论文部分内容阅读
随着经济的高速发展和工业化进程的加速,土壤有机污染问题日益严重。多环芳烃(PAHs)是环境中的一类高危有机污染物,属于POPs的一种,普遍存在于土壤、水体和大气中。PAHs因具备疏水性强、难于降解、易在土壤中累积等特点,成为土壤环境中一类重要污染物,严重威胁生态安全与人群健康。土壤PAHs亏染已成为影响我国食品安全的重要因素之一。防止PAHs在农作物中积累、降低土壤污染对人群健康的危害,已成为环境保护工作的重点之一本研究从PAHs亏染场地采集植物,旨在从植物体内分离筛选出能以菲为唯一碳源和能源生长的高效菲降解细菌,并探索其在不同条件下的降解特性。以期为利用具有菲降解特性的植物内生细菌防治PAHs污染、保障农产品安全提供菌种支持。主要成果如下:1.通过选择性富集培养,从PAHs亏染区植物体内分离得到2株能够降解液体培养基中高浓度菲(200mg·L-1)的植物内生细菌(菌株P1、P3)。经形态观察、生理生化特征分析和16S rDNA序列同源性分析,确定菌株P1、P3分别为寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.)菌株。环境因素对降解菌株生长影响的实验表明:菌株P1、P3在20~35℃范围内生长情况较好,其最适温度均为30℃,菌株P1比菌株P3更适应高温胁迫;2菌株最适pH值在7.0左右,pH值过高或者过低,菌株生长明显受到抑制;2菌株对高渗环境适应性强,均能在4%的盐浓度下生长。菌株P1、P3属于好氧菌,当装液量小于40mL时(100mL三角瓶),菌株P1、P3生长良好。菌株对抗生素的抗性不同,其中菌株P1对抗生素的抗性更强。2.降解菌株P1、P3能以菲作为唯一碳源和能源生长,其能够在实验室摇瓶振荡培养条件下高效降解菲。菌株P1和P37d内对菲的总降解效率分别可达90.2%和91.7%。2菌株的降解特性研究表明:适宜菌株降解菲的环境条件为20~30℃,pH6.0-8.0,盐浓度<4%,装液量10~30mL(100mL三角瓶)。综合比较2菌株在不同环境条件下的生长和对菲的降解特性,菌株P1较适应高温,而菌株P3较适应环境pH改变和缺氧条件。菌株P1、P3可以降解高浓度的菲,当菲浓度达到400mg.L-1时,菌株P1、P3的降解率分别为50.2%、66.4%。不同碳氮源条件下,菌株P1、P3对菲的降解率不同,并且2菌株的最适合碳氮源有所差别,有机碳氮源更有利于2菌株的生长,从而更有利于对菲的降解。3.选用2、3、4、5环具有代表性的PAHs萘、芴、芘、苯并[a]芘,研究降解菌株P1、P3对于单一PAHs体系和复合PAHs体系的降解特性。实验结果表明,单一PAHs体系中,菌株P3能够以萘、芴、芘、苯并[a]芘作为唯一碳源进行生长,对萘、芴、芘、苯并[a]芘的降解率分别为99.7%、91.5%、54.6%、14.4%,菌株P1能够以萘、芴、芘作为唯一碳源进行生长,对萘、芴、芘的降解率分别为99.8%、88.0%、51.2%,但是不能降解苯并[a]芘。在复合PAHs体系中,菌株P1、P3对萘、芴降解效率与单一PAHs体系无显著差别,对芘降解率分别降低了15.0%、6.0%,菌株P1不能降解苯并[a]芘,菌株P3对苯并[a]芘降解率提高到33.8%。