全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 ! 月 第 !∀ 卷 第 ! 期
#∃ %& ∋ (∋ )∗ + , & − %) ∗ . − // %0 %∋ 1 ∋ #2〕3∗ 4 5 , ∗ 6 7 8 ∗ , ! ∀ 2! 9: ! ; < 一 ! ; < =
多环芳烃降解菌筛选及其降解特性 ‘
张 杰 刘永生 孟 玲 邵立东 张忠泽“
2中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈 阳 ! ! ! =9
【摘要】 通过选择性富集培养 , 从辽河油 田稠油污染土壤 ∀ 号 土样中 , 获得了能以高浓度菲2 > ?’
3 一 ‘9为唯一碳源和能源快速生长的优势菌系和优 良菌株 ≅% 万 8 != Α Β1 & − 核昔酸序列分析表明 , ≅ 3( 菌株
归类于鞘氨醇单胞菌属 8 分得的菌系和菌株有较强的降解菲能力 , ! ∗ Χ 混合菌系降解了投加菲的 ΔΕ 8
< Φ , 菌株降解了 = Δ 8 ∀ Φ , 但它们对花的降解能力均较低 8 外加碳源葡萄糖可提高菌系和菌株的菲 、花降
解能力 , 加量多 , 提高幅度大 , 但超过一定量 , 降解速率开始下降 , 表现出抑制效应 8 所以 , 应用时需控制适
宜的浓度 8
关键词 多环芳烃 葡萄糖 鞘氨醇单胞菌
文章编号 一 ! 一 Δ 2 9! 一 ! ; < 一 ∀ 中图分类号 Γ ! ; 文献标识码 −
%ΑΗ Ιϑ 7ΚΗ Λ ϑ Λ Μ Ν Χϑ Β ϑ 676 Β ΚΑ7ΚΝΑ Η Ο / −∃ Α· Μ 6 ? Β ϑ Μ ΚΛ ? Α 7Βϑ ΚΛΑ 8 Π ∃ − & 4 )Κ6 , %一%+ 5 Η Λ ? Α Χ6 Λ ? , Θ∋ & 4 3 ΚΛ ? , ( ∃ − ∗
%矛ΚΜ Η Λ ? , Π ∃ − & 4 Π ΧΗ Λ ? ≅ 6 2%Λ Α7 Κ≅Ρ 76 ΗΟ −/ %树皿 Ρ吹必 , , 以Κ, , , 凡飞左企叼 ΗΟ 反必 ,Ν6Α , 邵 曰Ρ Ρ ,茗 ! ! ! = 9 一以Κ, , · ) · 月户户 8 皿丫记8 , , ! ∀ 2! 9 : ! ; < 一 ! ; < = 8
Σ Χ6 Τ Β 6 Μ Η > ΚΛ ϑ Λ 7 ΚΛ Μ Κ? 6 Λ Η Ρ Α > Κ6ΒΗ Υ Κϑ Ι卯 Τ Ρ Ιϑ 7ΚΗ Λ ϑ Λ Μ 7Χ6 Α7 Β ϑ ΚΛ ! Ε /− ∃ ( Μ 6 ? Β ϑ Μ ΚΛ ? ς 6 Β 6 Η Υ7 ϑ ΚΛ 6 Μ ΥΩ Α 6 Ι6 6 7ΚΞ 6
6Λ Β Κ6 Χ> 6 Λ 7 6 Ρ Ι7 Ρ Β6 ΟΒΗ > Ι一ΚϑΗ Χ6 Ξ ΚΑ6 Η Ρ Α !!一 ΝΗ Λ 7 ϑ > ΚΛ ϑ 76 Μ ΟΚ6 ΙΜ 8 Σ Χ6 Α6Ψ Ρ 6Λ 66 ϑ Λ ϑ Ι邓 !Ε Η Ο ! = Ε Β1 & − ΑΧΗ ς 6Μ 7Χϑ 7
Α 7 Β ϑ ΚΛ Π 3( Υ 6ΙΗ Λ ? 6 Μ 7 Η 况场 Κ刀? 〕、, , ϑ Α ΑΤ 8 Σ Χ 6 > Κ6 Β Η ΥΚϑΙ Τ Η Ι9Ρ Ιϑ 7ΚΗ Λ ϑ Λ Μ 7Χ6 Α 7Β ϑΚΛ 6 Η Ρ ΙΜ Μ 6 ? Β ϑ Μ 6 Τ Χ6 Λ ϑ Λ 7Χ Β 6 Λ 6ς 6ΙΙ8 Δ Ε 8 < Φ ϑ Λ Μ = Δ 8 ∀ Φ Η Ο Τ Χ6 Λ ϑ Λ 7Χ Β6 Λ 6 ΚΛ 7Χ 6 > 6 Μ ΚΡ > ς 6 Β 6 Μ 6 ? Βϑ Μ 6Μ ΚΛ ! ΧΒ Α 8 ∃ Η ς 6 Ξ 6 Β , 7Χ6 Μ 6? Β ϑΜ ϑ Ζ
7 ΚΗ Λ Η Ο Τ ΩΒ 6 Λ 6 ΥΩ 7Χ 6 > Κ6ΒΗ ΥΚϑΙ Τ Η Τ Ρ Ιϑ 7ΚΗ Λ Η Β Υ Ω 7Χ6 Α 7 Β ϑ ΚΛ ς ϑ Α ΙΗ ς 8 Σ Χ 6 Μ 6 ? Β ϑ Μ ϑ 7ΚΗ Λ Β ϑ 7 6 Η Ο Τ Χ 6 Λ ϑΛ 7ΧΒ 6 Λ 6 Η Β
ΤΩΒ 6 Λ 6 ΥΩ 7Χ 6 7Λ Κ6 ΒΗ ΥΚϑ Ι Τ Η Ι9 Ρ Ιϑ 7 ΙΗ Λ Η Β 7Χ 6 Α 7 Β ϑ ΚΛ ς ϑ Α ? Β 6 ϑ 7ΙΩ ΚΛ 6 Β 6 ϑΑ 6 Μ ς Χ ΚΙ6 ? ΙΡ ΝΗ Α 6 ς ϑΑ Ρ Α 6 Μ ϑ Α ϑ Λ ϑ Μ Μ 6 Μ Α Ρ Υ Ζ
Α 7 Β ϑ 76 8 Σ Χ6 6 ΟΟ6 6 7 ς ϑ Α 6 ΙΗΑ 6 ΙΩ Β6 Ιϑ 7 6 Μ 7Η 7Χ6 ϑ > Η Ρ Λ 7 Η Ο ? ΙΡ 6 Η Α6 8 %Ο 7Χ6 6 Η Λ 6 6Λ 7 Β ϑ 7ΚΗ Λ ς 6 Β 6 7Η Χ Κ? Χ , ? ΙΡ 6 Η Α 6 ς Η Ρ ΙΜ
ΑΧΗ ς ΚΛ ΧΚΥ Κ7ΚΗ Λ 6 ΟΟ6 6 7 Η Λ 7Χ6 Μ 6 ? Β ϑ Μ ϑ 7ΚΗ Λ Η Ο / − ∃ Α 8 Σ Χ6 Β 6 ΟΗ Β 6 , Κ7 ς ϑ Α Λ 6 66Α ϑ Β Ω 7Η 6 Η Λ 7ΒΗ Ι 7Χ 6 ϑ > Η Ρ Λ 7 Η Ο ? ΙΡ ΝΗ Α 6
ς Χ ΚΙ6 Ρ ΑΚΛ ? ? ΙΡ 6Η Α6 ϑ Α ϑ Λ ϑΜ Μ 6 Μ Α Ρ ΥΑ 7 Β ϑ 76 7 Η ΚΛ 6 Β 6 ϑΑ 6 Μ 6? Β ϑΜ ϑ 7: Η Λ Η Ο Τ Χ6 Λ ϑ Λ 7ΧΒ 6 Λ 6 Η Β ΤΩ Β 6 Λ 6 8
[ 6 Ω ς Η ΒΜΑ Τ Η ΙΩ6 Ω6ΙΚ6 ϑ Β Η > ϑ7Κ6 Χ ΩΜΒΗ 6 ϑΒΥ Η Λ Α 2Τ − ∃ Α 9 , 4 ΙΡ 6 Η Α 6 , 孙人Κ,妙、, Πϑ Α ΑΤ ·
Ι 引 言
多环芳烃是常见的有机污染物 , 主要存在于石
油污染的土壤和河流中 , 具有潜在的致癌 、致畸 、致
突变作用 , 微生物降解是去除其污染源的有效手
段 ∴ ‘, ’, “] 8 石油开采地油污染严重 , 辽河油 田严重污
染区土壤 含油量已达 ! Δ · ⊥ ? ’ ‘【’。〕, 所以获得能够
耐受高浓度 /−% )Α , 具有强的降解和适应能力的菌
系和菌株是十分必要的 8 研究表明 , 外加碳 源能促
进 /− ∃ ( 降解 , 但是低分子量的 /− ∃ ( 、水杨酸 、邻苯
二酚等中间代谢产物为外加碳源 , 促进 /− ∃ ( 降解
的作用具有一定的局限性 , 一方面它们和 /− ∃ Α 共
用同一个降解酶 , 无法避免竞争性抑制作用 8 另一方
面这些添加物本身具有一定 的毒害性 , 存在危害风
险%“, Δ , ‘ ! 8 相比之下 , 葡萄糖具有来源广泛 、无毒害 、
和 /− ΙΙ( 无竞争性抑制作用等优点 , 可尝试作为外
加碳源 , 促进 /− ∃ ( 降解 8 本文以高浓度菲 2
> ? · 3 一 ‘9为唯一碳源和能源 , 筛选优势土著混合降
解菌系和降解菌株 , 并研究葡萄糖对其降解的影响 ,
为 /− ∃ Α 污染严重区的生物修复提供依据 8
材料与方法
· ! 土样来源
、 、 ∀ 号土样分别采自辽河油 田被高凝油 、特稠油和稠
油污染的土壤 , 种原油和污染土壤的理化性质见文献Ο’”了8
· 培养基
8 8 ! 无机盐基础培养基 8 Δ · % 一 ‘Θ ? ( ∗ 礴 8 ; ∃ Π ∗ , 29 8 Δ
· % 一 ‘ 6 ϑ# %: · Π ∃ Π ∗ , 8 Δ · % 一 ‘.6(认 · ;∃ 8 8 ∀ Δ · % 一 ‘
[ ∃ Π Τ ∗ ∀ , 8 = Δ · % 一 ‘& ϑ Π∃ Τ ∗ ∀ , 8 29 Δ · % 一 %Θ Λ (。呜 8 ∃ Π∗ , ! 8 2Ζ
?’ % 一 ‘& ∃ ∀& Η , 蒸馏水定容至 ! 8 ∗ 3 , 调 Τ ∃ 值接近污染土壤
的自然 Τ∃ , ! ! ℃蒸汽灭菌 > ΚΛ 8
8 8 菲 、花无机盐培养基 分别以丙酮配制 ! ?’ Ι 一 ‘的菲
溶液和 ! > ?’ %一 ‘的花溶液 , 8 Ε > > 滤膜除菌, 量取一
定量的菲 、花溶液 , 置于灭菌的三角瓶中, 待丙酮挥发完毕 ,
, 中国科学院知识创新工程资助项日2[ ≅ Ν _ Π 一∀ !9 8
‘ , 通讯联系人 8
一 一 ! Ε 收稿 8 一 ; 一 ! 接受 8
! ; < ∀ 应 用 生 态 学 报 ! ∀ 卷
加入灭菌的无机盐基础培养基 , 使菲终浓度为 > ?’
3 一 ’, 花终浓度为 ! > ?’ 3 一 ! 8
8 菲 、花含量测定 水样 中菲 、 花用二抓甲烷萃取 , /∋
& ∋ 3(∗ & 高效液相色谱仪 2配有紫外检测器 9测定含量 8 流
动相 : 甲醇⎯ 水 二 Δ : ! , 流速 : 8 < > Ι· > ΚΛ 一 ! , 进样量 : > Ι, 测
定时间 : ! Ε > ΚΛ , 测定波长 : 菲 Ε Λ > , 花 ∀ Λ > 8
8 ∀ 生物量测定
8 ∀ 8 ! 细胞抽提物制备 离心收集菌体 , Μ ∃ Π∗ 洗涤 、悬浮 ,
超声波破碎 , 释放菌体蛋白 8
8 ∀ 8 抽提物中蛋白量测定 采用考马斯亮兰试剂法 , 用
牛血清蛋白制作标准曲线 , 测定 ΕΔΕ Λ > 光密度值 , 计算菌体
蛋白量 8
8 Ε 筛选优势降解菌系
在含 Ε >Ι 菲无机盐培养基的 Ε >Ι 三角瓶中加土样
! Δ , 灭菌玻璃珠 一 ! Ε 粒 , ℃ , ! Ε : · > ΚΛ 一 ‘, 暗室摇床培
养 Α Μ , 按 ! Φ 接种量转接到另一新鲜的菲无机盐培养基
中, 继续同样培养, 反复 Ε 次 , 每隔 ! Χ 测定样品的 ∗ 1=
值 8 取第 Ε 次富集样 , 按前述方法测定菌系的生物量和菲含
量 , 此次以等量灭菌 Μ ∃≅ Η 代替菌液 , 加人菲无机盐于培养
基中 , 同时摇床培养 , 作为测定菲含量的对照 2投加的土样经
多次转接后 , 含量极低 , 其对 /− ∃ Α 的影响可 以忽略不计 9 ,
选取优势降解菌系 8
8 = 筛选 、鉴定优势降解菌株
吸取 Η 8 Ι >Ι 优势降解菌系培养液 , 按一定 比例稀释 , 涂
布到菲无机盐培养基平板上 , 挑取特征不同的单菌落 , 纯化
后分别接种到菲无机盐培养基中 , 摇床培养 , 选取生长速度
最快的菌株 8
采用 != Ε :1 & − 序列分析 ∴ΙΕ α、革兰 氏染色 、形态观察法
鉴定菌株 8
8 ; 菲 、花降解曲线测定
将优势降解菌系和菌株按 ! Φ 的接种量分别加人装有
! > Ι菲无机盐培养基的 Ε > Ι 三角瓶 中, ℃ , ! Ε Β ·
> ΚΛ 一 ’避光摇床培养 , 同时用 ! Φ 灭菌 Μ 峡∗ 代替菌液加人
培养集中作对照 , 每隔 ∀ Χ 取样 , 各取两瓶 , 一瓶用 ∃ /% ￡
法测定菲 、花含量 , 另一瓶用考马斯亮兰法测定生物量 , 以时
间为横坐标 , 以菲 、花含量和生物量为纵坐标画出曲线 8
8 < 降解菲 、花的测定
配制葡萄糖浓度为 。、 ! 、 Ε 、 、 Ε 、 ! 和 Ε
> ?’ %) 一 ‘的菲 、花无机盐培养基中 , 按 ! Φ 的接菌量分别加
人优势混合降解菌系和单一优势降解菌株 , ℃ , !Ε : ·
> ΚΛ 一 ‘培养 , 同时分别接种 ! Φ 灭菌 Μ ∃ ΠΗ 代替菌液作对
照 8 ∃/ 3 # 法测定第 ; Χ菲 、花含量 , 因为此时菌体处于对数
生长期 8
结果与分析
8 ! 优势降解菌系确定
、 、 ∀ 号土样经摇床培养 , 培养液失 去原土色 ,
并很快转变 为黄色 , 进 一步 变为褐色 , ∗ 1 = 值逐
渐上升到 ! 8 左右 , 这表 明有大量 的能以高浓度菲
为唯一碳源和能源的降解菌株 8 经过反复驯化 降解
能力强的菌株不断得到富集 , 形成了相对稳定的微
生物群落 8 比较各土样第 Ε 次富集结束后的降解率
2表 !9 , ∀ 号 土样混合菌系降解效率最高 , 达 到
Δ 8 = Φ , 生物总量达到 ; 8 =; > ? · 3 一 ’ 8 ∀ 号土样
来自稠油污染土壤 , 其中胶质和沥青含量较高2稠油
中胶质和 沥青含量为 ! 8 Ε Φ 一 8 Δ Φ 9 , 总烃 为
∀ 8 ! < Φ , 有机质含量较丰富 2! 8 ! Φ 9 , 是天然 良好
的 /− ∃ Α 降解菌株选择性培养基 8 高凝油污染的
号土壤虽然 总烃含量最高 , 为 ; 8 =Δ Φ , 但是它 以腊
质为主 2高凝油中腊含量为 8 ! Φ 一 ∀ 8 Φ , 胶质和
沥青含量为 ! ! 8 Ε Φ 一 ∀ 8 Φ 9 8 号土样受特稠油污
染 , 胶质和沥青含量高2特稠油中胶质和沥青含量为
! Φ 一 < Φ 9 , 但总烃含量低2 8 =∀ Φ 9 , 有机质含量
少 2! 8 ∀Ε Φ 9 , 这些因素不利于 /− ∃ Α 降解菌株的富
集 8
表 ! 、 、 ∀ 号土样混合菌系菲降解率比较
Σ ϑ Υ Ι6 ! # Η > /ϑ Β ΚΑ Η Λ Η Ο /Χ 6 Λ ϑ Λ 7Χ代 Λ 6 Μ 6? Β ϑ Μ ϑ 7ΚΗ Λ Βϑ 7 6 Η Ο & Η 8 , , ∀ ΚΛ Ζ
Μ Κ?6 Λ Η Ρ Α > Κ6 Β曲 Κϑ ΙΤΗ /Ρ Ιϑ 7石Η Λ Α
土样 降解量 一一一降丽率一一一崔氏礼犷一( ϑ > ΤΙ6 Α
号 & Η 8
号 & Η 8
∀ 号 & Η ∀
1 6 ? Β ϑ Μ ϑ 7 ΚΗ Λ
ϑ>Η Ρ Λ 72> 杯· % 一 ! 9!; < ! 8 ;
!= ; 8 Ε
!< ; 8 Ε ∀
1 6 ? Β ϑ Μ ϑ 7
Β ϑ 76 2Φ
< Δ 8 Ε
< 8 = =
Δ 8 =
β ΚΗ > ϑ Α Α
> 只 · 3 一 !
! 8 = Ε
! < Δ 8 !
; 8 = ;
降解量 以 降解的 菲浓度表示 压? Βϑ Μ ϑ Β ΚΗ Λ ϑ> Η Ρ Λ 7 : 6 Τ Β 6 Α 6 Λ 7 6 Μ Υ Ω
Μ眼Β ϑ Μ ϑ 7ΚΗ Λ Τ Χ 6 Λ ϑ Λ 7Χ 6 Β6 Λ 6 6 Η Λ 6 6 Λ 7Β ϑ 7 ΚΗ Λ 8
8 优势降解菌株分离 、鉴定
经筛选获得一株能以 > ? · 3 一 ‘高浓度菲
为唯一碳源和能源快速生长的细菌 , 命名为 Π 3( 8 显
微镜下观察 Π 3( 菌株 为棒状 , 革兰 氏染色阴性 , 单
生极性鞭毛运动 8 以其总 1 & − 为模板 , 采用对细菌
! = Ε Β1 & − 特异的引物 . ; 和 , ! ∀ Δ 进行扩增 , 获
得 ! 8 Ε [ Υ 大小的 /# , 产物 8 用 βΙ ϑΑ 7 软件将该片段
测序结果和 4 6Λ βϑΛ ⊥ 中已登录的核昔酸序列进行
同源性比较 , 发现 Π3( 、场纳Κ卿 Λ : Η Λ ϑ : Α Τ 、β, χ Π 等多株鞘氨醇单胞菌同源性为 Δ< Φ 8 根据以上特征 ,
菌株 Π 3( 被初步鉴 定为鞘氨醇单胞菌属 2场必ΚΛ Ζ
?Η 二ΗΛ ϑΑ Α/ 9 8 鞘氨醇单胞菌具有强的降解 /− ∃ ( 能
力 , 在去除环境污染方面发挥重要作用 ∴, ’〕,
8 优势降解菌系和菌株菲 、花降解曲线比较
∀ 号土样混合菌和 Π3( 菌株都具有较强的降解
菲能力 , 培养条件优化后 , ! Χ 混合菌系降解了投
加菲总量的 Δ Ε 8 < Φ , Π 3( 菌株降解了 = Δ 8 ∀ Φ 8 比
较两者的降解速率可以看出 , 混合菌系降解菲的速
率明显快于 Π 3( 菌株的单独作用 2图 Ι 9 8 在花的降
解过程中 , 无论是混合菌系还是单一菌株 , 其降解
! 期 张 杰等 : 多环芳烃降解菌筛选及其降解特性 !; < Ε
花的效率远远低于降解菲的效率 , 但是混合菌系的
降解速率还是 明显快于 Π3( 菌株 , ! Η Χ 混合菌 系
降解了 ; = 8 Ε < Φ的花 , Π 3( 菌株降解了 ∀ Δ 8 <Ε Φ 的花
2图 9 , 这表明混合菌系降解多环芳烃具有优势 8 国
内外学者对单一菌株和混合菌系降解有机污染物做
了比较 , 但相关研究大部分是将纯化后的菌株再重
新组合成新菌系〔‘’, ‘∀〕, 而在实际环境中 , 微生物种
类繁多 , 作用复杂 , 它们根据需要构成一个特殊的生
态群体 8 在这个生态群体中 , 有些菌株虽然不能单独
利用污染物 , 但是它们能利用中间代谢产物生长 , 这
样使化学平衡向产物生产方向移动 , 加快了反应速
率 δ 有的菌株拮抗其它菌株的降解 , 但是另一种菌株
的存在又抵消了这种负作用Ο‘∀从有的菌株产生生物
表面活性剂 , 增加污染物的溶解性 , 提高了菌系对污
物降解 , 所以混合菌系和 Π3( 菌株对花的生物利用
率明显低于菲 8 对这些高分子量的 /−∃ Α , 还需要改
善其它方面的条件 , 才能更好地促进降解 8
8 ∀ 葡萄糖对 /− ∃ Α 降解的影响
向培养基中投加葡萄糖后 , 菲降解率因糖浓度
不同变化很大2图 9 8 搪浓度从 。 > ?’ 3 一 ‘增加到
Ε > ? · 3 一 ’, ; Χ 混 合菌系降解菲的速率逐渐由
= ; 8 Ε Ε Φ 增加到 < = 8 ∀ Φ δ 浓度大于 Ε > ? · 3 一 ‘时 ,
降解速率增幅减小 , 浓度大于 ! > ? · 3 一 ’时 , 降
解速率开始下降 , 当糖浓度达到 Ε > ? · 3 一 ’, 菲
的 ; Χ 降解率低于未投加 葡萄糖的实验组 , 降至
“ 8 ; ∀ Φ 8 葡萄糖对菌株 Π3( 菲降解率的影响和混
Ε
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∀ 闷
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甲户顶;
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! 混合菌系和 <= > 菌株的生长和菲降解
∀ # ?≅ΑΒ Χ 9 Δ , Ε Φ 9 7 , Δ , Χ 9 ≅ 7 , 7 Ε 7 ; ≅ Δ Ε Δ Χ 5Α , Α Γ Χ 97 6 57 ≅Α Η 5Δ !卯Φ Ι !Δ Χ 5Α ,
八曰, ϑ,Κ,夕∗气(‘∃
寥丫 已
。,,/臼,芭认‘僻翻澎扭
Δ , Ε Χ 9 7 / Χ ≅ Δ 5, < =>
# ∀ < = > 菌株菲残留率 −9 7 , Δ , Χ9 ≅ 7 , 7 ≅7 /5Ε Ι 7 ≅ Δ Χ7 Α Γ Χ9 7 /Χ ≅ Δ 5, < =) , # ∀
混合菌系菲残留率 Φ9 7 , Δ , Χ 9 ≅ 7 , 7 ≅ 7 / 5Ε Ι 7 Λ Δ Χ7 Α Γ Χ9 7 6 57 ≅Α Η 5Δ 一卯Φ Ι ΜΔ ‘
Χ5Α , , # ∀ 混合菌系生物量 Ν 5Α 6 Δ // Α Γ Χ9 7 6 57 ≅ ΑΗ 5Δ !卯Φ Ι !Δ Χ5Α , , &Ο ∀ Π ≅ /
菌株生物量 Ν 5Α 6 Δ / / Α Γ Χ 9 7 / Χ≅ Δ 5, ∋ # )
3 十 Θ Ρ
图 Σ 不同葡萄糖浓度下 2∋ 9 混合菌系和 <= > 菌株的菲降解率
Τ 5; ∀ Σ Υ 7 ; ≅ Δ Ε Δ Χ 5Α, ≅ Δ Χ7 Α Γ −9 7 , Δ , ≅9 ≅7 , 7 Η ς Χ 9 7 6 57 ≅ΚΗ 5Δ! 即Φ Ι !Δ ≅5Α , Δ , Ε
Χ 9 7 / Χ ≅Δ 5, < => Ι , Ε 7 ≅ Χ 97 7 Α, Ε 5Χ5Α , Α Γ Ε 5Γ 7 ≅ 7 , Χ ; !Ι 7 Α / 7 ΩΑ , 7 7 , Χ招Χ 5Α , Δ Χ
2 ∋ 9 ∀
# ∀ 混合菌系 Ξ 57 ≅ Α Η !Δ !伪Φ Ι !Δ Χ 5Α , ∀ 任 ∀ ∋ # ) 菌株 > Χ ≅Δ 5, ∋ # ) ,
叶毕月
内#门,Ψ石月了∗ 、0(+岁丫色吕勺罄
。口上石已日月白并砚暇器
Σ∗ & Ζ ) # ) # )
葡萄糖浓度 ? !Ι 7 Α / 7
Ω Α , Ω “, Χ≅Δ Χ Α , 86 ; · = “:
# ) # ) # )
葡萄糖浓度 ?! ΙΩ Α /7
Ω Α , Ω 7 ,Χ≅ Δ Χ5Α , 86 ; · = 一 ‘:
图 ∋ 混合菌系和 <& 万 菌株的生长和花降解
Τ五3 ∀ ∋ ? ≅Α Β Χ9 Δ , Ε −ς ≅ 7 , 7 Ε明≅ Δ Ε Δ ≅5Α , Α Γ Χ9 7 6 57 ≅ Α Η 5Δ! 印−Ι !Δ Χ5Α , Δ , Ε
Χ 9 7 / ≅ ≅ Δ 5, < =>
# ∀ ∋ # ) 菌株花残留率 Φ ς≅7 , 7 ≅ 7 / 5Ε Ι 7 ≅Δ ≅ 7 Α Γ Χ 9 7 / Χ≅Δ /Α < Μ / , # ∀ 混合
菌系花残留率 −ς ≅ 7 , 7 ≅ 7 / 5ΕΙ 7 ≅ Δ Χ 7 Α Γ Χ9 7 6 57 Α Η 5Δ !因Φ Ι !Δ Χ 5Α , , 6 ∀ 混合
菌系生物量 Ν5Α 6 Δ // Α Γ Χ 9 7 6 57 ≅Α Η5Δ ! Φ[∴ Φ Λ , !Δ Χ沁, , 开 ∀ < => 菌株生物量
Ν 5Α 6 Δ / / Α Γ Χ 9 7 / Χ≅ Δ 5, < => ∀
图 ( 不同葡萄搪浓度下 2 ∋ 9 混合菌系和 <& 乃 菌株的茁降解率
Τ 5; ∀ ( Υ Α ; ≅Δ Ε Δ Χ 5Α , ≅ Δ Χ 7 Α Γ −ς ≅ 7 , Α Η ς Χ 9 7 6 57 ≅Α Η 5Δ ! ΜΜ 滩泪】Δ Χ动 习, Ε Χ97 / Χ≅ ” ##
乙万 田Ε 7 ≅ Χ97 ΩΑ !!Ε5Χ6 ΑΓ Ε5 ΓΓ7≅ 曰!≅ 3 #] ] Χ ≅Δ Χ咖 ΔΧ , < 9# ∀ 混合菌系 Ξ 57 ≅ Α Η 5Δ !伪Φ Ι !Δ Χ 5Α , ∀ , ∀ ∋ # ) 菌株 > Χ≅Δ 5, < & 0> ∀
物的降解率闭 ∀ 微生物 间这种复杂的相互作用 , 在
由几个单一菌株组成的混合体中难以充分体现出
来 ∀ 本实验经多次富集培养后形成的微生物群落 , 接
近 自然状态 , 在一定程度上体现了微生物群落的协
同作用优势 ∀
苯环越多 、分子量越大的 −⊥ % / 越难于被微生
合菌系的相似 , 开始随着糖浓度增加 , 菲降解率显著
提高, 但当糖浓度增至 ) 6 ; · = 一 ’时 , 菲的降解率
开始下降 , 表明添加的葡萄糖过量 ∀ 以低浓度葡萄糖
为外加碳源 , 可以提高混合菌系和 < => 菌株对花的
降解率 8 图 (: , 但当糖浓度大于 !8: 6 ; · = 一 ’时 , 花
降解率都出现不同程度的下降 , 表明葡萄搪开始抑
制花的降解 , 这与葡萄糖对菲降解过程的影响相似 ∀
多环芳烃系一类难降解物 , 尤其是高分子量的
! ; < = 应 用 生 态 学 报 ! ∀ 卷
/− ∃ Α , 微生物常以共代谢方式进行降解 8 常见的共
代谢底物是和 /− ∃ Α 本身结构相似的有机物 , 或者
是其中间代谢产物〔“, ’〕8 这些物质除了来源有限 ,
还有竞争性 抑制和 一定 的毒害性等弊端 8 χ ϑΛ ?
等∴‘ 〕研究表明 , 完全 可以用葡萄糖代替苯酚作为
降解有机污染物 ∀ 一氯苯酚 2∀ 一#/ 9的共代谢底物 , 葡
萄糖为微生物的生长提供碳源和能源 , 由 ∀ 一#/ 本身
完成对共代谢酶的诱导 8 另外 , 葡萄糖在氧化过程中
产生 &−1 ∃ , 为降解酶提供辅助因子「;〕8 本实验获
得的菌系和菌株 , 虽然能以菲和花为唯 一的碳源和
能源 , 但降解效率还需进一步提高 , 尤其对花 的降
解 8 由于葡萄糖具有来源广泛 、无毒害 , 和菲 、花无
竞争性抑制作用等优点 , 所 以选取葡萄糖为外加碳
源 , 观察它对菲花降解的影响 8 结果表明 , 葡萄糖能
够促进菲 、花的降解 , 显著地提高了降解速率 , 但是
这种促进作用和糖浓度有关 , 当葡萄糖浓度超过一
定量时 , 降解速率开始下降 8 因为降解菲和花的酶为
诱导酶 , 当培养液中有大量的速效碳源存在时 , 抑制
了降解菲和花基因的表达 , 产酶量减少 , 导致降解率
下降 8 1 ϑ ς Λ 等汇 !在研究厌氧条件下葡萄糖共代谢
Σ & Σ 时发现 , 随 Σ & Σ 浓度的增加和葡萄糖 浓度 与
补料频率的减少 , Σ & Σ 在共代谢过程 中还 原为 、
∀ 、 = 一三胺基甲苯 8 上述结果表明 , 葡萄糖作为外加碳
源促进有机污染物的降解时 , 调整至适宜的浓度是
十分必要的 8
糖的浓度有关 8
参考文献
∀ 结 论
∀ 8 ! 通过富集培养 , 获得 了能 以 > ? · 3 一 ‘菲
为唯一碳源和能源快速生长的优势降解菌系 ∀ 号土
样混合菌和优势降解菌株 Π 3( , 它们都具有较强 的
降解菲 、花的能力 , 降解菲的能力明显强于对花的降
解 8
∀ 8 运用 != Ε : 1 & − 等方法 , 初步鉴定降解菌株
Π3( 为变形细菌属 ϑ 亚类的鞘氨醇单胞菌 8
∀ 8 混合菌系降解菲 、花 的速率明显快于 Π3 ( 菌
株 , 表明混合菌系内存在一定程度的生物协同效应 8
∀ 8 ∀ 葡萄糖作为外加碳源 , 明显地促进混合菌系和
单一菌株对菲和花 的降解 , 但这种促进作用与葡萄
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作者简介 张 杰 , 女 , ! Δ;! 年生 , 博士研究生 , 主要从事微
生物资源学研究 , 发表论文多篇 , ∋ 一> ϑΚΙ : Α Νϑ ΒΙ 67 76 ≅Χ ϑΛ ? ι Ωϑ Ζ
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