荧蒽降解菌株的分离鉴定及其基因组学研究.pdf

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1、分类号：学校代码：密级：公开学号：颀士字位文荧蒽降解菌株的分离鉴定及其基因组学研究学科名称：微生物学作者：周惠娟指导老师：马艳玲副教授西北大学学位评定委员会二〇一三年西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学

2、位论文作者签名：指导教师签名：年（月）曰年月多曰西北大学学位论文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究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它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究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢：丨年月日荧蒽降解菌株的分离鉴定及其基因组学研究中文摘要焚葱是四环的高分子量多环芳烃（化合物，是存在于石油污染土壤中的主要类物质，其潜在的强致癌性、致突变性及致畸性，对人类健康造成了严重威胁。由于荧蒽本身具有较强的

3、疏水性，因此很难通过传统的物理化学方法进行彻底降解。而利用微生物降解法消除污染环境中的荧蒽等化合物，是一种高效、环保、经济的方法。本实验采用富集培养方法，从多环芳烃污染的土壤中分离筛选到一株能以荧蒽为唯一碳源和能源生长且生长状况最佳的菌株，通过形态观察、生理生化指标、同源序列比对及系统进化发育分析，鉴定该菌株为木糖氧化产碱菌其最适生长温度为°最适生长范围是。该菌株对荧蒽有较强的降解能力，在天内对初始浓度的荧蒽降解率为。通过检测荧蒽降解途径中的关键酶的活性，发现菌株中水杨酸羟化酶的活性较高，其次是吲哚双加氧酶；水杨酸羟化酶和邻苯二酚双加氧酶在荧蒽诱导后，活性有显著提高。在此基础上，从全基因

4、组水平系统筛选菌株荧蒽降解相关基因，共构建了含有多个克隆的随机转座突变体库，并从中筛选到了株不能以荧蒽为单一能源和碳源生长的转座突变体；通过随机实验，定位了个发生突变的基因；尤其是、、、及—基因的转座突变体，基本生长与野生型相比没有明显变化，但是对荧蒽降解的中间产物水杨酸和龙胆酸的利用能力降低，暗示这些基因可能是与荧蒽降解直接相关的基因。与此同时，本实验利用和方法检测了菌株在荧蒽诱导下细胞全蛋白的表达变化，并对差异极其显著的蛋白点进行了分离和鉴定，成功确定了个蛋白质点的氨基酸序列，其中诱导后新表达的蛋白有个，分别是细胞外溶质结合蛋白、乙醇脱氧酶（、亮氨酸异亮氨酸缴氨酸苏氨酸丙氨酸结合蛋白

5、，、甘油隣酸超家族结合盒式转运体以及二氧硫辛醜胺琥拍酰转移酶（。诱导后表达量显著提高的蛋白有个，包括超氧化物歧化酶（和类铁蛋白结构域结合蛋白等；利用鉴定出的蛋白同源序列设计简并引物，成功在菌株中扩增出了个蛋白的编码基因，序列比对结果显示，分别与中的亮氨酸异亮氨酸缬氨酸苏氨酸丙氨酸结合蛋白和类铁蛋白结构域结合蛋白（的编码基因有和的同源性。进一步验证了在菌株中确实存在这两个跟荧蒽降解密切相关的同源基因，它们的编码蛋白在荧蒽降解过程中起着非常重要的作用。同时也为进一步阐明该菌株的荧蒽降解代谢机理提供了研究基础。关键词：高分子量多环芳烃，荧蒽，生物降解，分离鉴定，基因组学Isolationand

6、identificationandgenomicsresearchonfluoranthenedegradingbacteriaAbstractFluoranthene,oneofthemainhigh-molecular-weightpolycyclicaromatichydrocarbon(HMW-PAHs)withfour-fusedringcommonly,presentsinpetroleum-contaminatedsoilwithpotentialstrongcarcinogenicity,mutagenicityandteratogenicity,whichposesas

7、eriousthreattohumanhealth.Duetohighhydrophobicity,fluorantheneisverydifficulttobedegradedcompletelythroughtraditionalphysicalandchemicalmethods.WhilebiodegradationoffluorantheneandotherHMW-PAHspollutantsisconsideredasa