典型超微细菌修复PAEs污染水体及其分子机理

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31000247
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
26.0万
负责人：
王莹莹
依托单位：
南开大学
学科分类：
C0310.污染生态学与恢复生态学
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
高广海；陈春；马丽丽；韩东东；李蕾；余辉；
关键词：
污染水体降解机理寡营养超微细菌生态修复

项目摘要

超微细菌在水生生态系统中占有很大比例。但由于其微小体积和寡营养特性，人们对超微细菌的生理特性以及生态功能的了解还非常有限，尤其是其对污染物降解能力方面更是缺乏研究。本实验室最近分离出一株典型超微细菌PAE-UM，并找到了在寡营养条件下培养检测此菌株的方法，同时发现了其对邻苯二甲酸酯（PAEs）的降解功能。PAEs作为典型内分泌干扰素，在水体中污染严重。同时，PAEs被证明影响动物及人类的生殖系统和发育，威胁着人类健康。目前大多数报道的PAEs微生物降解是在营养条件充足甚至过量的条件下进行的，远高于实际水体条件。PAEs在寡营养条件下是如何被降解，超微细菌对PAEs降解机理是什么，这些问题目前都尚无报道。因此，开展在寡营养条件下PAE-UM菌株对PAEs污染水体修复的研究，将有利于进一步了解超微细菌在修复污染水体中的生态功能，阐明污染物在寡营养环境中的降解机理，并为修复污染水体提供新的途径。

结项摘要

超微细菌在水生生态系统中广泛存在并具有重要作用。邻苯二甲酸酯类(PAEs)对我国水体污染严重，虽然PAEs的微生物降解受到了人们的广泛关注，但在寡营养条件下利用微生物尤其是超微细菌降解PAEs的机理研究还尚无报道。因此本项目展开了在寡营养条件下利用超微细菌修复PAEs污染水体的研究。本研究成功分离出能够降解多种PAEs（包括邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸(2一乙基己)酯(DEHP)，邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)和邻苯二甲酸丁基苄基酯(BBP)）的典型超微细菌菌株PAE-UM, 菌株PAE-UM经16S RNA分析鉴定并构建系统进化树归类其属于β-变形菌门丛毛单胞菌属( Curvibacter sp.)。并得到其对不同种类PAEs的降解生长曲线﹑比生长速率和最大降解速率。结果表明该菌株对较短侧链的PAE降解较快，降解率更高。对PAEs在水体中的迁移转化规律的研究显示在海河沉积物与水体间吸附等温线属于Langmuir吸附模型，并得到对应的吸附速率曲线和吸附等温线。同时本研究采用L16（45 ）的正交实验确定了寡营养条件下超微细菌PAE-UM修复PAEs污染水体的最优条件：pH为7，C／N为2， C／P 比为500，NaCl为0。降解途径方面我们采用GC-MS气质联用技术测定PAE-UM菌株降解典型邻苯二甲酸酯DBP中间产物，结果显示我们已找出PAEs开环过程中的几种重要中间产物并显示出新的降解途径。本项目从细菌蛋白质组角度分离鉴定出DBP降解过程中的关键性降解酶，包括3羟基丁酸脱氢酶，乙醇脱氢酶。此外我们已经提取了PAE-UM菌株的基因组，正在进行全基因测序工作，以便进一步阐明降解分子机理。本研究结果首次建立了利用超微细菌在寡营养条件下降解PAEs的方法，阐明了超微细菌对不同PAEs的降解能力并提出了其降解最优条件及途径，为利用超微细菌修复邻苯二甲酸酯污染水体提供重要实验依据。