血红密孔菌对磷酸三苯酯的降解机制及其降解产物毒性研究

作     者：周家华 

作者单位：桂林理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张军

授予年度：2021年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 07[理学] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：磷酸三苯酯 血红密孔菌 毒性评估 生物降解 分子机制 

摘      要：磷酸三苯酯（Triphenyl phosphate,TPHP）是一种典型的芳香族有机磷阻燃剂,广泛存在于各种环境介质中并对生物体具有多种毒性效应。白腐真菌能有效降解多种结构各异的芳香族有机污染物,在芳香族有机污染物的微生物修复领域具有广阔的应用前景,然而,白腐真菌对TPHP的降解特性及机理还尚不明确。本研究以TPHP作为目标污染物,以血红密孔菌（Pycnoporus sanguineus）作为白腐真菌的代表菌株进行实验,探讨了***在TPHP生物降解中的降解特性、降解机理及其生物修复的可行性。本研究的主要成果如下:（1）***降解TPHP的最佳实验条件为:***孢子液投加量为5%（V/V）,体系初始pH值为4-6,葡萄糖的投加浓度为5 g/L,污染物TPHP浓度为5 mg/L。（2）***降解TPHP的过程中共检测出7种TPHP降解产物,根据降解产物推测出TPHP的降解途径主要涉及氧化裂解、甲基化和羟基化。（3）TPHP以浓度依赖的方式诱导***中ROS的累积和细胞的凋亡,并且TPHP经过***生物处理后表现出更低的细胞毒性。（4）细胞色素P450酶及其辅助蛋白以及芳香族化合物双加氧酶表达水平的上调表明它们可能参与了TPHP及其降解产物的羟基化过程。葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶、铜自由基氧化酶和纤维二糖脱氢酶以及Class II过氧化物酶表达水平的上调表明它们在TPHP的氧化分解中起到了重要作用。甲基转移酶类型11和S-腺苷-L-蛋氨酸依赖性甲基转移酶表达水平的上调表明它们可能参与了TPHP及其降解产物的甲基化过程。MFS转运蛋白的表达上调说明它们在TPHP及其降解产物的跨膜转运中可能发挥了一定的作用。此外羧化酯酶、谷胱甘肽S-转移酶也被激活可能用以抵御TPHP引起的毒性损伤。（5）***能够抵抗来自原生真菌菌群的竞争且成功的在水-沉积物体系中定殖,并与鞘氨醇单胞菌、伯克霍尔德氏菌、分枝杆菌和甲基杆菌这些原生细菌菌群协同作用,有效促进水-沉积物体系中TPHP的生物降解。苯酚好氧降解、β-酮己二酸酯降解以及芳香族化合物间位裂解等与芳香族化合物降解有关的代谢途径在生物强化组中显著富集,芳基酯酶、磷酸二酯酶Ⅰ、碱性磷酸酶、邻苯二酚1,2-双加氧酶和羟基喹啉1,2-双加氧酶等与芳香族磷酸酯降解有关的功能基因也在生物强化过程中出现明显富集。