一株新型假单胞杆菌P.gessardii LZ-E能够同时降解萘和还原六价铬

摘要

复合污染尤其是多环芳烃和重金属的污染已经成为难以忽略并且急需解决的问题。我们从兰州一处污水排放口筛选到一株假单胞杆菌P.gessardii LZ-E可以同时降解萘和还原六价铬。LZ-E菌株能够在利用并降解77％800 mg L-1萘作为唯一能源和碳源的同时还原99%10 mg L-1六价铬。LZ-E菌株在利用葡萄糖为碳源时只能还原40%10 mg L-1六价铬表明萘能够促进LZ-E菌株还原六价铬。其次，LZ-E菌株通过萘降解途径基因降解萘，包含两个操纵子，分别能够将萘降解到水杨酸然后继续降解至丙酮酸至进入柠檬酸循环。萘促进铬的还原主要是由于在萘降解过程中产生的中间产物邻苯二酚和邻苯二甲酸能够提高还原六价铬的能力。最后，我们应用生物反应器扩大复合污染的去除。LZ-E菌株在16天内以15 mg L-1 h-1和0.20 mg L-1 h-1速率修复8个连续含有800 mg L-1的萘和10 mg L-1的六价铬反应池。LZ-E菌株含有大小为8083 bp的野生质粒，命名为pHWL10，该质粒上含有三个开放阅读框，这三个ORF分别编码了三个功能蛋白，即成环蛋白、内毒素分泌蛋白、II型分泌蛋白。缺失质粒后发现菌株降解萘和还原六价铬的能力没有变化，说明质粒可能与菌株野外生存的能力相关。总的来说，假单胞杆菌 LZ-E是一株能够修复多环芳烃和重金属复合污染的理想菌株。

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第一章 引言

1.1 复合污染现状

1.2 多环芳烃的污染和危害性

1.3 萘—最简单的多环芳烃的降解

1.4 重金属的污染及其危害性

1.5 微生物修复重金属的机制

1.6 铬的来源以及其污染性

1.7 铬的危害性

1.8 微生物抵抗和还原六价铬的机理

1.9 微生物同时降解多环芳烃和还原重金属

1.10 本次研究的目的和理论依据

第二章 材料和方法

2.1 主要仪器

2.2 采样

2.3 化学物质和培养基

2.4 细菌富集分离和鉴定

2.5 测定萘降解和六价铬的还原

2.6 萘降解途径的鉴定

2.7 曝气生物反应器的建立

2.8 质粒的提取、酶切和提纯

2.9 连接和热激转化

2.10 质粒序列分析

第三章 结果

3.1 LZ-E菌株的分离，筛选和鉴定

3.2 LZ-E菌株的萘降解和六价铬还原

3.3 LZ-E菌株同时降解萘和还原六价铬的机制

3.4 LZ-E菌株在生物反应器中持续降解萘和还原六价铬

3.5 LZ-E菌株中野生质粒pHWL10的基因分析

第四章 讨论

第五章 结论

参考文献

在学期间成果

致谢