多環(huán)芳烴(PAHs)是常見的有機污染物,具有致癌、致畸性,對受到污染的場所的修復得到了越來越多的關注。本研究從環(huán)境土壤中分離并鑒定出具有高效降解PAHs的菌株SJTF8,經(jīng)過16SrDNA和平均核苷酸一致性(ANI)分析鑒定為Sphingobium yanoikuyae。對該菌株的降解效能、環(huán)境耐受性分析、全基因組序列與代謝途徑分析和關鍵酶的挖掘與應用等方面進行了全面研究。菌株S.yanoikuyae SJTF8可以利用典型的PAHs(萘、菲和蒽)以及雜環(huán)和鹵代芳族化合物(二苯并噻吩和9-溴菲)作為唯一碳源。在4天內降解超過98%的500 mg/L的菲。菌株SJTF8對重金屬和酸性條件表現(xiàn)出極大的耐受性。添加0.30 mM的銅離子、1.15 mM的鋅離子或0.01 mM的鎘離子對其細胞生長和對菲的降解幾乎沒有影響,在250mg/L的菲濃度時,48小時內可降解完全。此外,通過全基因組測序,獲得了S.yanoikuyae SJTF8的全基因組序列,并發(fā)現(xiàn)了三個質粒。注釋了與脅迫耐受性和PAHs降解相關的基因,發(fā)現(xiàn)它們分別主要分布在1號質粒和2號質粒中。在菌株SJTF8基因組中發(fā)現(xiàn)了36個與...

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 多環(huán)芳烴(PAHs)污染概述
        1.1.1 PAHs的種類、結構與理化性質
        1.1.2 PAHs的來源、分布與污染現(xiàn)狀
        1.1.3 PAHs的去除方法
    1.2 PAHs的微生物修復與代謝途徑
        1.2.1 細菌對PAHs的降解及代謝途徑
        1.2.2 真菌對PAHs的降解及代謝途徑
        1.2.3 微藻對PAHs的降解及代謝途徑
        1.2.4 影響PAHs微生物降解的主要因素
    1.3 PAHs降解的功能基因
        1.3.1 PAHs降解基因的遺傳特性
        1.3.2 環(huán)羥基化雙加氧酶的催化機制
    1.4 環(huán)羥基化雙加氧酶與高值芳香化合物
        1.4.1 羥基化芳香化合物在精細化工中的廣泛應用
        1.4.2 以環(huán)羥基化雙加氧酶為依托的生物催化劑的應用
    1.5 本課題的研究內容與意義
        1.5.1 研究內容
        1.5.2 研究意義
第二章 材料與方法
    2.1 實驗材料
        2.1.1 菌株、質粒與引物
        2.1.2 培養(yǎng)基與主要試劑
        2.1.3 常用儀器和設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 常規(guī)核酸實驗
        2.2.2 大腸桿菌感受態(tài)細胞制備與轉化
        2.2.3 變性聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)
        2.2.4 細菌總RNA提取與TR-qPCR
        2.2.5 PAHs降解菌株的富集分離與理化特征檢測
        2.2.6 菌株SJTF8 的培養(yǎng)
        2.2.7 重組菌株的全細胞催化
        2.2.8 多序列比對與系統(tǒng)發(fā)育樹分析
        2.2.9 菌株SJTF8的ANI分析
        2.2.10 菌株SJTF8 的基因組測序與分析
        2.2.11 蛋白質三維結構同源建模
        2.2.12 HPLC的分析方法
        2.2.13 LC-MS的分析方法
        2.2.14 NMR的分析方法
        2.2.15 產物的分離方法
第三章 結果與討論
    3.1 PAHs降解菌株的分離鑒定
        3.1.1 分離篩選高效降解菲菌株及生理生化表征
        3.1.2 菌株SJTF8的16SrDNA的序列分析
        3.1.3 菌株SJTF8的ANI分析
    3.2 菌株SJTF8 對多環(huán)芳烴具有高效的降解能力
        3.2.1 菌株SJTF8 對菲具有高效的降解能
        3.2.2 菌株SJTF8 可以多種芳香化合物為唯一碳源生長
        3.2.3 菌株SJTF8 可耐受多種典型重金屬
        3.2.4 菌株SJTF8 可耐受酸性環(huán)境
        3.2.5 表面活性劑對菌株SJTF8 降解的影響
    3.3 菌株SJTF8 基因組的分析結果
        3.3.1 菌株SJTF8 基因組的基本信息
        3.3.2 菌株SJTF8 基因組譜圖及功能分區(qū)分析
        3.3.3 菌株SJTF8 降解菲的完整代謝通路分析
        3.3.4 菌株SJTF8 中存在與重金屬抗性相關的基因
    3.4 菌株SJTF8 雙加氧酶基因的鑒定及功能研究
        3.4.1 PAHs降解基因與菌株SJTF8的2 號質粒相關
        3.4.2 多個雙加氧酶編碼基因存在于2 號質粒中
        3.4.3 菲誘導雙加氧酶編碼基因轉錄水平的顯著上調
        3.4.4 雙加氧酶催化菲的雙羥基化
        3.4.5 雙加氧酶催化其他底物的雙羥基化
        3.4.6 雙加氧酶的多序列比對、進化樹分析和三維結構模擬
    3.5 重組菌株可用于多種高值芳香化合物的生產
        3.5.1 高值化合物2-羥基苯并呋喃的放大生產
        3.5.2 多種高值芳香化合物的放大生產
    3.6 本章小結
第四章 總結與展望
    4.1 研究總結
    4.2 課題展望
參考文獻
附錄1 質粒與菌株列表
附錄2 引物列表
附錄3 試劑盒列表
附錄4 溶液配制方法
附錄5 儀器設備列表
附錄6 LC-MS鑒定圖譜
附錄7 NMR鑒定圖譜
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：3764283