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王嘉翼, 樊双虎, 任超, 王俊欢, 杨婷, 贾阳, 李先军, 闫艳春
一株黄色杆菌的分离鉴定及对邻苯二甲酸酯的降解研究
生物技术通报, 2018, 34(10): 157-164

WANG Jia-yi, FAN Shuang-hu, REN Chao, WANG Jun-huan, YANG Ting, JIA Yang, LI Xian-jun, YAN Yan-chun
Identification of Newly Isolated Xanthobacter sp. and Its Degradability to Phthalic Acid Esters
Biotechnology Bulletin, 2018, 34(10): 157-164

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收稿日期:2018-04-28

一株黄色杆菌的分离鉴定及对邻苯二甲酸酯的降解研究
王嘉翼, 樊双虎, 任超, 王俊欢, 杨婷, 贾阳, 李先军, 闫艳春     
中国农业科学院研究生院,北京 100081
摘要:邻苯二甲酸酯(PAEs)是环境中普遍存在的有机污染物,具有环境雌激素效应,对人体健康和生态安全造成严重威胁。菌株YC-JY1分离自受石油长期污染的土壤中,可以利用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)作为唯一的碳源进行生长;经16S rDNA鉴定,确定其属于黄色杆菌属(Xanthobacter sp.)。菌株YC-JY1降解DBP的最适条件为30℃,pH 7.0,无NaCl添加;在此条件下,100 mg/L DBP在5 d内能被完全降解。随着DBP浓度的升高,菌株YC-JY1在5 d内对200 mg/L - 400 mg/L DBP的降解率在94%以上;通过底物谱实验发现,菌株YC-JY1对其它邻苯二甲酸酯具有广泛的利用能力,其中邻苯二甲酸二戊酯(DPeP),邻苯二甲酸二己酯(DHP)的降解率均在90%以上;通过高效液相色谱-质谱联用确定DBP中间代谢产物为邻苯二甲酸单丁酯(MBP),邻苯二甲酸(PA)。由此推断,在菌株YC-JY1的作用下,DBP的起始代谢途径为DBP首先水解为MBP,继而水解为PA。
关键词邻苯二甲酸二丁酯    生物降解    黄色杆菌YC-JY1    代谢途径    
Identification of Newly Isolated Xanthobacter sp. and Its Degradability to Phthalic Acid Esters
WANG Jia-yi, FAN Shuang-hu, REN Chao, WANG Jun-huan, YANG Ting, JIA Yang, LI Xian-jun, YAN Yan-chun     
Graduate School of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081
Abstract: Phthalic acid esters(PAEs)are ubiquitous organic pollutants with environmental estrogen effects, which cause serious threats to human health and safety of ecological system. Strain YC-JY1 was isolated from long-time contaminated soil by petroleum, and grew by utilizing dibutyl phthalate(DBP)as the sole carbon source. After 16S rDNA sequencing, it was identified to be a strain of Xanthobacter genus. The optimal conditions for DBP degradation by this strain were 30℃, pH 7.0 and no NaCl added. Under this condition, 100 mg/L DBP was completely degraded within 5 d. As the concentration of DBP increased, the degradation rate of it to DBP with initial concentration of 200 - 400 mg/L was over 94% after 5 d. Through substrate spectrum experiments, it was found that strain YC-JY1 utilized extensively other PAEs. The degradation rate of it to dipentyl phthalate(DPeP)and dihexyl phthalate(DHP)were all above 90%. The intermediates of DBP were determined to be mono-butyl phthalate(MBP)and phthalic acid(PA)by HPLC-MS. It was inferred that the initial metabolic process of DBP was as firstly hydrolyzed to MBP and then to PA by the strain YC-JY1.
Key words: Di-n-butyl phthalate    biodegradation    Xanthobacter sp. YC-JY1    metabolic pathway    

邻苯二甲酸酯(Phthalic acid eaters,PAEs)是一类重要的工业原料,常见的PAEs包括邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(Diethyl phthalate,DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(Dibutyl phthalate,DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(Dioctyl phthalate,DOP)、邻苯二甲酸甲苯基丁酯(Butyl benzyl phthalate,BBP)和邻苯二甲酸二乙基己酯(di-2-ethylhexyl phthalate,DEHP)。PAEs主要用作增塑剂,以增强塑料制品的柔韧性、可塑性和耐用性,此外还用作油漆、化妆品、杀虫剂等中的化学添加剂[1-2]。在塑料中,PAEs与塑料基质并非以共价键的形式结合,因此在塑料的在生产、使用和废物处理过程中,PAEs会从塑料中渗漏并进入环境[3]。DBP作为一种被广泛应用在实际生活中的邻苯二甲酸酯,环境中也是普遍存在。DBP在水中和和沉淀物中的浓度范围分别为1.0-13.5 μg/L和0.3-30.3 μg/g[4]。大量研究表明,PAEs具有环境雌激素效应,影响人体和动物的内分泌系统。PAEs还具有致畸致癌致突变的“三致效应”,主要表现在肝脏毒性、生殖毒性方面,如DBP可诱发肝细胞癌变。体外研究表明,DBP和BBP能抑制胚胎肢芽细胞的生长和分化,对成熟的大鼠和鱼类有抗雄性激素和抗雌性激素的作用[5]。目前,DMP,DEP,BBP,DBP,DOP和DEHP已被美国环保局(EPA)列为优先控制的污染物。

PAEs在自然环境中极难降解,DEHP在环境中的半衰期长达2000年。PAEs通过非生物途径降解如光解和水解的速度都很慢,且对环境造成二次污染。微生物代谢是一个酶促反应过程,对PAEs降解速率快,成本低,无二次污染,是PAEs降解的主要途径。因此,PAEs高效降解菌株的筛选对消除PAEs环境污染具有重要意义[6]。目前,许多学者已经从受污染的土壤、污泥等环境中分离纯化到大量的能快速降解PAEs的微生物。本实验室分离的戈登氏菌(Gordonia sp.)YC-RL2和分支杆菌(Mycobacterium sp.)YC-RL4高效降解DEHP、DBP、BBP和DCHP等多种PAEs,质谱分析表明菌株通过酯键的逐步水解将PAEs转化成邻苯二甲酸单酯、邻苯二甲酸(Phthalic acid,PA)[7-8]。陈济安等[9]从活性污泥中分离的Microbacterium sp. strain CQ0110Y,能将浓度在1 350 mg/L及以下的DEHP在10 d内完全降解,当浓度提高到2 000 mg/L时,10 d内DEHP的降解率在85%以上。

DBP是生活中应用最广泛的增塑剂之一,实验以DBP作为底物从受石油污染的土壤中分离到一株DBP降解菌,研究了温度,pH和盐度对其降解能力的影响,确定降解的最适条件。通过降解产物的确定,分析确定菌株对DBP的基本代谢途径。

1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 实验土壤样品采集与处理

土壤样品采集于受石油严重污染的土壤中,采样前对采样的玻璃器皿进行清洗并121℃高温高压灭菌20 min。用钢铲除去各个采样点上层15 cm的土层后取样,样品内同时含有水样和土壤样品。将所有采样点的样品混合装入已灭菌的玻璃器皿中密封,放置在装有冰袋的保温箱中,并于24 h内运回实验室,放入冰箱4℃保藏。

1.1.2 药品与实验试剂

该实验中所使用的化学药品均为分析纯,DBP等其他邻苯二甲酸酯购自于国药集团化学试剂北京有限公司;甲醇为HPLC级,购自于Fisher公司;胰蛋白胨、酵母提取物购自于Oxiod公司;NaCl等无机盐试剂,购自于国药集团化学试剂北京有限公司;基因组提取试剂盒、纯化试剂盒、rTaq酶及核酸Marker购自于TaKaRa公司;荧光核酸染料,购自于北京全式金生物技术有限公司;琼脂糖购自于天根生化科技(北京)有限公司;引物合成与测序均送往上海生工生物公司。

1.1.3 培养基

Luria-Bertani培养基(LB,pH 7.0)含有胰蛋白胨10.0 g/L,酵母提取物5.0 g/L,NaCl 10.0 g/L。无机盐培养基(TEM pH 7.0)含有(NH4)2SO4 2.0 g/L,Na2HPO4·12H2O 1.5 g/L,KH2PO4 1.5 g/L,MgSO4·7H2O 0.2 g/L,CaCl2·2H2O 0.01 g/L,微量元素溶液100 μL/L。微量元素溶液配置方法如下:将FeSO4·7H2O 5 g,ZnSO4·7H2O 0.22 g,CuSO4·5H2O 0.03 g,MnSO4·2H2O 1.43 g,CoSO4·7H2O 0.12 g,Na2MoO4·2H2O 0.02 g,Na2WO4·2H2O 0.23 g溶于100 mL H2O。LB和TEM固体培养基按1.5%添加琼脂粉,所有的培养基都应121℃高温高压灭菌20 min。

1.2 方法 1.2.1 DBP降解菌株的筛选与形态特征

将DBP溶于甲醇中,配制成20 g/L的母液。在250 mL的锥形瓶中加入TEM液体培养基100 mL,土壤样品5 g,DBP浓度为100 mg/L。置于恒温振荡器中150 r/min、30℃培养5 d。将上述培养液按2%重新接至含有100 mg/L DBP的TEM液体培养基中,同条件培养5 d。重复进行5次富集,DBP的浓度保持不变。

取150 μL最终富集的培养液在含有100 mg/L DBP的TEM固体培养基上均匀涂布,平板放置于30℃培养箱培养,直至长出单菌落。分别挑取表型不同的单菌落于含有100 mg/L DBP的TEM固体培养基上,进行划线分离,重复划线至TEM固体培养基上出现形态特征一致的单菌落,平板4℃保存备用。挑取单菌落接入含有100 mg/L DBP的TEM液体培养基中培养至对数期,加入30%甘油,-80℃冰箱保存备用。挑取单菌落接入含有100 mg/L DBP的LB液体培养基中,培养24 h,经固定液处理后用于扫描电镜观察。

观察菌落的形态及特征,根据伯杰氏细菌鉴定手册,对分离到的DBP降解菌株进行生理生化实验[10]

1.2.2 16S rDNA序列分析

采用试剂盒提取细菌基因组DNA,用通用引物27F(5'-AGTTTGACMTGG-CTCAG-3')和1492R(5'-CGGTTACCTTGTTACGAC-TT-3')对16S rDNA进行PCR扩增。PCR扩增体系如下:PCR premix buffer(TaKaRa)25 μL,正反向引物各1.5 μL,ddH2O 20 μL和2 μL的细菌基因组DNA。PCR循环参数如下:94℃预变性5 min,94℃变性1 min,56℃退火45 s,72℃延伸90 s,上述循环重复34次,最后一次延伸10 min。

PCR产物纯化之后与pEASY-T1克隆载体连接,连接体系如下:PCR产物4 μL,p-EASY-T1载体1 μL混合均匀后,放置37℃金属浴反应10 min。将连接产物加入至DH5α感受态细胞中,轻弹混匀,冰浴30 min。42℃金属浴热激60 s,冰浴2 min。加入500 μL平衡至室温的LB培养基,180 r/min,37℃培养1 h。取16 μL 250 mmol/L IPTG和40 μL 20 mg/mL X-gal混合,均匀涂在LB平板上,待全部吸收后,再将200 μL菌液均匀地涂在平板上,37℃培养箱中过夜培养。次日,挑取白斑送至生工测序公司进行测序。测序结果提交至GenBank(NIH,Bethesda,MD,USA)并用BLAST将其与GenBank已知序列进行比对,并用MEGA 7.0软件构建系统发育树。

1.2.3 菌株YC-JY1对DBP的降解验证

根据已有文献报道,将起始温度设为30℃,培养基的pH设为7.0。将单菌落接种至含有100 mg/L DBP的LB培养基中扩大培养至OD600=0.6-1.0,取出1 mL菌液12 000 r/min离心2 min,用TEM液体培养基(pH 7.0)吹打清洗两次。为验证菌株YC-JY1以DBP作为唯一的碳源进行生长,将菌株YC-JY1以2%接菌量分别接至不添加任何碳源的TEM液体培养基中和只有甲醇为唯一碳源的TEM液体培养基中。再以同样的接菌量接入至含有100 mg/L DBP的10 mL TEM液体培养基中,150 r/min、30℃培养5 d,未接菌的样品作为空白对照。验证菌株YC-JY1能够以DBP作为唯一碳源并测定菌株YC-JY1的生长曲线及其对DBP的降解率。

1.2.4 DBP降解的最适条件

为测定pH对菌株YC-JY1降解DBP的影响,培养温度初始设为30℃,pH 2.0-13.0。将菌株YC-JY1按2%接菌量接入含有100 mg/L DBP的10 mL TEM液体培养基中,150 r/min培养5 d,未接菌的样品作为空白对照,每个pH设置5个重复。5 d后气相色谱仪(GC)测DBP的含量,计算降解率,确定最适pH。在最适pH条件下,温度设置为15-40℃,每5℃为一个梯度,培养方式与上述方法相同,确定菌株最适的降解温度。

1.2.5 NaCl含量对菌株YC-JY1降解DBP的影响

添加NaCl(含量为0%、2%、4%、6%、8%和10%)至含有100 mg/L DBP的TEM液体培养基中。将菌株YC-JY1按2%接菌量接入培养基中,最适条件下,150 r/min培养5 d,未接菌的样品作为空白对照,考查盐度对菌株降解能力的影响。

1.2.6 菌株YC-JY1对DBP的最大耐受浓度

将菌株按2%的接菌量接入10 mL TEM液体培养基中,同时分别加入100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L、600 mg/L、700 mg/L、800 mg/L、900 mg/L和1 000 mg/L不同浓度的DBP作为底物。最适条件下,150 r/min培养5 d,未接菌的样品作为空白对照。

1.2.7 菌株YC-JY1对其他PAEs的利用

为检测菌株YC-JY1对不同PAEs的利用能力,让其在分别含有以下PAEs的培养基中培养,作为底物的PAEs为:邻苯二甲酸二丙酯(DPrP)、DBP、DPeP、DHP、邻苯二甲酸二庚酯(DHPP)、DOP、邻苯二甲酸二壬酯(DNP)、邻苯二甲酸二癸酯(DDP)、DCHP、BBP,浓度均为100 mg/L。接菌量仍为2%,在最适条件下,150 r/min培养5 d,每种底物设置5个重复,未添加菌株的样品作为空白对照。记录培养基中菌株YC-JY1的生长情况,有明显生长记作(+ +),不明显生长记作(+)。

1.2.8 DBP代谢产物的确定和代谢途径的推测

DBP的中间代谢产物通过HPLC-MS分析,并由此推测菌株YC-JY1对DBP的代谢途径。以2%接菌量接入含有100 mg/L DBP的10 mL的TEM液体培养基中,最适条件下,150 r/min培养3 d,设置3个重复。3 d后,处理样品并用于HPLC-MS分析。

1.2.9 PAEs的分析方法

所有的降解实验均在5 d后使用GC测定样品中的PAEs残留量。样品中加入等体积的正己烷,摇晃震荡1 min。待水相与有机相分离后,取有机相1 mL于样品瓶中用于GC分析。

GC分析仪器和参数如下:岛津气相色谱仪2010,FID检测器,RTX-1301毛细管柱(30.0 m × 0.25 mm × 0.25 μm)。载气为氮气(纯度≥ 99.999%,流速为30 mL/min);进样口温度300℃,柱温280℃,检测器300℃;进样量为1 μL,GC分析软件(版本2.32.00,SHIMADZU)分析GC检测结果,计算降解率。

1.2.10 HPLC-MS分析方法

首先用2M HCl对已培养3 d的样品进行酸化,调至样品pH至2.0-3.0。加入等体积乙酸乙酯,摇晃震荡1 min,待有机相与水相完全分离后,取出全部有机相。氮气吹直至样品中乙酸乙酯完全挥发,1 mL甲醇复溶,经0.22 μm滤膜过滤后用于HPLC-MS检测。

HPLC-MS仪器与分析参数如下:安捷伦高效液相色谱串联三重四级杆质谱(HPLC-QQQ,1260-6420)对样品进行检测。质谱配置电喷雾电离源(ESI)和Zorbax Eclipse Plus C18柱,柱温维持在30℃。流动相是水和甲醇(10: 90),流速0.2 mL/min,进样量10 μL,样品直接进入质谱仪。ESI-MS分析环境如下:载气(325℃)为高纯氮气(99.999%),流速为8 L/min,毛细管电压为3.5 kV。通过负离子扫描模式进行检测,扫描范围为50-400 m/z,通过Mass hunter(version A.02.00,USA)对结果进行收集及数据分析[11]

2 结果 2.1 邻苯二甲酸酯降解菌的分离与形态学特征

经多轮富集和筛选纯化,在受石油污染的土壤中分离出一株可利用DBP作为唯一碳源进行生长的菌株。该菌株菌落呈圆形,表面光滑呈黄色,不透明,在平板上生长状态如图 1所示。通过扫描电镜观察,菌株YC-JY1为杆状,大小约为(0.36 μm-0.44 μm)×(1.22 μm-1.44 μm)(图 2)。

图 1 菌株YC-JY1在TEM固体培养基上的生长
图 2 菌株YC-JY1的扫描电镜照片

提取细菌总DNA并选用细菌通用引物27F和1 492R扩增16S rDNA基因,扩增产物序列长度为1 445 bp,如图 3所示。根据测序结果,所获得的序列提交至GenBank,登录号为MH152572。利用BLAST软件与GenBank中已登录的16S rDNA基因序列进行同源性比较,MEGA 7.0软件建立系统发育树,如图 3所示。经过比较,菌株YC-JY1与Xanthobacter aminoxidans 14a(GenBank:AF399969.1)和Xanthobacter flavus 301(GenBank:X94199.1)具有100%的同源性,因此确定菌株属于黄色杆菌属(Xanthobacter sp.)。

图 3 菌株YC-JY1的16S rDNA序列分析与系统发育树的构建
2.2 菌株YC-JY1对DBP的降解及生长曲线

图 4所示,菌株YC-JY1在TEM液体培养基、在只含有甲醇的TEM液体培养基中均无生长;在含有DBP的TEM液体培养基的样品中,明显由无色变为淡黄色,生长现象明显。由此可知,菌株YC-JY1可以将DBP作为唯一碳源进行生长。

图 4 菌株利用DBP作为唯一碳源的生长 从左至右依次为:TEM液体培养基+菌株YC-JY1、TEM液体培养基+甲醇+菌株YC-JY1、3组TEM液体培养基+DBP(甲醇)+菌株YC-JY1

DBP的降解率与菌株YC-JY1的OD600值呈正相关,在5 d内被菌株YC-JY1完全降解(图 5)。

图 5 菌株YC-JY1对DBP的降解和生长曲线
2.3 菌株YC-JY1降解DBP的最适条件

图 6所示,菌株YC-JY1降解DBP的最适pH为7.0,DBP降解率100%;pH4.0-6.0,DBP的降解率为15%-60%;pH8.0-11.0,DBP的降解率为30%-80%;pH12.0-13.0,DBP的降解率为10%左右;pH2.0-3.0,菌株YC-JY1不降解DBP。数据说明,偏碱性环境更适合菌株YC-JY1降解DBP。

图 6 pH对菌株YC-JY1降解DBP的影响

图 7所示,菌株YC-JY1降解DBP的最适温度为30℃,DBP降解率为100%;20℃-35℃,DBP降解率在40%以上;15℃和40℃,DBP无降解。所有pH,温度的对照组中,DBP起始浓度与终浓度无明显变化,菌株YC-JY1无生长迹象。

图 7 温度对YC-JY1降解DBP的影响
2.4 NaCl对菌株YC-JY1降解DBP的影响

DBP的降解率如图 8所示。培养5 d之后,未添加NaCl的样品中,DBP被完全降解;NaCl含量上升到2%时,DBP的降解率迅速下降到35%;NaCl含量超过2%时,DBP的降解率稳定在10%左右,由此说明菌株YC-JY1并没有表现出明显的耐盐能力。

图 8 NaCl的添加对菌株YC-JY1降解DBP的影响
2.5 菌株YC-JY1对DBP的最大耐受浓度

验证菌株YC-JY1对DBP的最大耐受浓度,结果如图 9所示,培养5 d后,100 mg/L的DBP能够被完全降解;200 mg/L-400 mg/L DBP的降解率在94%以上;500 mg/L-1000 mg/L DBP降解率在24%-77%之间。由此可知,菌株YC-JY1对DBP的最大耐受浓度为400 mg/L。对于更高浓度的DBP降解,菌株YC-JY1可能需要更长的时间。

图 9 YC-JY1对DBP的最大耐受度
2.6 菌株YC-JY1的底物谱

菌株YC-JY1在以各种PAEs为底物的TEM液体培养基中的生长情况,如表 1所示。

表 1 菌株YC-JY1以PAEs作为底物的生长情况

GC检测样品中各种PAEs残留量,通过计算,得到的降解率如图 10所示。从数据中可以得出,菌株YC-JY1能否降解该底物,与在培养基中的生长情况是相关的。菌株YC-JY1在分别以DBP、DPeP、DHP作为唯一碳源的样品中,菌株有明显生长,相应的PAEs降解率在90%以上;在分别以DPrP、DHPP、DOP、DNP、DDP、DCHP、BBP为唯一碳源的样品中,菌株有生长,但不明显,此时相应的PAEs降解率在10%-60%。综上所述可知,菌株的生长与对PAEs降解能力是相符合的。

图 10 YC-JY1对PAEs的降解

菌株YC-JY1可以利用不同类型的PAEs,具有相对广泛的PAEs底物谱。菌株YC-JY1在含有DBP、DPeP、DHP的TEM液体培养基中生长良好,并能够很好地降解这些底物,说明菌株YC-JY1对具有中长侧链的PAEs的降解能力要好于具有短侧链和长侧链的PAEs。

2.7 菌株YC-JY1降解DBP的代谢途径推测

通过HPLC-MS分析,将质谱图所显示的分子量,与标准化合物标准与技术(NIST,Gaithersburg,MD)库数据库进行比对。由于质谱扫射选用的是负离子模式,所以图 11中的221.0所对应的物质应是丢失一个氢离子的MBP,164.9对应的物质应是丢失一个氢离子的PA。如图 12所示,推测菌株YC-JY1降解DBP的起始代谢途径为:DBP通过水解反应形成MBP,MBP进一步水解形成PA。

图 11 DBP代谢产物HPLC-MS分析图
图 12 DBP代谢途径推测
3 讨论

Xanthobacter sp.是一类广泛存在于自然环境中的革兰氏阴性菌,已发现该属的菌株具有降解多种污染物的能力。Xanthobacter sp.有较多关于降解含卤素的有机污染物的文章,Hosoda等[12]筛出的菌株Xautotrophicus GJ10和Kevin McClay等[13]筛出的菌株Xautotrophicus ENV481都是能够利用卤化烃作为唯一的碳源和能源,对其进行脱卤作用。Petrus等[14]从土壤中分离出Xanthobacter autotrophicus Py2.,可以对汞和甲基汞进行有效地降解。这些都表明,Xanthobacter sp.在环境污染物的降解方面起到了重要作用。尽管来自不同环境的微生物降解PAEs的研究有很多,但是至今还没有关于Xanthobacter sp.降解DBP的文献。本文关于Xanthobacter sp.降解DBP的报道,为Xanthobacter sp.降解有机污染物研究提供了参考。

细菌对PAEs的降解已有很多的研究,其中pH和温度是影响菌株降解能力的重要因素,目前有关Xanthobacter sp.降解最适条件已基本清楚。Schneider等[15]提出Xanthobacter autotrophicus.最适生长条件是pH 6.8-7.2;Padden等[16]也发现,Xanthobacter aminoxidans最适pH为7.2-7.9,在pH 6.5-8.5也可以生长,这与上述实验数据基本一致。苍白杆菌属(Ochrobactrum sp.)降解DBP,pH 4.0-10.0时,DBP的降解率在5%-100%。与之相比,菌株YC-JY1能在更广泛的pH范围内降解DBP[17]。也有相关文章表明Xanthobacter sp.生长和降解的最适温度为28℃和32℃[18-19],与本实验中菌株YC-JY1最适降解温度30℃相符合。此外,在以前有关Xanthobacter sp.的研究中,也未测过盐度对其降解DBP的影响,而盐度也是影响菌株降解能力的一个因素。本研究对Xanthobacter sp.的耐盐特征进行了补充。

关于菌株对DBP的最大耐受浓度现已有很多报道。Herbert等[20]发现鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)DEP-AD1通过20 d的培养,发现其可以在139 mg/L的DBP中生长。而菌株YC-JY1在400 mg/L DBP中,3 d就可以看出明显的生长。金雷等[21]筛出DBP降解菌株,类芽胞杆菌属(Paenibacillus sp.)S-3在5 d内能够将100 mg/L DBP降解82.7%,而菌株YC-JY1在5 d内可以将100 mg/L DBP完全降解。与之相比,菌株YC-JY1对DBP具有更好的降解能力和耐受能力。

4 结论

本研究从长期受石油污染土壤中筛选出一株可以利用DBP作为唯一碳源的菌株,根据16S rDNA鉴定,确定其属于黄色杆菌属(Xanthobacter sp.),并命名为YC-JY1。DBP降解的最优条件是30℃,pH 7.0,不添加NaCl;菌株YC-JY1能够高效降解100 mg/L-400 mg/L DBP,并具有相对广泛的PAEs底物谱。5 d内可以将100 mg/L DBP完全降解,对于100 mg/L DPeP和100 mg/L DHP可大部分降解;通过HPLC-MS分析,菌株YC-JY1降解DBP的中间代谢产物为MBP和PA,由此推测其起始代谢途径为DBP水解为MBP,MBP进一步水解为PA。

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