二噁烷高效降解菌A.Baumannii DD1的降解特性及其群体感应初探

摘要

二噁烷是一种应用广泛的有机溶剂稳定剂，随着其环境排放量的不断增加，该物质的毒性和潜在致癌性对生态环境危害以及人体健康风险也日益增加。针对日趋严重的二噁烷污染状况，急需一种有效的二噁烷处理技术。本论文从污水处理厂污泥中分离得到一株二噁烷高效降解菌DD1，对菌株的生理生化特性、二噁烷降解能力及其代谢途径等进行研究;通过优选环境因素，提高菌株信号分子分泌量和生物膜形成能力。本研究得出如下主要结果:
　　(1)筛选得到一株二噁烷高效降解菌DD1，可利用Biolog GNⅢ中30种碳源，对21种抗生素敏感，16S DNA测序结果表明菌株DD1与Acinetobacter baumannii AQ-3(JF751054.1)相似度达到99％，因此命名该菌株为Acinetobacter baumannii DD1(GenBank编号KF713537)。选育到的A.baumannii DD1可在42 h内完全降解100mg/L二噁烷，细胞产率0.414 mg-protein(mg-1，4-dioxane)-1，是目前报道细胞产率最高，降解速率最快的二噁烷降解菌。菌株A.baumanniiDD1最高可耐受1000 mg/L二噁烷浓度，且在pH7.0、温度30℃环境条件生长情况最佳。此外，通过GC和GC/MS检测发现在二噁烷降解过程中产生二噁烯、草酸、乙二醇等中间产物;酶活实验表明，单加氧酶参与二噁烷的降解。
　　(2)A.Baumannii DD1在降解二噁烷的过程中可以分泌多种N-酰基高丝氨酸内酯类(AHLs)信号分子，其中3-oxo-C6和C8的分泌量最高，分别为68 pmol和24 pmol。经DNA扩增，确定A.BaumanniiDD1具有不动杆菌属的信号分子分泌基因abaⅠ以及与假单胞菌属的信号分子分泌基因lasⅠ和rhlⅠ相似的基因。虽然A.Baumannii DD1分泌的信号分子不能直接促进二噁烷的降解，但是可以诱导其生物膜形成能力，其中以3-oxo-C6和C8的诱导作用较佳。
　　(3)温度30℃-32℃、pH7.0、盐度1％、初始OD6000.15、初始二噁烷浓度100 mg/L时，A.Baumannii DD1的AHLs类信号分子分泌量最大，生物膜形成能力最佳。且在上述条件下构建生物膜体系和游离体系，通过二噁烷负荷冲击发现生物膜体系具有较好的稳定性，在800mg/L的二噁烷冲击下依旧能恢复稳定降解，更适合实际运用。

目录

摘要

1 绪论

1．1 二噁烷性质及污染现状

1．1．1 二噁烷的基本特性

1．1．2 二嗯烷的应用及污染现状

1．2 二噁烷的处理技术

1．2．1 二噁烷物化处理法

1．2．2 二噁烷生物处理法

1．3 群体感应在生物强化中的应用

1．3．1 生物强化技术及群体感应

1．3．2 群体感应对生物强化过程的影响

1．4 论文研究内容

2 二噁烷降解菌DD1筛选及降解特性研究

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．1 材料与仪器

2．2．2 试验方法

2．2．3 分析方法及数据处理

2．3 结果与讨论

2．3．1 二噁烷降解菌的分离、纯化

2．3．2 二噁烷降解菌的的鉴定

2．3．3 二噁烷降解菌的降解条件优化及生长动力曲线

2．3．4 DD1降解二噁烷的代谢途径分析

2．4 小结

3 DD1信号分子分泌系统确立及功能分析

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．2．1 材料与仪器

3．2．2 试验方法

3．2．3 分析方法及数据处理

3．3 结果与讨论

3．3．1 菌株信号分子分泌系统的确立

3．3．2 信号分子对污染物降解的影响

3．3．3 信号分子对生物膜形成的影响

3．4 小结

4 DD1信号分子分泌条件优化及反应体系研究

4．1 前言

4．2 材料与方法

4．2．1 材料与仪器

4．2．2 试验方法

4．2．3 分析方法及数据处理

4．3 结果与讨论

4．3．1 生物膜形成条件优化

4．3．2 体系构建及稳定运行

4．4 小结

5 结论

5．1 研究结论

5．2 创新点

5．3 展望

参考文献

硕士期间研究成果

致谢

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