短短芽孢杆菌对芘的降解性能和机理

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1、暨南大学硕士学位论文题名（中英对照）：短短芽孢杆菌对芘的降解性能和机理PropertyandmechanismofpyrenedegradationbyBrevibacillusbrevis作者姓名：刘芷辰指导教师姓名：尹华及学位、职称：博士、教授学科、专业名称：工学、环境科学学位类型：学术型学位论文提交日期：论文答辩日期：2015年6月答辩委员会主席：论文评阅人：学位授予单位和日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人

2、己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得暨南大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解暨南大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权暨南大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：签字曰期:年（月弋

3、学位论文作者毕业后去向:工作单位：通讯地址:暨南大学硕士学位论文摘要多环芳烃是一类环境中常见的持久性有机污染物，是环境中的致毒物。微生物降解是去除多环芳烃的主要手段。本文采用课题组前期从贵屿电子垃圾拆卸地筛选出的一株具有多环芳烃高效降解性能的菌株短短芽孢杆菌（Brevibacillusbrevis）对四环芳烃芘进行好氧降解，探讨了芘的降解条件、不同外加碳源对B.brevis降解芘的影响、污染物对菌体细胞活性的影响以及芘的降解产物和机理。B.brevis5d内对1mg·L-1芘降解率可达53%。外加碳源葡萄糖对B.brev

4、is降解芘有显著的促进作用，通过分子力学计算证实外加葡萄糖改变了芘分子的空间构象，因此促进其更易被降解。20mg·L-1葡萄糖可将芘降解率从53%提升至69%。B.brevis对葡萄糖的利用较为迅速，3d内可将20mg·L-1葡萄糖全部利用，在15d内不断补充葡萄糖更利于细菌活性的维持，从而显著提升芘的降解率。在降解体系中，芘对B.brevis菌体毒害作用使得菌体内部的活性氧(ROS)含量明显升高。短期内芘对菌体的抗氧化和新陈代谢能力都有一定的干扰作用，但是干扰作用随着时间延长而逐渐减弱。受芘的毒性胁迫，B.brevis

5、菌体在0~2d内发生大量死亡并数量下降，而随着时间推移，降解体系内的细菌适应后开始重新恢复代谢和增殖。而葡萄糖能有效缓解芘对B.brevis的毒害胁迫作用，帮助菌体维持良好的代谢活性，并保持增殖。B.brevis降解芘主要归因于其胞内酶的催化作用。胞内酶粗提液在12h对1mg·L-1芘的降解率达到近50%，菌体和胞内酶降解芘过程中检测到4种单羟基代谢产物，分别为1-羟基芘、9-羟基菲、α-萘酚和β-萘酚，同时检测到3种小分子有机酸，其中草酸推测为芘降解过程中的小分子产物。B.brevis会向无机盐体系释放一定量的Na+、

6、Cl-、PO3-4而吸收一定的K+、SO2-4。提取B.brevis的芽孢做研究，发现在添加芘的无机盐培养基中芽孢悬液5d内萌发生成的活性营养细胞可达到1.5×108个·L-1，对1mg·L-1芘的降解率达到15%。在未萌发的0~1d，芽孢本身对芘也产生降解作用。关键词：芘；生物降解；短短芽孢杆菌；代谢产物；细胞活性I暨南大学硕士学位论文AbstractPolycyclicaromatichydrocarbons（PAHs）areakindofubiquitouspersistentorganicpollutantsan

7、dtoxicantsexistedinenvironment.BiodegradationisaprimarymeanstoeliminatePAHspollution.ThispaperconductedaerobicbidegradationofpyreneutilizingBrevibacillusbrevis,astrainwithhighdegradationperformanceisolatedfromGuiyue-wastedismantlingarea.Thedegradationcondition,in

8、fluenceofadditionalcarbonresource,changeofcellularactivityunderthestressofpyrene,metabolitesandmechanismofpyrenedegradationwereinvestigated.Brevibacillusbrevis