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本论文综合运用传统及现代分子生物学的方法,研究了多环芳烃菲对水稻田土壤微生物的生态毒理效果,以及几株多环芳烃降解菌株在降解多环芳烃的过程中多酚氧化酶和GST酶在活性和组成上的变化。为建立有效的菲污染预警指标体系、环境质量评价提供了有益的参考。研究结果总结如下: 1.菲对水稻田土壤细菌种群多样性的影响 本文以临平镇附近水稻田为材料,避开传统的微生物分离培养技术,直接提取土壤中细菌的总DNA,并对总DNA中16S rDNA V3可变区序列作PCR-DGGE指纹图谱分析,研究菲污染对水稻田土壤细菌种群多样性的影响。结果表明,不同浓度的菲对土壤细菌种群基因多样性有一定的影响。在用菲处理后的前1、2周,高浓度的菲对土壤细菌种群结构的影响比低浓度的要大。但8周后,各个浓度菲处理样品的细菌基因多样性差异不大。 2.菲及其他芳香环化合物对其降解菌多酚氧化酶的影响 以少动鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas paucimobilis)ZX4菌株为对象,通过酶活检测和PAGE活性染色法,研究了以菲为代表的多环芳烃对细胞内多酚氧化酶的影响。结果显示,经菲诱导后,ZX4菌株多酚氧化酶的活性和组成都发生了明显变化。同时,当尼古丁降解菌假单胞菌(Pseudomonas sp.)HF-1菌株和节杆菌(Arthrobacter sp.)HF-2菌株、烟焦油降解菌产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)MR4菌株受相应污染物诱导后,它们的多酚氧化酶组成也发生明显变化。表明了在降解多环芳烃的过程中多酚氧化酶存在蛋白质的诱导迁移过程,即多酚氧化酶在无多环芳烃存在的情况下存在于细胞内部,而经多环芳烃诱导后迁移至细胞膜外侧或者细胞外。 3.菲及其他芳香环化合物对其降解菌GST酶的影响 以ZX4菌株为实验材料,经过亲和层析分离纯化得到GST酶,通过SDS-PAGE测定其分子量约为80kDa。用纯化好的GST酶对兔子进行免疫,制备GST酶抗体。并采用酶联免疫吸附法(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测定不同条件下,ZX4菌株、HF-1菌株和HF-2菌株、MR4菌株、洋葱伯克氏菌(Burkholderia cepacia)WZ1菌株和嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)WZ2菌株等芳香环降解菌中,GST酶活性的变