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吲哚是一种具有遗传毒性的含氮杂环芳香化合物,目前关于吲哚的生物降解研究大多集中在中间产物的鉴定以及降解路径的推测中。在探索降解吲哚的功能基因方面,已报道的萘双加氧酶、苯酚羟化酶等芳烃加氧酶虽然能够降解吲哚,但是其专一性可能受到影响。本论文以提高吲哚降解效率为出发点,通过优化环境因素、培养基组分、外源表达功能基因以及构建共培养体系等方法,旨在开发更加高效的菌株及其酶资源,并提高生物法降解吲哚的效率。主要研究内容如下:从土壤中分离出一株吲哚降解菌YBY,经16S序列鉴定为产碱杆菌属(Alcaligens sp.)。菌株YBY能够耐受高浓度的盐离子,并且能以苯酚、2-吲哚酮、苯甲酸等为唯一碳源进行生长。菌株生长和降解吲哚的最佳条件是:pH=6.77,转速150 r/min。当加入一定浓度的金属离子和其他外源营养物质时,会降低吲哚的去除率。利用液相色谱/飞行时间/质谱联用(LC/TOF/MS)对菌株代谢吲哚的产物进行分析,推测可能的代谢途径是吲哚羟化成吲哚酚,吲哚酚二聚成靛蓝或者被氧化成靛红,靛红进一步转化成龙胆酸,是吲哚好氧降解的三大主流路径之一。利用高通量测序技术对菌株YBY的基因组进行分析,基因组全长为4.3 Mb,有11个contig,GC含量为56.63%,基因组中还含有与苯甲酸、甲苯、水杨酸和龙胆酸代谢相关的基因。通过与已知的吲哚加氧酶序列进行比对,在菌株YBY中发现了一个吲哚加氧酶基因簇,在菌株IDO3中发现了两个吲哚加氧酶基因簇,并且与已报道的吲哚加氧酶有大于40%的相似性,推测其能催化吲哚氧化的第一步。然后用同源重组和双酶切的方法对其中的吲哚加氧酶双组分进行外源表达。DNA电泳、SDS-PAGE以及测序技术证明了重组菌6170成功构建。通过对重组菌6170合成靛蓝的环境因素和培养基组分进行优化,最终靛蓝产量为363 mg/L。将实验室前期分离得到的吲哚高效降解菌与菌株Alcaligenes sp.YBY构建共培养体系,发现共培养体系相较于单菌体系有更高的吲哚降解效率,且在50-200 mg/L之间,随着浓度的增加,这种差距逐渐明显。与已报道的共培养降解吲哚的体系相比,本论文中构建的共培养体系有更高的降解效率。