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溴苯腈降解菌的分离筛选、降解特性及其固定化细胞研究

作　者: 苏昱
导　师: 蔡天明
学　校: 南京农业大学
专　业: 环境科学
关键词: 溴苯腈微生物降解中间苍白杆菌XBJ 固定化
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

溴苯腈(Bromoxynil)是具有一定内吸性的触杀型除草剂,对动物和人类有潜在的危害。本论文使用农药厂废水处理池中的活性污泥,经过多次富集转接,通过紫外扫描检测,得到溴苯腈降解效果明显的富集液。通过稀释涂布、平板划线,从富集液中分离得到一株能降解溴苯腈的菌株,命名为XBJ,该菌为革兰氏阴性菌,在LB平板上生长良好。根据菌株形态、生理生化特性以及16S rRNA基因序列同源性比较,将XBJ菌株初步鉴定为中间苍白杆菌(Chrobactrum intermediu)。菌株XBJ接种于LB液体培养基中,6h后菌株进入生长对数期,13h后进入稳定生长期；其最适生长温度为30℃,最适pH7.0,装液量越少,溶解氧越多,对菌株的生长越有利；菌株在NaCl浓度为0-10g·L-1范围内生长很好,超过15g·L-1后,NaCl浓度的增加导致菌株生长量减少,菌株生长明显受到了抑制。菌株XBJ对有机氮源的利用率较高,当碳源为葡萄糖时,菌体生长最好,菌株XBJ对氨苄青霉素和氯霉素有抗性,对其它抗生素均比较敏感,生长受到严重影响。菌株XBJ能以溴苯腈为碳、氮源生长,培养72h后可将100mg·L-1溴苯腈完全降解。该菌株降解溴苯腈的最适宜温度是30℃、最适pH为7.0。在25-35℃的范围内,菌株对溴苯腈的降解率都在70%-95%；通气量对降解的影响很小,随着溴苯腈浓度的提高,降解速率减缓；提高接种量,菌体数量增加,可以加快对溴苯腈的降解。经质谱分析检测,初步确定溴苯腈的降解途径为：溴苯腈在腈水解酶的作用下水解生成3,5-二溴-4-羟基苯甲酸；3,5-二溴-4-羟基苯甲酸发生脱溴反应,生成3-溴-4-羟基苯甲酸。细胞固定化是在固定化酶技术的基础上发展起来的,通过物理或化学方法把游离细胞或酶固定在某些不溶于水的载体上,保持细胞的原有活性并且可以重复利用的技术。对XBJ降解菌的细胞固定化条件进行研究表明,海藻酸钠溶液和CaCl2溶液浓度均为2%,包菌时接入的种子液量为5mL,于4℃冰箱中交联12h,此条件下制得的固定化小球具有适当的机械强度和结构,不易破裂；小球中的细菌密度适中,活性高,对溴苯腈的降解率较高。与游离细菌相比较,固定化菌体对pH和温度的耐受范围更广。

全文目录

目录  4-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
第一章文献综述  11-21
  1 农药的使用现状及问题  11-13
    1.1 农药的使用及问题  11-12
    1.2 除草剂的使用  12-13
  2 农药的微生物降解  13-15
    2.1 降解农药的微生物  13-14
    2.2 微生物降解农药的机理及途径  14-15
  3 溴苯腈研究  15-17
    3.1 溴苯腈的理化性质  15-16
    3.2 溴苯腈降解菌的研究进展  16-17
  4 细胞固定化技术的研究进展  17-18
    4.1 细胞固定化的方法及载体  17
    4.2 细胞固定化在废水处理中的应用  17-18
    4.3 固定化微生物技术的发展前景  18
  5 研究目的意义及内容  18-21
    5.1 研究目的与意义  18-19
    5.2 研究内容  19
    5.3 技术路线  19-21
第二章溴苯腈降解菌XBJ的分离与鉴定  21-27
  1 材料与方法  21-22
    1.1 培养基与试剂  21
    1.2 溴苯腈含量的测定  21
    1.3 菌体生长量的测定  21-22
    1.4 降解菌株的富集、分离与纯化  22
    1.5 降解菌株的培养特征及生理生化鉴定  22
    1.6 降解菌株16S rRNA基因序列测定与分析  22
    1.7 降解菌株系统发育定位  22
  2 结果与分析  22-24
    2.1 降解菌株的分离筛选及降解效果验证  22-23
    2.2 菌株XBJ的菌落形态、生理生化鉴定及系统发育定位  23-24
  3 本章小结  24-27
第三章溴苯腈降解菌XBJ的生长特性研究  27-35
  1 材料与方法  27-29
    1.1 培养基与试剂  27
    1.2 菌种制备及菌体生长量的测定方法  27
    1.3 菌株生长曲线的测定  27-28
    1.4 温度对菌株XBJ生长的影响  28
    1.5 初始pH值对菌株XBJ生长的影响  28
    1.6 通气量对菌株XBJ生长的影响  28
    1.7 NaCl浓度对菌株XBJ生长的影响  28
    1.8 不同碳源对菌株XBJ生长的影响  28
    1.9 不同氮源对菌株XBJ生长的影响  28-29
    1.10 菌株XBJ对抗生素的耐受性  29
  2 结果与分析  29-34
    2.1 XBJ在LB培养基中的生长曲线  29
    2.2 温度对菌株XBJ生长的影响  29-30
    2.3 初始pH值对菌株XBJ生长的影响  30-31
    2.4 通气量对菌株XBJ生长的影响  31
    2.5 NaCl浓度对菌株XBJ生长的影响  31-32
    2.6 不同碳源对菌株XBJ生长的影响  32-33
    2.7 不同氮源对菌株XBJ生长的影响  33
    2.8 菌株XBJ对抗生素的耐受性  33-34
  3 本章小结  34-35
第四章溴苯腈降解菌XBJ的降解特性研究  35-43
  1 材料与方法  35-36
    1.1 供试菌株  35
    1.2 培养基与试剂  35
    1.3 种子液的制备  35
    1.4 装液量对菌株降解溴苯腈的影响  35-36
    1.5 温度对菌株降解溴苯腈的影响  36
    1.6 初始pH值对菌株降解溴苯腈的影响  36
    1.7 溴苯腈起始浓度对菌株降解溴苯腈的影响  36
    1.8 接种量对菌株降解溴苯腈的影响  36
    1.9 菌株XBJ降解溴苯腈代谢产物质谱分析  36
  2 结果与分析  36-41
    2.1 装液量对溴苯腈降解的影响  36-37
    2.2 温度条件对溴苯腈降解的影响  37-38
    2.3 初始pH值对溴苯腈降解的影响  38
    2.4 溴苯腈起始浓度对溴苯腈降解的影响  38-39
    2.5 接种量对溴苯腈降解的影u响  39-40
    2.6 XBJ降解溴苯腈的代谢途径的研究  40-41
  3 本章小结  41-43
第五章海藻酸钠包埋固定溴苯腈降解菌及其降解特性研究  43-51
  1 材料与方法  43-45
    1.1 菌株、培养基与试剂  43
    1.2 种子液和固定化小球的制备  43-44
    1.3 固定化时间对固定化菌体降解溴苯腈的影响  44
    1.4 海藻酸钠浓度对固定化菌体降解溴苯腈的影响  44
    1.5 CaCl_2浓度对固定化菌体降解溴苯腈的影响  44
    1.6 包菌量对固定化菌体降解溴苯腈的影响  44-45
    1.7 初始pH值对固定化菌体降解溴苯腈的影响  45
    1.8 温度对固定化菌体降解溴苯腈的影响  45
  2 结果与分析  45-49
    2.1 固定化时间对固定化菌体降解溴苯腈的影响  45-46
    2.2 海藻酸钠浓度对固定化菌体降解溴苯腈的影响  46
    2.3 CaCl_2浓度对固定化菌体降解溴苯腈的影响  46-47
    2.4 包菌量对固定化菌体降解溴苯腈的影响  47
    2.5 初始pH值对固定化菌体降解溴苯腈的影响  47-48
    2.6 温度对固定化菌体降解溴苯腈的影响  48-49
  3 本章小结  49-51
第六章全文总结与展望  51-53
  1 全文总结  51
  2 创新点与不足  51-53
参考文献  53-59
致谢  59-61
研究中获得的相关DNA序列  61

溴苯腈降解菌的分离筛选、降解特性及其固定化细胞研究

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