Sphingomonas ***1降解DBP的研究

作     者：胡培磊 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周洪波

授予年度：2008年

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] 

主      题：生物降解 邻苯二甲酸二丁酯 Sphingomonas sp.XJ1 代谢途径 表面活性剂 

摘      要：邻苯二甲酸酯类化合物是一类重要的有机化合物,主要用作塑料的增塑剂。由于其大量生产和广泛应用,邻苯二甲酸酯类化合物的污染已成为日益严重的环境问题,引起了世界各国的特别关注。现有的研究结果表明,PAEs在环境中水解、光解的速度非常慢,生物降解是PAEs降解的重要途径。 本论文首先以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为唯一碳源和能源,对湘江底泥中的微生物进行驯化和筛选。实验采用高效液相色谱测定菌株XJ1在摇瓶中对DBP的降解能力,并进行DBP代谢产物的分析和底物广谱性测试。结果从湘江底泥中分离出一株高效降解DBP的菌株XJ1,经形态学、生理生化、(G+C)mol%和16S rDNA序列分析鉴定该菌株为Sphingomonsa sp.。摇瓶实验结果表明:最佳降解条件为温度35℃,初始pH为7.0,转速150 rpm;在最佳的降解条件下,40小时之内可浓度为100 mg/L的DBP完全降解,显示出菌株XJ1对DBP具有高效的降解能力。底物广谱性实验表明菌株XJ1能够利用邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯等邻苯二甲酸酯类化合物,说明该菌株在处理含有邻苯二甲酸酯类化合物污染的生物修复方面具有独特的应用潜力。 结合文献中关于DBP好氧降解途径的报道,本实验采用标准品化合物的保留时间对照的方法,通过HPLC-UV检测出的中间代谢产物为邻苯二甲酸单丁酯(MBP)、邻苯二甲酸(PA)和原儿茶酸(PCA),初步提出菌株Sphingomonas ***1降解DBP的途径为:在菌株XJ1的作用下,DBP首先水解为MBP,继而水解为PA,经由PCA最终完全降解为CO和HO。 邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)具有较低的水溶性和较高的正辛醇-水分配系数,因此其在土壤中的行为主要是吸附在土壤颗粒上,其生物降解也会受到污染物从固相到液相迁移过程的影响。表面活性剂的加入有利于PAEs从固相(土壤颗粒)迁移到液相,从而有利于微生物的降解。为了进一步明确表面活性剂对PAEs生物降解的影响,本章主要考察在Tween 80增溶条件下DBP、受试菌株***1和表面活性剂Tween 80之间的相互作用。实验结果表明:Tween 80能够增加DBP在水相中的表观溶解度,在浓度从1×CMC～10×CMC的浓度范围内,DBP的表观溶解度与Tween 80的浓度呈线性关系;Tween 80对Sphingomonas ***1没有毒性,对DBP的降解没有明显的促进作用,亦不抑制DBP的生物降解;Tween 80能够改善受试菌体的表面疏水性,且受试菌株由于其细胞膜的特殊的化学成分也有一定的疏水性;Tween 80的生物可降解性差,用于生物修复需要慎重考虑。