP、PA、BBP,DOP等邻苯二甲酸酯类化合物。假单胞菌菌株的这种多功能性使它们成为邻苯二甲酸酯生物降解的潜在候选菌,可用作邻苯二甲酸酯污染场所中生物修复的理想菌株。
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