布洛芬降解基因克隆、功能分析及降解机理研究

以布洛芬降解菌鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）菌株Ibu-3和Ibu-4为研究对象，阐明菌株Ibu-3和Ibu-4降解布洛芬的可能机理；筛选福斯质粒文库中阳性亚克隆菌株；确定转座子插入突变体文库中丧失积累褐色邻苯二酚聚合物突变体；构建高效安全的布洛芬降解工程菌株。本项研究不仅可从分子水平阐明布洛芬降解机理，还将为布洛芬降解菌剂研发，城市污水脱布洛芬前期处理以及饮用水源保护区水体中布洛芬去除提供菌种保障。研究成果将有助于挖掘我国宝贵的降解PPCPs新生污染源微生物菌种资源库中布洛芬降解菌株种质资源，丰富我国医药品污染微生物降解关键基因库。

从西安污水处理厂排污口水样以及水底污泥沉积物中筛选得到7株布洛芬降解备选菌株，选择4株细菌为研究对象，以细菌通用引物27F和1492R进行菌落PCR并测序。该4株菌16S rDNA序列获得GenBank登录号（序列号：JX196956、JX196957、JX196958以及JX196959）并且构建了4株菌的系统发育树。分别构建了基于Klebsiella sp. Yangling I2、Pseudomonas sp. Yangling I4、Microbacterium sp. Yangling I10以及Acinetobacter sp. Yangling I14等4株菌的福斯质粒文库，筛选福斯质粒文库中阳性亚克隆菌株以阐明菌株降解布洛芬的可能机理。选用I2（克雷伯氏菌属）、I4（假单胞菌属）和I14（不动杆菌属）为研究对象，开展了其对布洛芬同系物苯甲酸，苯丙酸，对苯二酚，邻苯二酚，间苯二酚，对甲基苯甲酸以及邻甲基苯甲酸等的降解谱研究。开展了该4株布洛芬降解菌株抗菌谱标记，确定了其抗生素致死浓度，同时进行了PCR扩增抗性基因（ARG）以及I类整合子检测。进一步开展了布洛芬高效降解菌重金属抗性研究，确定了供试菌株MTC、测定了重金属胁迫生长曲线。为布洛芬降解菌株的重金属抗性机理研究奠定基础。开展了菌株Klebsiella sp. Yangling I2的全基因组测序，通过RAST系统注释，揭示了该菌株苯系物降解相关基因以及重金属抗性相关基因等基因簇，从分子水平阐明了布洛芬降解和重金属抗性机理。本项研究从分子水平阐明了布洛芬降解机理，为布洛芬降解菌剂研发，城市污水脱布洛芬前期处理以及饮用水源保护区水体中布洛芬去除提供了菌种保障。研究成果有助于挖掘我国宝贵的降解PPCPs新生污染源微生物菌种资源库中布洛芬降解菌株种质资源，丰富了我国医药品污染微生物降解关键基因库。