电动辅助下融合细菌降解多环芳烃的机理研究

微生物降解是去除环境中有机污染物的最有效途径之一，但对于多环芳烃等难降解、毒性强有机污染物，仅通过土著微生物降解来消除其对环境的影响，短期内难以取得良好的效果。本项目拟以环境中典型多环芳烃（菲和芘）为目标化合物，选择已构建的具有高效降解混合多环芳烃能力的融合细菌为对象，研究使用生物表面活性剂的电动作用对多环芳烃生物可利用性的影响，考察融合细菌的生物电场效应（包括ATP含量、细胞膜表面结构和电荷等的变化），了解其在电场作用下的迁移以及降解特性的变化，结合电动作用下融合细菌的关键降解酶和降解多环芳烃中间产物的分析，揭示电场作用下融合细菌降解多环芳烃的机理，为土壤有毒有机污染物的快速生物修复给予理论和技术支持。

项目以菲和芘为目标污染物，围绕了电动辅助下提高土壤中微生物对菲和芘的降解展开研究；研究了融合菌在菲、芘及其他芳烃类化合物底物上的生长及其降解过程，发现融合菌株能以一定浓度的萘、菲和芘，及中间代谢物水杨酸，2-羟基-1-萘酸和邻苯二酚为唯一碳源和能源进行生长和繁殖，可耐受较高浓度的邻苯二酚和1-羟基-2-萘酸；结合Propidium Iodide（PI）染料和流式细胞仪研究微生物在降解PAHs过程中的响应，分析不同菲浓度及其中间代谢物对菌株菌体细胞的影响，发现在降解过程中细菌细胞膜完整性发生变化，中间代谢物一定程度积累可导致菌体死亡细胞比例增加，抑制降解过程；通过2-D凝胶电泳分析芘降解过程的关键降解蛋白，结合GC-MS分析芘降解的中间产物，推测了芘可能的降解途径；筛选了产表面活性剂菌及对其产生的生物表面活性剂提纯鉴定，并采用该菌株产生的表面活性剂用于电动辅助下微生物对PAHs菲的去除机制研究。该项目研究结果为污染场地土壤有毒有机污染物的快速生物修复给予理论和技术支持。