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我国染料行业与纺织印染业发达，其产生的废水中含有大量染料，对环境的污染极为严重。其中80％以上的染料为偶氮染料、蒽醌染料以及三苯甲烷染料等“三大家族”染料。这些染料大多为多聚芳香环复杂有机化合物，为有毒难降解有机物。其化学稳定性强，具有致癌、致畸、致突变的“三致”作用。由于传统物理化学方法具有成本高，生态友好型不够等缺点，开展环境微生物降解和吸附染料的研究成为环境保护领域的热点。本文详细地研究了S.oneidensisMR-1菌株降解磺化高分子量三苯甲烷染料苯胺蓝的性质，并对其降解机制进行了深入的研究，另外在前二者研究基础上还进行了该菌与纳米材料联合降解苯胺蓝的应用研究。论文的主要研究结果如下:
(1)S.oneidensisMR-1菌株对苯胺蓝的脱色脱毒降解行为研究。本文研究了不同染料浓度、温度、pH、电子供体、盐浓度等因素对苯胺蓝脱色的影响。结果显示S.oneidensisMR-1对苯胺蓝具有较高的脱色能力，即使初始浓度为1000mg/L，经过S.oneidensisMR-1处理96h后，脱色率仍能达到约80％。在pH为7.0、温度为30℃时，S.oneidensisMR-1的脱色速率最高。另外，乳酸和甲酸更加适合作为降解苯胺蓝时S.oneidensisMR-1的电子受体。S.oneidensisMR-1对高盐度的耐受性极强，在氯化钠浓度为60g/L时，S.oneidensisMR-1对50mg/L苯胺蓝仍具有一定脱色能力。脱色产物化学分析结果与吸附试验结果表明，S.oneidensisMR-1对于苯胺蓝的脱色为降解行为。此外，本文对苯胺蓝与其降解产物的植物毒性和细胞遗传毒性进行了评估，实验结果表明，S.oneidensisMR-1对苯胺蓝的脱色降解也为脱毒行为。
(2)S.oneidensisMR-1对苯胺蓝的脱色降解机制研究。在厌氧还原苯胺蓝时，S.oneidensisMR-1细胞内电子通过一条非常规的Mtr路径进行传递。即虽然Mtr电子传递途径中MtrA、MtrB、或MtrC/OmcA的突变体对苯胺蓝的脱色率显著低于野生型对苯胺蓝的脱色率，但是Mtr电子传递路径中最关键的电子载体CymA的缺失却不影响苯胺蓝的脱色率。S.oneidensisMR-1在无外源电子受体参与的情况下，对苯胺蓝48h的降解率能够达到92％;然而在分别加入DMSO、硝酸盐、水合氧化铁或者TMAO后，苯胺蓝降解率受到不同程度的抑制。另外，通过添加电子介质核黄素，能够显著增加苯胺蓝的脱色速率。结合GspDⅡ型分泌系统干扰突变体的结果，表明S.oneidensisMR-1对苯胺蓝的脱色降解是一个膜电子传递引起的胞外还原过程。
(3)纳米氧化钛与S.oneidensisMR-1联合降解苯胺蓝的探索研究。厌氧情况下，纳米氧化钛在光照下能够降解苯胺蓝，其降解率达到65％;同时加入纳米氧化钛和S.oneidensisMR-1后，36h降解率比单独S.oneidensisMR-1降解苯胺蓝的效率提高13％。
(4)纳米材料促进接合转移效率的S.oneidensisMR-1转化方法探索。纳米氧化钛能够促进外源基因的接合转移效率，能提高10倍以上。实际应用中，应当选用终浓度为0.5mM、平均粒径为25nm的纳米氧化钛。
本文用产电细菌对磺化高分子量三苯甲烷染料进行了脱色研究，提出了Shewanella降解三苯甲烷染料的降解机制，为该菌属对三苯甲烷染料的降解研究进行了深入的补充。另外，对纳米材料在微生物染料降解的研究与应用提供了理论与现实基础。