产聚羟基脂肪酸酯的深海细菌的筛选与鉴定

摘要

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是微生物体内的一类3-羟基脂肪酸组成的线性聚酯，是微生物应对不利的生存环境时的物质能量储备。PHA具有生物可降解性、生物组织相容性、光学活性、抗凝血性等普通高分子材料无法比拟的特性，具有广阔的应用前景．目前对PHA的研究多以陆生微生物为主，海洋细菌则鲜有报道。与陆地相比，低温、高压、营养缺乏的深海环境给微生物提供了更为严苛的生存条件，使其合成积累PHA的可能性大为增加。本研究从太平洋深海沉积物中分离筛选到了两株具有积累PHA能力的细菌，通过尼罗红染色，可观察到典型的橘红色荧光。进一步，我们对其PHA的特性进行了初步研究。首先采用两步法进行发酵，以营养丰富的液体培养基使细菌快速生长至对数生长期，然后添加辛酸钠作为碳源，继续培养2天。一方面取1ml发酵液，经固定、脱水、包埋、固化、超薄切片、染色后，通过透射电子显微镜观察，发现菌体内具有边缘规则呈圆形的白色颗粒存在，约占菌体体积的2／3，说明了该菌具有较强的PHA合成积累能力。另一方面，将剩余发酵液菌体冻干，采用氯仿进行索式抽提，提取产物经红外光谱、核磁共振氢谱和核磁共振碳谱分析，结果表明两株菌所产的PHA的单体类型以3-羟基丁酸为主，推测其结构可能为聚3-羟基丁酸酯(PHB)。本研究所建立的方法，具有一定的通用性，可用于筛选更多具有PHA合成能力的细菌，获得具有产新型PHA的菌株，从而为PHA的应用奠定基础。