磺胺二甲基嘧啶降解菌的筛选及降解特性研究.pdf

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1、硕士学位论文磺胺二甲基嘧啶降解菌的筛选及降解特性研究ISOLATIONANDDEGRADATIONCHARACTERISTICOFANEWSULFAMETHAZINE-DEGRADINGBACTERIUM付袁芝哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：X703.1学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开理学硕士学位论文磺胺二甲基嘧啶降解菌的筛选及降解特性研究硕士研究生：付袁芝导师：岳秀丽副教授申请学位：理学硕士学科：微生物学所在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业

2、大学ClassifiedIndex:X703.1U.D.C:628.3DissertationfortheMasterDegreeinScienceISOLATIONANDDEGRADATIONCHARACTERISTICOFANEWSULFAMETHAZINE-DEGRADINGBACTERIUMCandidate：FuYuanzhiSupervisor：Assoc.Prof.YueXiuliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceSpeciality：Microb

3、iologyAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学理学硕士学位论文摘要磺胺二甲基嘧啶（SM2）是一种较为常用的兽用抗生素，因为其结构复杂，难以被微生物利用，在环境中频繁被检出,已经成为一种新兴污染物。目前对磺胺二甲基嘧啶生物降解中间产物、降解途径的分析尚不清楚，针对这一研究现状，本课题筛选出一株磺胺二甲基嘧啶高效

4、降解菌YL-1，探究YL-1降解磺胺二甲基嘧啶的影响因素及降解动力学特征，推测SM2的生物降解途径，并从基因水平探讨了磺胺二甲基嘧啶生物降解的机制和降解菌株可耐受高浓度SM2的生物学原理。本研究以磺胺二甲基嘧啶为唯一碳源的对活性污泥进行驯化，通过高通量测序观察到驯化过程中活性污泥群落结构的变化，Paenarthrobacter属丰度逐渐增加。从驯化的活性污泥中筛选到一株磺胺二甲基嘧啶高效降解菌，命名为YL-1。经16SrRNA测序，菌株YL-1为Paenarthrobacterureafaciens。菌株Y

5、L-1的最佳生长降解条件为：pH=7.0，温度为30℃，摇床转速150r/min，接种量为1.0%。菌株YL-1能够降解蒽酮、磺胺甲基异恶唑、二苯胺、磺胺甲基嘧啶、咔唑、1-氨基-2-萘酚-4-磺酸、磺胺嘧啶等芳香族化合物。用Logistic方程构建了菌株YL-1的生长动力学模型，菌株YL-1的最大比生长速率为0.122h-1。菌株YL-1的休眠细胞对不同浓度磺胺二甲基嘧啶降解遵循Haldane方程，最大比降解速率为μ-1max=0.523h，半饱和常数为Ks=89.83mg/L。磺胺二甲基嘧啶被菌株YL-

6、1降解的降解液经GC-MS/MS和LC-MS分析，结合降解过程中TOC、NH+2-4、SO4浓度变化，推测了磺胺二甲基嘧啶可能的降解途径：磺胺二甲基嘧啶水解，磺酸基与氨基之间的S-N键断裂，生成2-氨基-4,6-二甲基嘧啶和4-氨基-羟基苯磺酰胺，菌株YL-1作用下4-氨基-羟基苯磺酰胺脱去磺酸基，生成4-氨基苯酚，4-氨基苯酚可被菌株YL-1矿化，而2-氨基-4,6-二甲基嘧啶不能被菌株YL-1降解。经全基因组测序得出菌株YL-1的基因组大小为5071183bp，含有6个质粒，GC含量为63.32%，编码

7、基因数量5041个。将菌株YL-1基因组在KEGGPATHWAY数据库比对，注释到18个芳香族化合物降解酶基因，89个外源性化合物的降解与代谢基因。菌株YL-1耐药基因中有136个抗生素外排泵基因，质粒A与质粒B分别携带了1个磺胺类抗生素抗性基因sul1，基因组中的抗性基因使得菌株YL-1可耐受高浓度的磺胺二甲基嘧啶。关键词：磺胺二甲基嘧啶；Paenarthrobacterureafaciens；降解特性；降解途径；全基因组测序-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSulfamethazine

8、(SM2)isafrequently-usedveterinaryantibiotic.Becauseofitscomplexchemicalstructure,SM2isdifficulttobeutilizedbymicroorganisms.SM2isfrequentlydetectedintheenvironment,whichhasbecomeanemergingpollutant.Theinterme