磺胺二甲嘧啶废水处理系统中Exiguobacterium sp.H-1的分离及其环境适应特性

作     者：陈田 王壮 芦梦瑶 陈研 周佳 屈建航 潘婧诗 罗宇 CHEN Tian;WANG Zhuang;LU Mengyao;CHEN Yan;ZHOU Jia;QU Jianhang;PAN Jingshi;LUO Yu

作者机构：河南工业大学生物工程学院 河南工业大学国际教育学院 

出 版 物：《环境工程技术学报》 (Journal of Environmental Engineering Technology)

年 卷 期：2024年第14卷第1期

页      面：258-267页

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42107139) 河南工业大学高层次人才科研启动基金项目(2019BS046) 河南工业大学青年骨干教师培育计划(21421206) 

主　　题：磺胺二甲嘧啶 Exiguobacterium 生物降解 环境适应性 生物修复 

摘      要：磺胺二甲嘧啶(SMZ)是一种难降解的广谱抗生素,其广泛存在已对水环境构成严重的威胁。微生物是环境中抗生素降解转化的主要驱动者,但高效降解SMZ的微生物资源匮乏。以SMZ废水处理系统的活性污泥为原料,采用纯培养技术从中分离筛选出一株SMZ降解菌H-1。经形态学观察、生理生化特征、16S rRNA基因序列分析,H-1归属于微小杆菌属(Exiguobacterium sp.)。通过单因素试验研究初始SMZ浓度、接种量、pH和温度对菌株H-1降解SMZ效果的影响。结果表明,接种量、pH和温度对该菌株降解SMZ的影响较大。进一步采用响应面法优化菌株Exiguobacterium sp.H-1降解SMZ的最佳条件,得出pH为7.21,温度为28.86℃,接种量为4.40%时,其对5 mg/L SMZ降解率为10.54%。本研究发现微小杆菌Exiguobacterium sp.H-1具有降解SMZ的能力,其降解SMZ的独特之处是能够将SMZ脱去SO_(2),生成嘧啶环和苯胺环,经过耦合生成N-(4,6-二甲基嘧啶-2基)-1,4-二苯胺,然后进行脱氨反应,生成2-苯-4,6-二甲基嘧啶,随后去甲基化生成产物6(2-苯基-1,2-二氢嘧啶,m/z为159.97)。此外,菌株H-1在0~10%NaCl的广泛范围内也表现出很强的耐盐性,能够为SMZ污染水体的生物修复提供耐盐能力强的微生物菌株资源。