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        一株黃色桿菌的分離鑒定及對鄰苯二甲酸酯的降解研究

        2018-11-07 08:58:44王嘉翼樊雙虎任超王俊歡楊婷賈陽李先軍閆艷春
        生物技術(shù)通報 2018年10期
        關(guān)鍵詞:生長

        王嘉翼 樊雙虎 任超 王俊歡 楊婷 賈陽 李先軍 閆艷春

        (中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院,北京 100081)

        鄰苯二甲酸酯(Phthalic acid eaters,PAEs)是一類重要的工業(yè)原料,常見的PAEs包括鄰苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)、鄰苯二甲酸二乙酯(Diethyl phthalate,DEP)、鄰苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(Dioctyl phthalate,DOP)、鄰苯二甲酸甲苯基丁酯(Butyl benzyl phthalate,BBP)和鄰苯二甲酸二乙基己酯(di-2-ethylhexyl phthalate,DEHP)。PAEs主要用作增塑劑,以增強(qiáng)塑料制品的柔韌性、可塑性和耐用性,此外還用作油漆、化妝品、殺蟲劑等中的化學(xué)添加劑[1-2]。在塑料中,PAEs與塑料基質(zhì)并非以共價鍵的形式結(jié)合,因此在塑料的在生產(chǎn)、使用和廢物處理過程中,PAEs會從塑料中滲漏并進(jìn)入環(huán)境[3]。DBP作為一種被廣泛應(yīng)用在實(shí)際生活中的鄰苯二甲酸酯,環(huán)境中也是普遍存在。DBP在水中和和沉淀物中的濃度范圍分別為1.0-13.5 μg/L和0.3-30.3 μg/g[4]。大量研究表明,PAEs具有環(huán)境雌激素效應(yīng),影響人體和動物的內(nèi)分泌系統(tǒng)。PAEs還具有致畸致癌致突變的“三致效應(yīng)”,主要表現(xiàn)在肝臟毒性、生殖毒性方面,如DBP可誘發(fā)肝細(xì)胞癌變。體外研究表明,DBP和BBP能抑制胚胎肢芽細(xì)胞的生長和分化,對成熟的大鼠和魚類有抗雄性激素和抗雌性激素的作用[5]。目前,DMP,DEP,BBP,DBP,DOP 和 DEHP 已被美國環(huán)保局(EPA)列為優(yōu)先控制的污染物。

        PAEs在自然環(huán)境中極難降解,DEHP在環(huán)境中的半衰期長達(dá)2000年。PAEs 通過非生物途徑降解如光解和水解的速度都很慢,且對環(huán)境造成二次污染。微生物代謝是一個酶促反應(yīng)過程,對PAEs降解速率快,成本低,無二次污染,是PAEs 降解的主要途徑。因此,PAEs 高效降解菌株的篩選對消除PAEs環(huán)境污染具有重要意義[6]。目前,許多學(xué)者已經(jīng)從受污染的土壤、污泥等環(huán)境中分離純化到大量的能快速降解PAEs的微生物。本實(shí)驗(yàn)室分離的戈登氏菌(Gordoniasp.)YC-RL2和分支桿菌(Mycobacteriumsp.)YC-RL4高 效 降 解 DEHP、DBP、BBP和DCHP等多種PAEs,質(zhì)譜分析表明菌株通過酯鍵的逐步水解將PAEs轉(zhuǎn)化成鄰苯二甲酸單酯、鄰苯二甲酸(Phthalic acid,PA)[7-8]。陳濟(jì)安等[9]從活性污泥中分離的Microbacteriumsp. strain CQ0110Y,能將濃度在1 350 mg/L及以下的DEHP在10 d內(nèi)完全降解,當(dāng)濃度提高到2 000 mg/L時,10 d內(nèi)DEHP的降解率在85%以上。

        DBP是生活中應(yīng)用最廣泛的增塑劑之一,實(shí)驗(yàn)以DBP作為底物從受石油污染的土壤中分離到一株DBP降解菌,研究了溫度,pH和鹽度對其降解能力的影響,確定降解的最適條件。通過降解產(chǎn)物的確定,分析確定菌株對DBP的基本代謝途徑。

        1 材料與方法

        1.1 材料

        1.1.1 實(shí)驗(yàn)土壤樣品采集與處理 土壤樣品采集于受石油嚴(yán)重污染的土壤中,采樣前對采樣的玻璃器皿進(jìn)行清洗并121℃高溫高壓滅菌20 min。用鋼鏟除去各個采樣點(diǎn)上層15 cm的土層后取樣,樣品內(nèi)同時含有水樣和土壤樣品。將所有采樣點(diǎn)的樣品混合裝入已滅菌的玻璃器皿中密封,放置在裝有冰袋的保溫箱中,并于24 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,放入冰箱4℃保藏。

        1.1.2 藥品與實(shí)驗(yàn)試劑 該實(shí)驗(yàn)中所使用的化學(xué)藥品均為分析純,DBP等其他鄰苯二甲酸酯購自于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司;甲醇為HPLC級,購自于Fisher 公司;胰蛋白胨、酵母提取物購自于Oxiod 公司;NaCl等無機(jī)鹽試劑,購自于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司;基因組提取試劑盒、純化試劑盒、rTaq 酶及核酸Marker購自于TaKaRa 公司;熒光核酸染料,購自于北京全式金生物技術(shù)有限公司;瓊脂糖購自于天根生化科技(北京)有限公司;引物合成與測序均送往上海生工生物公司。

        1.1.3 培 養(yǎng) 基 Luria-Bertani培 養(yǎng) 基(LB,pH 7.0)含有胰蛋白胨10.0 g/L,酵母提取物5.0 g/L,NaCl 10.0 g/L。無機(jī)鹽培養(yǎng)基(TEM pH 7.0)含有(NH4)2SO42.0 g/L,Na2HPO4·12H2O 1.5 g/L,KH2PO41.5 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,CaCl2·2H2O 0.01 g/L,微量元素溶液100 μL/L。微量元素溶液配置方法如下:將FeSO4·7H2O 5 g,ZnSO4·7H2O 0.22 g,CuSO4·5H2O 0.03 g,MnSO4·2H2O 1.43g,CoSO4·7H2O 0.12 g,Na2MoO4·2H2O 0.02 g,Na2WO4·2H2O 0.23 g溶于100 mL H2O。LB和TEM固體培養(yǎng)基按1.5%添加瓊脂粉,所有的培養(yǎng)基都應(yīng)121℃高溫高壓滅菌20 min。

        1.2 方法

        1.2.1 DBP降解菌株的篩選與形態(tài)特征 將DBP溶于甲醇中,配制成20 g/L的母液。在250 mL的錐形瓶中加入TEM液體培養(yǎng)基100 mL,土壤樣品5 g,DBP濃度為100 mg/L。置于恒溫振蕩器中150 r/min、30℃培養(yǎng)5 d。將上述培養(yǎng)液按2%重新接至含有100 mg/L DBP的TEM液體培養(yǎng)基中,同條件培養(yǎng)5 d。重復(fù)進(jìn)行5次富集,DBP的濃度保持不變。

        取150 μL最終富集的培養(yǎng)液在含有100 mg/L DBP 的TEM固體培養(yǎng)基上均勻涂布,平板放置于30℃培養(yǎng)箱培養(yǎng),直至長出單菌落。分別挑取表型不同的單菌落于含有100 mg/L DBP的TEM固體培養(yǎng)基上,進(jìn)行劃線分離,重復(fù)劃線至TEM固體培養(yǎng)基上出現(xiàn)形態(tài)特征一致的單菌落,平板4℃保存?zhèn)溆?。挑取單菌落接入含?00 mg/L DBP的TEM液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對數(shù)期,加入30%甘油,-80℃冰箱保存?zhèn)溆?。挑取單菌落接入含?00 mg/L DBP的LB液體培養(yǎng)基中,培養(yǎng)24 h,經(jīng)固定液處理后用于掃描電鏡觀察。

        觀察菌落的形態(tài)及特征,根據(jù)伯杰氏細(xì)菌鑒定手冊,對分離到的DBP降解菌株進(jìn)行生理生化實(shí)驗(yàn)[10]。

        1.2.2 16S rDNA 序列分析 采用試劑盒提取細(xì)菌基因組DNA,用通用引物27F(5′-AGTTTGACMTGGCTCAG-3′)和 1492R(5′-CGGTTACCTTGTTACGACTT-3′)對16S rDNA 進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增體系如下:PCR premix buffer(TaKaRa)25 μL,正反向引物各 1.5μL,ddH2O 20 μL 和 2 μL 的細(xì)菌基因組 DNA。PCR循環(huán)參數(shù)如下:94℃預(yù)變性5 min,94℃變性1 min,56℃退火45 s,72℃延伸90 s,上述循環(huán)重復(fù)34次,最后一次延伸10 min。

        PCR產(chǎn)物純化之后與pEASY-T1 克隆載體連接,連接體系如下:PCR產(chǎn)物4 μL,p-EASY-T1載體1 μL混合均勻后,放置37℃金屬浴反應(yīng)10 min。將連接產(chǎn)物加入至DH5α感受態(tài)細(xì)胞中,輕彈混勻,冰浴30 min。42℃金屬浴熱激60 s,冰浴2 min。加入500 μL平衡至室溫的LB培養(yǎng)基,180 r/min,37℃培養(yǎng) 1 h。取 16 μL 250 mmol/L IPTG 和 40 μL 20 mg/mL X-gal混合,均勻涂在LB平板上,待全部吸收后,再將200 μL菌液均勻地涂在平板上,37℃培養(yǎng)箱中過夜培養(yǎng)。次日,挑取白斑送至生工測序公司進(jìn)行測序。測序結(jié)果提交至GenBank(NIH,Bethesda,MD,USA)并用BLAST將其與GenBank已知序列進(jìn)行比對,并用MEGA 7.0 軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

        1.2.3 菌株YC-JY1對DBP的降解驗(yàn)證 根據(jù)已有文獻(xiàn)報道,將起始溫度設(shè)為30℃,培養(yǎng)基的pH設(shè)為7.0。將單菌落接種至含有100 mg/L DBP的LB培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)至OD600=0.6-1.0,取出1 mL 菌液12 000 r/min 離心2 min,用TEM液體培養(yǎng)基(pH 7.0)吹打清洗兩次。為驗(yàn)證菌株YC-JY1以DBP作為唯一的碳源進(jìn)行生長,將菌株YC-JY1以2%接菌量分別接至不添加任何碳源的TEM液體培養(yǎng)基中和只有甲醇為唯一碳源的TEM液體培養(yǎng)基中。再以同樣的接菌量接入至含有100 mg/L DBP 的10 mL TEM液體培養(yǎng)基中,150 r/min、30℃培養(yǎng)5 d,未接菌的樣品作為空白對照。驗(yàn)證菌株YC-JY1能夠以DBP作為唯一碳源并測定菌株YC-JY1的生長曲線及其對DBP的降解率。

        1.2.4 DBP降解的最適條件 為測定pH對菌株YCJY1降解DBP的影響,培養(yǎng)溫度初始設(shè)為30℃,pH 2.0-13.0。將菌株YC-JY1按2%接菌量接入含有100 mg/L DBP的10 mL TEM液體培養(yǎng)基中,150 r/min培養(yǎng)5 d,未接菌的樣品作為空白對照,每個pH設(shè)置5個重復(fù)。5 d后氣相色譜儀(GC)測DBP的含量,計算降解率,確定最適pH。在最適pH條件下,溫度設(shè)置為15-40℃,每5℃為一個梯度,培養(yǎng)方式與上述方法相同,確定菌株最適的降解溫度。

        1.2.5 NaCl含量對菌株YC-JY1降解DBP的影響 添加NaCl(含量為0%、2%、4%、6%、8%和10%)至含有100 mg/L DBP的TEM液體培養(yǎng)基中。將菌株YC-JY1按2%接菌量接入培養(yǎng)基中,最適條件下,150 r/min培養(yǎng)5 d,未接菌的樣品作為空白對照,考查鹽度對菌株降解能力的影響。

        1.2.6 菌株YC-JY1對DBP的最大耐受濃度 將菌株按2%的接菌量接入10 mL TEM液體培養(yǎng)基中,同時分別加入100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400mg/L、500 mg/L、600 mg/L、700 mg/L、800 mg/L、900 mg/L和1 000 mg/L不同濃度的DBP作為底物。最適條件下,150 r/min培養(yǎng)5 d,未接菌的樣品作為空白對照。

        1.2.7 菌株YC-JY1對其他PAEs的利用 為檢測菌株YC-JY1對不同PAEs的利用能力,讓其在分別含有以下PAEs的培養(yǎng)基中培養(yǎng),作為底物的PAEs為:鄰苯二甲酸二丙酯(DPrP)、DBP、DPeP、DHP、鄰苯二甲酸二庚酯(DHPP)、DOP、鄰苯二甲酸二壬酯(DNP)、鄰苯二甲酸二癸酯(DDP)、DCHP、BBP,濃度均為100 mg/L。接菌量仍為2%,在最適條件下,150 r/min培養(yǎng)5 d,每種底物設(shè)置5個重復(fù),未添加菌株的樣品作為空白對照。記錄培養(yǎng)基中菌株YC-JY1的生長情況,有明顯生長記作(+ +),不明顯生長記作(+)。

        1.2.8 DBP代謝產(chǎn)物的確定和代謝途徑的推測 DBP的中間代謝產(chǎn)物通過HPLC-MS分析,并由此推測菌株YC-JY1對DBP的代謝途徑。以2%接菌量接入含有100 mg/L DBP的10 mL的TEM液體培養(yǎng)基中,最適條件下,150 r/min培養(yǎng)3 d,設(shè)置3個重復(fù)。3 d后,處理樣品并用于HPLC-MS分析。

        1.2.9 PAEs的分析方法 所有的降解實(shí)驗(yàn)均在5 d后使用GC測定樣品中的PAEs殘留量。樣品中加入等體積的正己烷,搖晃震蕩1 min。待水相與有機(jī)相分離后,取有機(jī)相1 mL于樣品瓶中用于GC分析。

        GC分析儀器和參數(shù)如下:島津氣相色譜儀2010,F(xiàn)ID檢測器,RTX-1301毛細(xì)管柱(30.0 m × 0.25mm × 0.25 μm)。載氣為氮?dú)猓兌取?99.999%,流速為30 mL/min);進(jìn)樣口溫度300℃,柱溫280℃,檢測器300℃;進(jìn)樣量為1 μL,GC分析軟件(版本2.32.00,SHIMADZU)分析GC檢測結(jié)果,計算降解率。

        1.2.10 HPLC-MS分析方法 首先用2M HCl對已培養(yǎng)3 d的樣品進(jìn)行酸化,調(diào)至樣品pH 至2.0-3.0。加入等體積乙酸乙酯,搖晃震蕩1 min,待有機(jī)相與水相完全分離后,取出全部有機(jī)相。氮?dú)獯抵敝翗悠分幸宜嵋阴ネ耆珦]發(fā),1 mL 甲醇復(fù)溶,經(jīng)0.22μm濾膜過濾后用于HPLC-MS檢測。

        HPLC-MS 儀器與分析參數(shù)如下:安捷倫高效液相色譜串聯(lián)三重四級桿質(zhì)譜(HPLC-QQQ,1260-6420)對樣品進(jìn)行檢測。質(zhì)譜配置電噴霧電離源(ESI)和Zorbax Eclipse Plus C18 柱,柱溫維持在30℃。流動相是水和甲醇(10∶90),流速 0.2 mL/min,進(jìn)樣量10 μL,樣品直接進(jìn)入質(zhì)譜儀。ESI-MS分析環(huán)境如下:載氣(325℃)為高純氮?dú)猓?9.999%),流速為 8 L/min,毛細(xì)管電壓為3.5 kV。通過負(fù)離子掃描模式進(jìn)行檢測,掃描范圍為 50-400 m/z,通過 Mass hunter(version A.02.00,USA)對結(jié)果進(jìn)行收集及數(shù)據(jù)分析[11]。

        2 結(jié)果

        2.1 鄰苯二甲酸酯降解菌的分離與形態(tài)學(xué)特征

        經(jīng)多輪富集和篩選純化,在受石油污染的土壤中分離出一株可利用DBP作為唯一碳源進(jìn)行生長的菌株。該菌株菌落呈圓形,表面光滑呈黃色,不透明,在平板上生長狀態(tài)如圖1所示。通過掃描電鏡觀察,菌株YC-JY1為桿狀,大小約為 (0.36 μm-0.44 μm)×(1.22 μm-1.44 μm)(圖 2)。

        圖1 菌株YC-JY1在TEM固體培養(yǎng)基上的生長

        圖2 菌株YC-JY1的掃描電鏡照片

        提取細(xì)菌總DNA 并選用細(xì)菌通用引物27F和1 492R擴(kuò)增16S rDNA 基因,擴(kuò)增產(chǎn)物序列長度為1 445 bp,如圖3所示。根據(jù)測序結(jié)果,所獲得的序列提交至GenBank,登錄號為MH152572。利用BLAST 軟件與GenBank 中已登錄的16S rDNA基因序列進(jìn)行同源性比較,MEGA 7.0 軟件建立系統(tǒng)發(fā)育樹,如圖3所示。經(jīng)過比較,菌株YCJY1與Xanthobacter aminoxidans14a(GenBank:AF399969.1) 和Xanthobacter flavus301(GenBank:X94199.1)具有100% 的同源性,因此確定菌株屬于黃色桿菌屬(Xanthobactersp.)。

        2.2 菌株YC-JY1對DBP的降解及生長曲線

        如圖4所示,菌株YC-JY1在TEM液體培養(yǎng)基、在只含有甲醇的TEM液體培養(yǎng)基中均無生長;在含有DBP的TEM液體培養(yǎng)基的樣品中,明顯由無色變?yōu)榈S色,生長現(xiàn)象明顯。由此可知,菌株YCJY1可以將DBP作為唯一碳源進(jìn)行生長。

        圖3 菌株YC-JY1的16S rDNA序列分析與系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建

        圖4 菌株利用DBP作為唯一碳源的生長

        DBP的降解率與菌株YC-JY1的OD600值呈正相關(guān),在5 d內(nèi)被菌株YC-JY1完全降解(圖5)。

        2.3 菌株YC-JY1降解DBP的最適條件

        如圖6所示,菌株YC-JY1降解DBP的最適pH為7.0,DBP降解率100%;pH4.0-6.0,DBP的降解率為15%-60%;pH8.0-11.0,DBP的降解率為30%-80%;pH12.0-13.0,DBP的降解率為10%左右;pH2.0-3.0,菌株YC-JY1不降解DBP。數(shù)據(jù)說明,偏堿性環(huán)境更適合菌株YC-JY1降解DBP。

        圖5 菌株YC-JY1對DBP的降解和生長曲線

        圖6 pH對菌株YC-JY1 降解DBP的影響

        如圖7所示,菌株YC-JY1降解DBP的最適溫度為30℃,DBP降解率為100%;20℃-35℃,DBP降解率在40%以上;15℃和40℃,DBP無降解。所有pH,溫度的對照組中,DBP起始濃度與終濃度無明顯變化,菌株YC-JY1無生長跡象。

        圖7 溫度對 YC-JY1 降解DBP的影響

        2.4 NaCl對菌株YC-JY1降解DBP的影響

        DBP的降解率如圖8所示。培養(yǎng)5 d之后,未添加NaCl 的樣品中,DBP被完全降解;NaCl 含量上升到2%時,DBP的降解率迅速下降到35%;NaCl 含量超過2%時,DBP的降解率穩(wěn)定在10%左右,由此說明菌株YC-JY1并沒有表現(xiàn)出明顯的耐鹽能力。

        圖8 NaCl的添加對菌株YC-JY1降解DBP的影響

        2.5 菌株YC-JY1對DBP的最大耐受濃度

        驗(yàn)證菌株YC-JY1 對DBP的最大耐受濃度,結(jié)果如圖9所示,培養(yǎng)5 d后,100 mg/L 的DBP 能夠被完全降解;200 mg/L-400 mg/L DBP的降解率在94%以上;500 mg/L-1000 mg/L DBP降解率在24%-77%之間。由此可知,菌株YC-JY1對DBP的最大耐受濃度為400 mg/L。對于更高濃度的DBP降解,菌株YC-JY1可能需要更長的時間。

        圖9 YC-JY1對DBP的最大耐受度

        2.6 菌株YC-JY1的底物譜

        菌株YC-JY1在以各種PAEs為底物的TEM液體培養(yǎng)基中的生長情況,如表1所示。

        GC 檢測樣品中各種PAEs殘留量,通過計算,得到的降解率如圖10所示。從數(shù)據(jù)中可以得出,菌株YC-JY1能否降解該底物,與在培養(yǎng)基中的生長情況是相關(guān)的。菌株YC-JY1在分別以DBP、DPeP、DHP作為唯一碳源的樣品中,菌株有明顯生長,相應(yīng)的PAEs降解率在90%以上;在分別以DPrP、DHPP、DOP、DNP、DDP、DCHP、BBP為唯一碳源的樣品中,菌株有生長,但不明顯,此時相應(yīng)的PAEs降解率在10%-60%。綜上所述可知,菌株的生長與對PAEs降解能力是相符合的。

        表1 菌株YC-JY1以PAEs作為底物的生長情況

        圖10 YC-JY1 對PAEs的降解

        菌株YC-JY1可以利用不同類型的PAEs,具有相對廣泛的PAEs 底物譜。菌株YC-JY1在含有DBP、DPeP、DHP的TEM液體培養(yǎng)基中生長良好,并能夠很好地降解這些底物,說明菌株YC-JY1對具有中長側(cè)鏈的PAEs的降解能力要好于具有短側(cè)鏈和長側(cè)鏈的PAEs。

        2.7 菌株YC-JY1降解DBP的代謝途徑推測

        通過HPLC-MS分析,將質(zhì)譜圖所顯示的分子量,與標(biāo)準(zhǔn)化合物標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)(NIST,Gaithersburg,MD)庫數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對。由于質(zhì)譜掃射選用的是負(fù)離子模式,所以圖11中的221.0所對應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)是丟失一個氫離子的MBP,164.9對應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)是丟失一個氫離子的PA。如圖12所示,推測菌株YC-JY1降解DBP的起始代謝途徑為:DBP通過水解反應(yīng)形成MBP,MBP進(jìn)一步水解形成PA。

        圖11 DBP代謝產(chǎn)物HPLC-MS分析圖

        圖12 DBP代謝途徑推測

        3 討論

        Xanthobactersp.是一類廣泛存在于自然環(huán)境中的革蘭氏陰性菌,已發(fā)現(xiàn)該屬的菌株具有降解多種污染物的能力。Xanthobactersp.有較多關(guān)于降解含鹵素的有機(jī)污染物的文章,Hosoda等[12]篩出的菌株XautotrophicusGJ10 和 Kevin McClay等[13]篩出的菌株XautotrophicusENV481都是能夠利用鹵化烴作為唯一的碳源和能源,對其進(jìn)行脫鹵作用。Petrus等[14]從土壤中分離出Xanthobacter autotrophicusPy2.,可以對汞和甲基汞進(jìn)行有效地降解。這些都表明,Xanthobactersp.在環(huán)境污染物的降解方面起到了重要作用。盡管來自不同環(huán)境的微生物降解PAEs的研究有很多,但是至今還沒有關(guān)于Xanthobactersp. 降解DBP的文獻(xiàn)。本文關(guān)于Xanthobactersp. 降解DBP 的報道,為Xanthobactersp. 降解有機(jī)污染物研究提供了參考。

        細(xì)菌對PAEs的降解已有很多的研究,其中pH和溫度是影響菌株降解能力的重要因素,目前有關(guān)Xanthobactersp.降解最適條件已基本清楚。Schneider等[15]提出Xanthobacter autotrophicus.最適生長條件是 pH 6.8-7.2;Padden等[16]也發(fā)現(xiàn),Xanthobacter aminoxidans最適pH 為7.2-7.9,在pH 6.5-8.5 也可以生長,這與上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致。蒼白桿菌屬(Ochrobactrumsp.)降解DBP,pH 4.0-10.0 時,DBP的降解率在5%-100%。與之相比,菌株YC-JY1能在更廣泛的pH范圍內(nèi)降解DBP[17]。也有相關(guān)文章表明Xanthobactersp.生長和降解的最適溫度為28℃和32℃[18-19],與本實(shí)驗(yàn)中菌株YC-JY1最適降解溫度30℃相符合。此外,在以前有關(guān)Xanthobactersp.的研究中,也未測過鹽度對其降解DBP的影響,而鹽度也是影響菌株降解能力的一個因素。本研究對Xanthobactersp.的耐鹽特征進(jìn)行了補(bǔ)充。

        關(guān)于菌株對DBP的最大耐受濃度現(xiàn)已有很多報道。Herbert等[20]發(fā)現(xiàn)鞘氨醇單胞菌屬(Sphingomonassp.)DEP-AD1通過20 d的培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)其可以在139 mg/L 的DBP中生長。而菌株YC-JY1在400 mg/L DBP中,3 d就可以看出明顯的生長。金雷等[21]篩出DBP降解菌株,類芽胞桿菌屬(Paenibacillussp.)S-3在5 d內(nèi)能夠?qū)?00 mg/L DBP降解82.7%,而菌株YC-JY1在5 d內(nèi)可以將100 mg/L DBP完全降解。與之相比,菌株YC-JY1對DBP具有更好的降解能力和耐受能力。

        4 結(jié)論

        本研究從長期受石油污染土壤中篩選出一株可以利用DBP作為唯一碳源的菌株,根據(jù)16S rDNA鑒定,確定其屬于黃色桿菌屬(Xanthobactersp.),并命名為YC-JY1。DBP降解的最優(yōu)條件是30℃,pH 7.0,不添加NaCl;菌株YC-JY1能夠高效降解100 mg/L-400 mg/L DBP,并具有相對廣泛的PAEs底物譜。5 d內(nèi)可以將100 mg/L DBP完全降解,對于100 mg/L DPeP和100 mg/L DHP可大部分降解;通過HPLC-MS分析,菌株YC-JY1降解DBP的中間代謝產(chǎn)物為MBP和PA,由此推測其起始代謝途徑為DBP水解為MBP,MBP進(jìn)一步水解為PA。

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