烟碱降解菌的分离鉴定、降解特性及其降解途径的初步研究

摘要

烟碱俗称尼古丁，是烟草中的主要生物碱，过量吸入烟碱则会抑制中枢系统，麻痹心脏，甚至有生命危险；同时烟草加工过程中产生了含高浓度烟碱的废弃物，严重污染了环境；而且我国烟草上部烟叶烟碱含量普遍偏高，不能用于烟组配方造成了资源浪费和经济损失，因此有效地控制烟草和环境中的烟碱含量，对于维护人类健康和环境有着深远的意义。在工业上利用微生物及其酶来降解烟草中的烟碱，比起传统的物理化学法，不仅可以产生更少有害副产品，而且可以改进烟气品质，提高烟叶资源利用率，有重大的经济效益。
　　 本研究以烟碱为唯一碳源，从湖北襄樊烟草种植基地的土壤根际土和烟叶废弃物中分离得到29株具有烟碱降解能力的菌株，降解率都在70％以上，其中19株烟碱降解率能达到90％以上。其中12株烟碱降解菌经常规的形态观察、生理生化分析和16S rDNA 序列同源性分析，这12株烟碱降解菌分别属于节杆菌属、假单胞菌属、苍白杆菌属和根癌农杆菌属。
　　 通过一系列实验，初步确定根癌农杆菌BKCER11菌株在烟碱浓度0.5g/L-5g/L内生长良好，培养基烟碱浓度大于5g/L时，BKCER11菌株生长受到严重抑制，也不能降解烟碱；该菌在温度20℃-37℃范围内可以生长良好并能降解烟碱，其最适生长温度为30℃；在pH5.5-8.0范围内BKCER11菌株可以生长良好并能降解烟碱，其最适pH为5.5-6.0；经过正交优化，BKCER11菌株烟碱降解的最适条件为：烟碱初始浓度为2g/L、温度为30℃、初始pH为5.5-6.0、以蛋白胨和牛肉膏各0.5％作为复合氮源、微量元素的浓度为5mL/L，降解率能达到96.63％。
　　 利用GC-MS初步分析了根癌农杆菌BKCER11菌株降解烟碱的中间代谢产物，检测到有3-（2，3，4-三氢-5-吡咯基）-吡啶和可替宁两种新物质的积累。这与已知的微生物代谢烟碱的三种途径中所涉及到的物质均不一样。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章降解烟碱微生物的分离与鉴定

第3章根癌农杆菌BKCER11菌株降解烟碱特性及其发酵条件的优化

第4章根癌农杆菌BKCER11菌株降烟碱代谢机制的初步研究

第5章总结

参考文献

致谢

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