【摘 要】
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群体感应(QS)是细菌之间通过信号分子进行交流,调控基因表达的一种现象。群体感应信号分子是导致细菌发生群体感应现象的关键物质,而革兰氏阴性菌的主要信号分子为N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactone,AHLs),随着细菌生长,细菌密度增加,分泌的AHLs含量达到阈值后发生群体感应现象调控生物膜的形成、细胞分化、运动性、胞外多糖形成、致病菌的毒力因子的诱导、细菌与真核生物
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群体感应(QS)是细菌之间通过信号分子进行交流,调控基因表达的一种现象。群体感应信号分子是导致细菌发生群体感应现象的关键物质,而革兰氏阴性菌的主要信号分子为N-酰基高丝氨酸内酯(N-acylhomoserine lactone,AHLs),随着细菌生长,细菌密度增加,分泌的AHLs含量达到阈值后发生群体感应现象调控生物膜的形成、细胞分化、运动性、胞外多糖形成、致病菌的毒力因子的诱导、细菌与真核生物的共生等。本研究筛选出一株群体感应信号分子分泌菌(Aeromonas hydrophila A-L2),对其产生信号分子的分泌特性进行研究,并采用活细胞包埋法将A-L2包埋到PVA/SA/Zn ONPs固定化颗粒中,加入到100mg/L芘溶液中,进一步探究固定化(QS)分泌菌对芘生物降解的强化作用。具体研究结果如下:(1)A-L2菌符合S形生长曲线,在生长过程中AHLs含量的变化呈先上升后平稳趋势。最适AHLs分泌条件为30℃、p H=7、Na Cl含量10g/L、糖源为葡萄糖5g/L、氮源为胰蛋白胨10g/L。在最佳分泌特性条件下的分泌量为21.07μg/m L。(2)分别以A-L2菌和芘降解菌(Staphylococcus sciuri S-3)为对照组,探究QS对S-3菌降解芘的强化作用。得到混合菌(1/2A-L2菌+1/2S-3菌)在降解过程中AHLs总量最高达到22.32μg/m L,且邻苯二酚1-2双加氧酶C120和邻苯二酚2-3双加氧酶C230酶活最高达到1.35 U/mg、0.196 U/mg,多糖浓度稳定在0.96mg/L、蛋白浓度最大值达到2.70mg/L,降解率达到67.67%。(3)利用PVA/SA+Zn ONPs作为固定化载体包埋A-L2菌,制作固定化QS分泌菌,探究固定化包埋之后对AHLs分泌的影响。最终得到在加入Zn ONPs为0.3g/L时固定化颗粒的机械强度达到98.670%,传质效率达到89.86%,比表面积为8.353 m~2/g,在传质效率最高且保证机械强度的条件下选择加入Zn ONPs的含量为0.3g/L。在同等条件下固定化(QS)分泌菌在生长过程中AHLs总量最高可达48.27μg/m L,远远大于游离菌。(4)将相同干菌量的PVA/SA/Zn ONPs固定化QS分泌菌加入S-3菌芘降解体系中,与混合游离菌和PVA/SA固定化QS分泌菌进行对比,研究PVA/SA/Zn ONPs活细胞固定化颗粒在芘降解过程中相比游离菌的特点。结果得到PVA/SA/Zn ONPs固定化分泌菌AHLs活性最高可达52.34μg/m L;邻苯二酚1-2双加氧酶C120和邻苯二酚2-3双加氧酶C230酶活中C120最高值为3.12 U/mg,C230最高值可达0.38U/mg,均远远大于游离菌;EPS结果显示固定化(QS)分泌菌在降解到84h时多糖含量最高达到2.98 mg/L,蛋白浓度最高达到8.94 mg/L;最高降解率达到93.41%,均高于游离菌。(5)对使用后的PVA/SA/Zn ONPs固定化分泌菌进行重复利用实验,得到在重复次数为18次时48h降解率达到99.98%,且重复48次后芘降解率仍可达到80%以上,表明固定化细胞有较长使用寿命和稳定的芘降解能力。
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