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近年来,抗生素作为新兴污染物,对水环境污染的严重危险性逐渐引起人们的密切关注。其中能够在水中稳定存在的庆大霉素能够干扰蛋白质合成进而导致菌体胞内蛋白质和DNA的渗漏,进而严重阻碍污水生物处理过程中微生物正常功能的发挥。而且污水生物除磷过程中抗生素的积累性和长期性诱导聚磷菌产生抗性基因,并伴随以剩余污泥排放等途径对环境和人体造成无法估量的伤害。因此,如何消除或者逆转庆大霉素胁迫聚磷菌胞内产生的抗性基因具有重要的意义。传统方法消除菌体胞内抗性基因容易破坏菌体结构且成本高、效果不显著,但已有研究发现中药消除或逆转微生物胞内抗性基因是一种低毒高效的途径。但针对庆大霉素对聚磷菌的影响及中药对聚磷菌细胞物质逆转的相关研究较少。该论文采用厌/好氧交替的平板迭代培养,综合5-溴-4-氯-3-吲哚基-磷酸盐溶液(BCIP)蓝白斑染色挑选结果和除磷率测试结果筛选聚磷菌,加入庆大霉素,综合胞内蛋白质,DNA泄露情况和菌液电导率变化情况及除磷性能测试分析聚磷菌细胞膜和功能完整性,并采取拉曼光谱扫描蛋白质分析中药在逆转前后对蛋白质结构的影响,最后采用荧光定量PCR技术检测胞内庆大霉素抗性基因的丰度在中药作用前后的变化。主要试验结论如下:(1)利用SBR反应器采用厌氧/好氧交替对聚磷菌进行富集,采用BCIP蓝白斑筛选法、聚-β-羟丁酸(PHB)和异染颗粒染色法及基因测序法对所筛选的聚磷菌进行鉴定,鉴定结果表明:1号菌种为Exiguobacterium sp.ZWU0009(微小杆菌),2号菌种为Bacillus sp(芽孢杆菌),4号菌种为Exiguobacterium acetylicum strain SI17(乙酰杆菌),5号菌种为Exiguobacterium acetylicum strain B(乙酰杆菌),并选定1号微小杆菌和4号乙酰杆菌作为后续试验菌株。(2)以所筛选的微小杆菌和乙酰杆菌为菌种,庆大霉素作用并获取抗性基因后,采用3种中药即黄芩,五倍子,艾叶对微小杆菌和乙酰杆菌进行作用,对3种中药作用前后聚磷菌的蛋白质、DNA的泄露量、菌液电导率、除磷菌进行测定,检测结果表明:黄芩、五倍子、艾叶作用耐庆大霉素的乙酰杆菌和微小杆菌后,乙酰杆菌和微小杆菌蛋白质泄漏量、DNA泄漏量、菌液电导率及除磷率相较于正常菌种(未受庆大霉素作用的聚磷菌,简称正常菌种)的细胞膜指标差距较小,说明中药对微小杆菌和乙酰杆菌的逆转效果较好。(3)以所筛选的乙酰杆菌和微小杆菌两种聚磷菌为菌种,经过黄芩,五倍子,艾叶三种中药提取物分别对耐庆大霉素乙酰杆菌和耐庆大霉素微小杆菌进行作用后,采用蛋白质提取试剂盒对菌种胞内总蛋白质进行提取,并对提取后的蛋白质采用拉曼光谱仪进行扫描分析。研究结果表明:耐药乙酰杆菌和微小杆菌胞内蛋白质拉曼光谱波峰普遍在860 cm-1、918 cm-1、942 cm-1、1000 cm-1、1025 cm-1、1002cm-1左右,所对应的键位键能高,键长短,稳定性强,黄芩,五倍子,艾叶三种中药作用后将耐药菌种蛋白质转化和正常乙酰杆菌和微小杆菌相同波峰位置的蛋白质。(4)利用黄芩,五倍子,艾叶三种中药对耐药乙酰杆菌和耐药微小杆菌进行作用,采用荧光定量PCR扩增法分别对菌种胞内庆大霉素抗性基因丰度进行测定。检测结果表明,耐药乙酰杆菌和耐药微小杆菌的庆大霉素抗性基因丰度均大于空白组菌种的抗性基因丰度。经过黄芩,五倍子,艾叶三种中药逆转后,耐药微小杆菌和乙酰杆菌的庆大霉素基因丰度均明显降低,并恢复至正常菌种水平。黄芩,艾叶,五倍子有效的逆转了聚磷菌胞内的庆大霉素抗性基因,为抗性基因在环境的去除提供了新思路,具有一定的现实意义和基础理论引导价值。图[26]表[16]参[104]