Fusarium solani GHP1FB在菲污染修复中的降解、吸附及迁移作用探究

作     者：余雪巍 

作者单位：河南农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：顾海萍

授予年度：2023年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 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] 120405[管理学-土地资源管理] 0713[理学-生态学] 

主      题：菲 Fusarium solani 降解 吸附 土壤修复 菌体迁移 高通量测序 

摘      要：多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的一类持久性有机污染物,因其分布范围广、潜在毒性强而备受关注。微生物修复技术成本低廉且无二次污染,是目前修复环境中PAHs的重要方法之一。构建合适的微生物共培养体系能够增强PA Hs的生物有效性,提高生物降解率。鉴于此,本文选定河南省G55二广高速,S28长济高速(G3511荷宝高速路段)和S85郑少洛高速(G1516盐洛高速路段)三条高速公路中央分隔带土壤为供试土壤,分析了其PAHs污染特征,评估了 PAHs的生态风险,探讨了 PAHs的来源;并以菲为唯一碳源从该污染土壤中筛选出一株真菌GHP1FB,鉴定为Fusarium sol ani,研究了其在液体培养条件下对菲的降解特性以及吸收储存能力,同时探讨了Fusarium solani GHP1FB对降解细菌的迁移运输以及迁移作用对土壤中菲降解的贡献,为提高微生物实际修复土壤有机污染提供理论基础。研究结果如下:(1)本研究采集了河南省3条高速公路中央分隔带11个样点的土壤,土壤中16种PAHs总浓度(5253.33-65072 μg kg-1)表明土壤均被PAHs污染,且72.72%的污染土壤属于中等以上生态风险;健康风险评价表明,采集土壤中的PAHs对儿童和成人均存在较大的致癌风险,主要暴露途径为皮肤接触和摄食;PAHs组分特征结合来源分析发现,低环PAHs主要来源于重型车的柴油燃烧,高环PAHs主要来源于小型轿车的汽油燃烧;相关性分析显示,大部分高速公路中央分隔带土壤中的PAHs,尤其是高环PAHs,与有机质呈显著正相关,与阳离子交换量、全氮、pH呈显著负相关。(2)以菲为唯一碳源从高速公路中央分隔带土壤筛选出一株疏水性的丝状真菌1FB,经ITS基因测序鉴定该菌株为真菌腐皮镰刀菌Fusarium solani;该真菌在液体培养条件下对菲的降解率低,但对菲的吸附率较高,且培养前期(0-1 d)以生物吸附为主,培养中后期(3-7 d)以生物降解为主;菲从溶液运输到1FB胞内的速率(KinS/Vout)大于从胞内外排到溶液的速率,且菲在胞内的消散速率常数(Kdin)也大于胞外(Kdout),也即菲从溶液运输到胞内更容易发生,1FB对菲的吸附量大于降解量。(3)扩散皿实验显示,能被真菌菌丝迁移的细菌主要有芽孢杆菌属(Bacillus)、红球菌属(Rhodococcus)和链霉菌属(Streptomyces),菌丝能够延长生长到扩散皿外圈的真菌主要有篮状菌属(Talaromyces)、曲霉菌属(Aspergillus)和Unclassifiedyronemataacee菌属;真菌协同细菌迁移对共培养体系中菲的降解起到促进作用,XS和FS处理28 d对初始浓度为50 mg·kg-1的菲污染土壤降解率分别高达91.23%和91.71%;此外,菲污染迁移后的土壤修复过程中,不同时期降解菲的优势菌群不同,有些菌属被报道具有PAHs降解能力,主要优势细菌菌属有芽孢杆菌属(Bacillus)、红球菌属(Rhodococcus)和类诺卡氏属(Nocardioides)等,优势真菌菌属有曲霉菌属(Aspergillus)、新赤壳属(Neocosmospora)和镰刀菌属(Fusarium)等。