解硫胺素芽孢杆菌及其嗜热野生菌XH2产聚羟基脂肪酸酯的研究.pdf

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1、中图分类号：Q939.9单位代码：10425学号：Z12030246解硫胺素芽孢杆菌及其嗜热野生菌XH2产聚羟基脂肪酸酯的研究ThestudyofthegenusAneurinibacillusandthermophilicstrainXH2producingPHA工程领域：生物工程研究方向：环境生物工程作者姓名：张瑜校内导师：肖梓军副教授郗丽君讲师现场导师：卢健高级工程师二〇一五年五月ThestudyofthegenusAneurinibacillusandthermophilicstrainXH2producingpolyhydroxyalkanoatesATh

2、esisSubmittedfortheDegreeofEngineeringMasterCandidate：ZhangYuSupervisor：AssociateProfessorXiaoZijun,LecturerXiLijunCollegeofChemicalEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究

3、成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学（华东）或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学（华东）有权使用本学位论文（包括但不限于其印刷版和电子版），使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门（机构）送交、赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上

4、。学位论文作者签名：指导教师签名：摘要聚羟基脂肪酸酯（Polyhydroxyalkanoates,PHA）是一种绿色环境友好型的新型材料，因其具有良好的高分子特性，又兼具有生物可降解性，生物组织相容性等优良性质，使其在工业和医疗方面有着较高的商业价值。目前，PHA的生物合成通常利用常温或是中温细菌，并且绝大多数是具有潜在致病性的革兰氏阴性菌。利用耐高温革兰氏阳性菌生产PHA不仅可以有效的避免发酵过程中杂菌污染问题，而且降低了胞外多糖带来的提取纯化成本，杜绝了致病性风险。因此，对这类菌产PHA的研究具有重要的实际意义。对一株从孤岛油田原油采出水中筛选出来的耐高温菌XH

5、2的分类地位和PHA产生情况进行研究。利用形态学、生理生化特性、16SrDNA和基因组DND-DNA杂交等多相分类方法，鉴定菌株XH2属于厚壁菌门中的解硫胺素芽孢杆菌属Aneurinibacillussp.，革兰氏阳性，最适生长温度55°C。通过尼罗红染色及透射电子显微镜观察该菌株胞内有PHA颗粒的积累。利用限制氮源培养基在55°C下进行发酵，测得其PHA产量为267.8±3mg/L。这是第一次发现嗜热的厚壁菌门PHA产生菌。对菌株XH2胞内积累的PHA成分进行表征：应用傅里叶红外光谱法、核磁共振法和气相色谱-质谱联用法对提纯后的产物进行分析，确定了PHA的主要单体

6、为3-羟基丁酸(PHB)及3-羟基戊酸(3HV)的共聚物poly(PHB-co-3HV)，其配比为17.2:1。对XH2产生的挥发性代谢产物进行分析：通过气相色谱-质谱联用法确定了两个次要的同系物，分别为3-羟基辛酸和3-羟基-4苯基丁酸。利用气相色谱法对五株解硫胺素芽孢杆菌标准菌进行检测，发现：A.aneurinilyticusT、A.migulanusT和A.thermoaerophilusT均有对应的3-羟基丁酸甲酯的产物峰，另外两株菌未检测到目标产物。对三株标准菌的基因组进行分析发现：A.aneurinilyticusT、A.migulanusT和A.ter

7、ranovensisT的基因组中均含有与PHA合成相关的基因簇，为phaPQRBCIV型，大小约4,000bp，与已报道的Bacillusmegaterium的PHA合成基因簇结构类似。设计引物对野生菌株XH2和其他标准菌的PHA合酶基因phaC进行克隆，但未成功。表明同属不同物种间的PHA合成基因具有较大差异。对解硫胺素芽孢杆菌属的PHA合成酶系进行比较分析，发现：在PhaC、PhaR、PhaB、PhaP和调控因子PhaQ的系统树中，解硫胺素芽孢杆菌属的三株标准菌形成独立分支，说明其PHA合成酶系具有较高的新颖性。关键词：聚羟基脂肪酸酯；解硫胺素芽孢杆菌属；嗜