偶氮染料是一种合成染料,因其色调多样、耐褪色、对织物的附着力好、生产能耗低等特性,已被广泛应用于羊毛、棉花、尼龙、皮革、纸张、化妆品、制药、食品、塑料和石油产品等工业领域的染色。然而,由于偶氮染料排放到环境中会给人类和动物带来致畸致癌等风险,因此,有必要开发有效的技术来清除这一危害。基于微生物代谢活动的生物工艺比物理化学工艺更具吸引力,因为它被认为是一种环境友好和成本效益高的选择。有许多生物都可以还原甚至矿化偶氮染料,例如:细菌、真菌、藻类和植物。文献报道中最常见细菌属有:假单胞菌属,芽孢杆菌属,鞘氨醇单胞菌属,气单胞菌属,柠檬酸杆菌属,大肠埃希氏菌属,脱硫弧菌属,变形杆菌属,希瓦氏菌属,克雷伯菌属,产碱菌属,地杆菌属和链球菌属。一些希瓦氏菌属菌株,如奥奈达希瓦氏菌MR-1与WL-7、海水希瓦氏菌、海藻希瓦氏菌和脱色希瓦氏菌S-12,可以通过胞外电子传递耦合电子供体的氧化与偶氮染料的还原,并维持细胞生长。MR-1是胞外电子传递中的模式细菌,而提高菌株胞外电子传递能力的途径之一是对其基因组进行改造。有报道表明,破坏MR-1的某些基因会导致其产电能力的增强。可以设想,破坏MR-1基因组中的一些基因也可能导致突变体在厌氧条件下对偶氮染料脱色能力增强。因此,研究采用随机转座子诱变方法生成突变体库,并用于厌氧条件下偶氮染料的脱色。在本研究中,抗卡那霉素（km）质粒被插入到MR-1基因组中,通过随机基因敲除构建突变体,建立了包含约30000个转座子插入突变体菌落的突变体库。从突变体库提取DNA,进行转座子测序表征。结果显示,突变体库包含至少10666个不同的突变体。在MR-1基因组的4758蛋白编码开放阅读框（CDSs）中,我们构建的随机转座子突变插入到至少3277个基因中。将突变体库接种入含甲基橙为唯一电子受体的厌氧瓶中,反复富集具有高效脱色性能的突变体。最后富集获得的菌液稀释后铺LB平板,随机选取10个单菌落,进行基因组重测序。结果显示,10个菌落的Tn突变发生于基因组的同一位点,对应SO＿4318（即agg C基因）。agg C预测为I型蛋白分泌系统双功能ATP酶,位于基因组的4505589-4505604,长度2181个碱基对。对10个菌落进行的PCR检测亦证实所有突变体的转座子插入位点相同。因此,它们被认为是同一菌株,命名为MO1。突变体MO1与野生型在3,6,10,22和26小时的甲基橙脱色率分别为MO1（40.55%、52.59%、54.66%、97.16%和99.62%）,而野生型为（18.93%、27.05%、34.87%、81.28%和88.57%）。研究随即构建了一个互补菌株MO1（p UC18A）,并用其进行脱色实验。互补菌株表现出了与野生型非常相近的脱色率,在3,6,10,22和26小时脱色率分别为17.61%,25.54%,31.72%,76.27%,and 86.71%,但与突变体展现出来的脱色率差异明显。这一结果表明MO1脱色能力的增强确实是由于破坏SO＿4318（agg C）基因所致。与之相对应的是,突变体的玻璃壁生物膜的形成量减少了一半,平均吸光度变化为0.681,而野生型和互补菌株分别为1.2和1.076。当对突变体、野生型和互补菌株进行电化学分析时,经历一定时间后突变体只能产生5μA/cm~2的电流,而野生型为32μA/cm~2,互补菌株为20μA/cm~2。采集电极样品,在扫描电镜下观察生物膜的形貌。发现突变体MO1在电极上附着量很少,野生株电极生物量较多,互补菌株次之。因此,尽管生物膜的形成对MR-1的产电非常重要,其对偶氮染料的脱色似乎没有起作用。此外,实验发现甲基橙在脱色后中对玉米和辣椒的毒性降低。