李村河口底泥来源真菌对壬基酚的降解特性研究
具有雌激素效应的持久有机污染物壬基酚（Nonylphenol，NP）是合成非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚的主要原料，也是其在环境中主要的稳定产物。壬基酚能够影响人和动物的内分泌系统、引发肿瘤、致癌致畸变等。壬基酚易累积难降解的特性导致在环境中分布范围广，去除困难。 目前从环境中有效去除壬基酚的方法多停留在研究阶段且存在一些缺陷，如传统的物理法、化学法存在成本高、去除不彻底等。而生物降解法绿色环保且不需要添加化学助剂，正引起许多研究者的关注。如何从环境中寻找到可降解壬基酚的高效菌株成为研究的热点和难点。国内对生物降解壬基酚的研究较少，且降解载体主要为细菌，而真菌降解壬基酚鲜有报道。 本论文从壬基酚污染严重的李村河口底泥中分出可实验室培养的真菌，筛选出可降解壬基酚的菌株并通过18S rDNA确定其归属。用气相色谱法分析确定了菌株对壬基酚降解能力。向培养液中真菌人工饲喂壬基酚，检测培养前后发酵液中壬基酚的含量，考察了真菌降解壬基酚的影响因素，利用质谱法分析其代谢产物。取得了以下研究成果： 采集的李村河口底泥样品，加入定量目标物壬基酚驯化培养，采用梯度稀释涂布法分离出四株真菌，白色真菌W-1，W-2和黄色真菌Y-1、Y-2。观察菌株的表观生长特性，通过试剂盒提取、PCR扩增和18S rDNA测序确定真菌归属，W-1为棘孢木霉（Trichoderma asperellum）、W-2为新萨托菌属（Neosartorya sp.）、Y-1、Y-2均属于青霉菌属（Penicillium sp.）。 在不同温度下培养四株真菌，比较其生长状态，确定其最适宜的生长温度均为29℃。在壬基酚初始浓度为5μg·mL-1的土豆提取液中考察其对真菌生长的影响，发现加入壬基酚的实验组真菌生长情况优于对照组，且W-1、W-2对壬基酚的敏感程度要大于Y-1、Y-2。确定了菌株的最优生长条件：豆提取液培养基，29℃，自然pH（约为7.0），菌种投加量38.5mm2，摇床转速140r?min-1。 在真菌最优生长条件下，壬基酚初始浓度5μg?mL-1的培养液中，考察了四株菌对壬基酚的降解速度和降解能力。W-1、W-2对壬基酚的降解速率较快，3到5天即可达到80％以上，28天的降解率可达95%；Y-1对壬基酚10天的降解率才能达到80%，最终降解率能达到87%；Y-2对壬基酚降解速率最慢，初始10天降解率仅为25%左右，14天才达到73%，最终降解率与Y-1相似，达到86%。结果表明W-1、W-2对壬基酚的降解速度大于Y-1、Y-2。 真菌Y-2对壬基酚的降解结果符合Ⅰ级动力学模型，其对壬基酚降解速率常数为0.0752d-1，半衰期t1/2为9.2天。真菌的投加量和壬基酚的初始浓度对真菌降解壬基酚影响很小，但摇晃或静置培养对其降解的影响很大，动态培养时降解效率是静态培养的2.1倍，培养基选择的影响尚不明确。 质谱检测分析壬基酚在四株真菌中的代谢产物，检测到不同的代谢产物，这表明不同菌株中壬基酚的生物转化路径可能不尽相同。W-1菌株对壬基酚的代谢产物中检测到了苯甲醚和苄醇、2-甲基-1-苯基丁醇、对苯二酚，并提出了可能的生物转化路径。Y-1对壬基酚的降解产物中检测到了羟基苯丙烯酸，其它菌株代谢产物尚不明确。这些物质可能是菌株降解壬基酚过程中产生的，也可能是最终的产物，有待后续研究。
李村河口底泥;来源真菌;壬基酚;降解特性
中国海洋大学
硕士
海洋化学
李先国
2013
中文
X172
65
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）