溶解性有机质强化微生物降解多环芳烃的机制

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41301567
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0708.生态毒理学
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Microbial degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) can be enhanced through increasing the solubility of PAHs and providing the nutrients for microorganisms when adding the dissolved organic matter (DOM) to soils contaminated by PAHs. The recent studies focus on the effect of DOM on the solubility and degradation of PAHs. However, the mechanism of DOM enhancing the microbial degradation of PAHs is still not clear up to now. In this study, the sterilized DOM from cow manure, sludge, culture medium waste of mushroom or wheat straw is added to sterilized and non-sterilized soils contaminated by PAHs respectively. The solubilization effects of DOM on different forms and components of PAHs are revealed by measuring the dynamic changes of their content in sterilized soils. The characteristics of microbial utilization and degradation of DOM which serves as nutrient source of microorganisms are indicated by determing the composition, structure and property of DOM in non-sterilized soils at different culture time. The degradation of different forms and components of PAHs by soil microorganisms is revealed by analyzing the abundance and community structure of PAHs-degrading bacteria as well as degradative rates of different forms and components of PAHs in non-sterilized soils at different culture time. After the synthetic analysis of the above research contents is made, the mechanism of DOM enhancing the microbial degradation of PAHs through serving as the solubilizer for PAHs and nutrient source for microorganisms will be elucidated. This work is of important significance to enrich the theory of enhanced bioremediation and improve the treatment of PAHs-contaminated soils.
向多环芳烃(PAHs)污染土壤中添加溶解性有机质(DOM)能够通过增溶PAHs和提供营养促进微生物对PAHs的降解,当前研究主要关注DOM对PAHs的溶解和降解效果,关于DOM强化微生物降解PAHs的机制尚不清楚。本项目将灭菌后的牛粪、污泥、蘑菇培养基废料或小麦秸秆DOM分别添加到灭菌和非灭菌PAHs污染土壤中,测定灭菌土壤中不同形态、不同组分PAHs含量的动态变化,揭示DOM对PAHs的增溶作用;监测未灭菌土壤中DOM的组成和结构性质变化,探明DOM作为营养源被微生物利用和降解的特征;分析未灭菌土壤中PAHs降解菌的丰度和菌群结构以及不同形态、不同组分PAHs的降解率,确定微生物对PAHs的降解作用。综合以上三方面研究内容,阐明DOM作为PAHs增溶剂和微生物营养源强化微生物降解PAHs的机制,本研究对于丰富PAHs污染土壤的生物强化修复理论和促进PAHs污染土壤的治理具有重要意义。

结项摘要

本项目研究了PAHs降解基因pdo1、nah和C12O对焦化厂土壤中老化PAHs污染的响应,以及溶解性有机质(DOM)和用于提取DOM的农业废弃物对土壤中老化PAHs的降解和相应功能菌群的影响,证明了DOM能够通过增溶PAHs和为土著微生物提供营养从而促进PAHs降解菌丰度的增加和改变其群落结构,揭示了DOM强化土壤微生物降解老化PAHs的机制。主要结论如下:.(1)nah和 pdo1基因丰度可作为反映老化PAHs污染对土壤微生物影响的潜在生物学指标;.(2)分枝杆菌属(Mycobacterium )、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)细菌是老化PAHs污染土壤中重要的PAHs降解菌,并且分枝杆菌(Mycobacterium )更为丰富;.(3)PAHs降解基因丰度与土壤TC、TN和DOC含量显著正相关,表明增加土壤中TC、TN和DOC的输入可能会通过促进PAHs降解菌增殖从而促进PAHs的降解;.(4)添加来源于农业废弃物的DOM能够通过增加PAHs降解菌的数量和改变它们的群落结构促进老化PAHs的降解,尤其是含有更高比例疏水性组分的DOM促进PAHs降解的效果更好;.(5)添加农业废弃物能够促进土壤中老化PAHs的去除,C:N 比例低的农业废弃物促进PAHs降解的效果更好;.(6)添加农业废弃物也能够通过增加PAHs降解菌的数量和改变它们的群落结构促进老化PAHs的降解,添加牛粪比添加小麦秸秆和蘑菇培养基废料对PAHs降解的效果更好,这可能与添加牛粪能够显著而持久地改变PAHs降解菌群落结构有关;.(7)添加农业废弃物来源的DOM比直接添加农业废弃物对于促进PAHs微生物降解的效果更为明显。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(0)
细菌 pdo1、nah和C12O 基因对焦化厂土壤中老化PAHs污染的响应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Environmental Science and Pollution Research
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Yu-Rong Liu;Yuan-Ming Zheng;Xiao-Xia Zhang;Ji-Zheng He
  • 通讯作者:
    Ji-Zheng He
用不同裂解温度产生的生物碳选择性去除土壤淋洗液中的多环芳烃
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Bioresource Technology
  • 影响因子:
    11.4
  • 作者:
    Xuemei Han;Fang He;Yibing Ma;Baoshan Xing
  • 通讯作者:
    Baoshan Xing
表面活性剂促进老化多环芳烃污染土壤的洗涤:非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的比较
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Helian Li;Ronghui Qu;Xuemei Han;Jiajun Chen
  • 通讯作者:
    Jiajun Chen
吐温80对老化土壤中多环芳烃解吸的动力学及促进作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Applied Mechanics and Materials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Helian Li;Ronghui Qu;Xuemei Han;Jiajun Chen
  • 通讯作者:
    Jiajun Chen
溶解性有机质强化微生物修复PAHs污染土壤的机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Microbial Ecology
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Xue-Mei Han;Yu-Rong Liu;Li-Mei Zhang;Ji-Zheng He
  • 通讯作者:
    Ji-Zheng He

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其他文献

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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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  • 作者:
    杜宏伟;彭虎;韩雪梅;杨晓宇
  • 通讯作者:
    杨晓宇

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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