原油降解菌的筛选及其应用基础研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:chasel
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随着社会对石油需求量的增加,石油对环境的污染时有发生,破坏了生态环境,间接威胁着人类健康。原油化合物,包括多环芳烃(PAHs),由于其广泛分布,持久性,高毒性,致突变性和致癌性而造成显著的环境损害。微生物修复是指利用生物修复技术从环境中消除多环芳烃等污染物,被认为是一种高效,经济和多功能的能替代物理化学处理的方法,对环境修复具有重要意义。本文从石油的污染危害、主要处理技术、原油降解菌的种类、环境因素及降解石油相关的功能基因等多个方面进行了阐述,重点强调了原油降解微生物的降解特性及其影响因素。本研究旨在筛选出高效原油降解菌,通过菌株降解特性和降解条件优化等相关研究,为微生物法修复石油污染环境提供菌株资源,并为原油污染环境的修复工程奠定理论基础。实验主要方法和结果如下:(1)本研究从采自长庆油田的石油废水和污泥样品中筛选出了18株能够降解石油的细菌。其中菌株Acinetobacter sp.HX09降解效率最高,8 d总原油物质降解率高达64%;菌株Enterobacter sp.HX06降解率仅次于菌株HX09,降解率为58%。其余菌株总原油物质降解率为11%-53%。(2)两株高效菌株的原油降解最优条件为:菌株Acinetobacter sp.HX09:pH 7,温度30℃,接种量2%,含油量1.5%;菌株Enterobacter sp.HX06:pH 7,温度30℃,接种量3%,含油量1.5%。(3)GC-MS分析菌株Acinetobacter sp.HX09和菌株Enterobacter sp.HX06对原油不同组分的降解特性。结果表明,原油降解菌对总原油物质有不同程度的降解,菌株HX09除对中链C15烷烃的降解率为74%外,对中链C11-C28的烷烃降解率均高于85%,对长链C35-C44烷烃的降解率均大于70%;而Enterobacter sp.HX06对C12-C27的降解率相对较低,为57%88%。菌株Enterobacter sp.HX06对短链烷烃C10、C11及长链烷烃C28-C44的降解率分别为70%,79%,42%-52%。(4)利用PCR技术对18株菌株中原油降解功能基因进行检测后发现,14株菌株中含有alkB基因,3株菌株中含有C23O基因,4株菌株中含有almA基因,7株菌株中含有P450基因,5株菌株中含有nodB基因,这说明alkB基因是本次筛选获得的原油降解菌株中最主要的原油降解功能基因。(5)利用荧光定量PCR技术对高效原油降解菌株Acinetobacter sp.HX09原油降解过程中的alkB基因进行表达量差异分析。分别以不同碳源(葡萄糖、C12、C14、C16、C18、C22、C24、C28、C32、C36)为唯一碳源,对Acinetobacter sp.HX09菌株进行培养处理。结果表明,HX09菌株在以各种烷烃为底物生长时,alkB表达量上调。其中,以C16-C32为底物诱导时,生长5 h时alkB基因表达量达到最高;以C12、C14为底物诱导时,生长8 h时,alkB基因表达量最高。Acinetobacter sp.HX09菌株中的alkB基因在2 h-5 h之间主要对C16、C18、C22、C24、C28、和C32烷烃起到主要降解作用,5 h-8 h主要对C12、C14起作用,而8 h-11 h主要对C36起作用。
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