嗜热菌群降解偶氮染料的特性及机制

摘要

【背景】印染废水的出水温度高,抑制了微生物对偶氮染料的降解,而关于嗜热菌在高温下降解偶氮染料的报道较少。【目的】富集能在高温下降解偶氮染料的嗜热微生物菌群,并研究其降解潜力和基因组特征。【方法】通过富集的方法获得嗜热微生物菌群,利用分光光度法测定其降解特性;采用全波长扫描、傅里叶变换红外吸收光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和气相质谱(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)分析其降解机理;采用植物毒性的方法比较偶氮染料降解前后的毒性;采用高通量测序技术分析其功能基因和群落结构。【结果】该菌群(SD1)可以在65℃降解偶氮染料,Caldibacillus、unclassified_f__Bacillaceae、Geobacillus等为优势属,在降解过程中起关键作用;菌群SD1能在较宽泛的pH(5.0−9.0)、温度(50−75℃)、染料浓度(100−500 mg/L)和盐度(1%−5%)降解酸性大红GR;偶氮还原酶和NADH-DCIP是主要的降解酶,GC-MS和FTIR结果表明菌群SD1通过偶氮键断裂降解酸性大红GR;植物毒性的结果表明,经菌群SD1脱色后酸性大红GR的毒性降低;与降解有关的功能基因有依赖NADH的黄素单核苷酸(flavin mononucleotide,FMN)偶氮还原酶基因和依赖FMN的还原酶基因。【结论】嗜热菌群SD1在处理高温印染废水中具有很大的应用潜力。