天然雌激素降解菌的筛选鉴定及其降解特性研究

论文摘要

近年来环境雌激素的污染逐渐引起国内外学者的关注,并开始对其在环境中的污染水平及其生物降解特性等进行探讨。本文从厦门湾、筼筜湖及厦门某污水处理厂活性污泥中驯化、分离得到19株降解17β-雌二醇（E2）的好氧菌株,其中5株可以降解E1,一株为交替赤杆菌属新种,为含环境激素类废水的生物强化处理提供了新菌株材料。本文通过查阅相关文献归纳了E2的降解途径,考察了降解菌株对雌酮（E1）雌三醇（E3）、睾酮（T）和苯酚的降解性能,并推测了T的降解途径,比较了降解菌和已报道的E2降解菌株KC8对E2的降解效果,同时考察了KC8两株模式菌株对E2的降解性能。主要结论如下：1.本实验成功地从活性污泥和咸水湖中筛选出19株能降解E2的菌株。其中从咸水湖中分离得到的菌株MH-B为交替赤杆菌属新菌种,查阅相关文献,少有海水中分离到的雌激素降解菌,只有熊光明等从波罗的海分离到一株E2降解新菌H5（未鉴定）,所以本实验分离到的菌株MH-B是目前报道的第一株鉴定的海水雌激素降解菌。2.测定了AX-B、AHC-F、AHC等菌株的分离地点某污水厂中各工艺的3种天然雌激素含量,结果表明该污水厂中3种天然雌激素的含量较高,E1、E2、E3进水浓度分别为835.55n/L、222.86n/L和556.30n/L；出水浓度分别为693.13ng/L、138.6n/L8和141.16n/L。查看了菌株MH-B分离环境筼筜湖和厦门湾中这3种雌激素含量,半数以上采样点都检测到雌激素,浓度范围E1在<LOD12ng/L之间,E2在<LOD-4.0n/L之间,E3在<LOD-3.On/L之间,表明这两处区域已经受到天然雌激素污染,天然雌激素对该水域生物的影响值得关注。3.分析菌株MH-B、AX-B、AHC-F、AHC-A对E2的降解实验,发现菌株MH-B、AX-B、AHC-F能完全降解E2及其初步降解产物E1,而菌株AHC-A只能将E2脱氢氧化生成E1,不能将E1进一步降解,由此把降解菌分为两种降解模式,降解模式I：可以把E2降解为雌激素活性比较低的E1,但在研究时间内却无法继续降解E1,菌株AHC-A及其它只能把E2降解成E1的菌属于这一降解模式；降解模式II：菌株将E2完全降解后,又可以较快地降解E2的最初代谢产物E1,菌株MH-B、AX-B、AHC-F及分离的另外两株菌AH-E和AH-A属于这一降解模式。4.在E2降解实验中,菌株MH-B、AX-B、AHC-F均可以在8h内将100m1、2mg/L的E2完全降解。在以E1为唯一碳源的生长实验中,菌株MH-B在6d内对E1的降解率达到最高但不能将E1完全降解；菌株AHC-F在22d内将E1完全降解。5.菌株MH-B生长温度范围为4℃—40℃,最适温度为35℃-40℃；生长pH值范围为4.5—10.0,最适PH值为7.5；生长盐度范围为0—7%,最适盐度为1%。6.利用LC-MS分析T降解产物,推测T降解途径：T经过一系列生物催化反应,首先生成去氢睾酮（DHT）和雄烯二酮（AD）,然后,DHT和AD都转化成1,4雄烯二酮（ADD）,之后生成9α一羟基—1,4雄烯二酮（9α-OH-ADD）,再经过一系列的反应,最后降解生成CO2和水。7.分析菌MH-B、AX-B、AHC-F、AHC-A对E2、E3、T、EE2和苯酚降解实验,结论如下：菌AX-B和AHC-F可以降解E1、E2、E3、T、和苯酚,MH-B可以降解E1、E2、E3和T但不能降解苯酚,AHC-A可以将E2、T初步降解,不可以降解E1、E3、苯酚,四株菌否不能降解EE2。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图清单
• 附表清单
• 注释说明清单
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究目的
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 课题创新点
• 1.5 技术路线
• 2 文献综述
• 2.1 环境激素
• 2.2 环境雌激素
• 2.2.1 环境雌激素概况
• 2.2.2 环境雌激素分类
• 2.3 天然雌激素
• 2.3.1 天然雌激素结构与性质
• 2.3.2 天然雌激素的来源
• 2.3.3 天然雌激素水质污染状况
• 2.3.4 天然雌激素的危害
• 2.3.5 天然雌激素的检测方法
• 2.3.6 天然雌激素的去除途径
• 3 材料与方法
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 样品来源
• 3.1.2 主要仪器
• 3.1.3 主要药品与试剂
• 3.1.4 培养基
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 降解菌的富集
• 3.2.2 降解菌的分离
• 3.2.3 菌种鉴定
• 3.2.4 相关物质液相色谱测定方法
• 3.2.5 降解实验
• 3.2.6 生长实验
• 3.2.7 T代谢途径分析
• 3.2.8 环境样品中雌激素的测定方法
• 4 海水中分离降解菌
• 4.1 分离环境中的雌激素含量调查
• 4.2 降解菌的富集与分离
• 4.2.1 降解菌的初筛
• 4.2.2 降解菌的复筛
• 4.3 MH-B菌种鉴定及系统发育树
• 4.3.1 MH-B的16SrDNA测序
• 4.3.2 MH-B系统发育树的建立
• 4.3.3 菌株的生理生化分析
• 4.4 菌株MH-B以E1为唯一碳源的生长实验
• 4.5 菌株MH-B降解E2、E3、EE2、T及苯酚实验
• 4.5.1 E2降解实验
• 4.5.2 E3降解实验
• 4.5.3 EE2降解实验
• 4.5.4 T降解实验
• 4.5.5 苯酚降解实验
• 4.6 本章小结
• 5 活性污泥中分离降解菌
• 5.1 分离环境中的雌激素含量调查
• 5.2 降解菌的富集与分离
• 5.2.1 降解菌的初筛
• 5.2.2 降解菌的复筛
• 5.3 降解菌株16SrDNA鉴定及系统发育树
• 5.3.1 菌株16SrDNA测序
• 5.3.2 降解菌系统发育树的建立
• 5.4 菌株MH-B降解E2、E3、EE2、T及苯酚实验
• 5.4.1 E2降解实验
• 5.4.2 E3降解实验
• 5.4.3 EE2降解实验
• 5.4.4 T降解实验
• 5.4.5 苯酚降解实验
• 5.5 菌株AX-B以E1为碳源的生长实验
• 5.6 降解菌对T的降解途径分析
• 5.7 KC8及其模式菌株对E2的降解
• 5.8 本章小结
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果