一株1,4-二噁烷降解菌的分离及其降解性能解析

为应对水环境中潜在致癌物质1,4-二噁烷(1,4-dioxane)的污染,本研究从1,4-二噁烷污染的地下水中,通过富集驯化、分离得到一株1,4-二噁烷高效降解菌株DXTK-010。经过形态学观察、16S rRNA基因序列比对以及基于全基因组的物种分类研究,鉴定该菌株为觧胺胺杆菌(Aminobacter aminovorans)。研究结果表明,该菌株具有较强的环境适应能力,在20-37℃及pH5.0-8.0下均能有效降解1,4-二噁烷。单因素实验表明,在30℃、pH 7.5条件下降解性能最佳。在优选条件下,该菌株能在24 h内完全降解200 mg/L的1,4-二噁烷,最大降解速率达9.367 mg/(L·h)。菌株DXTK-010对1,4-二噁烷的降解动力学采用Monod方程进行拟合,其最大比降解速率(V_(max))为0.224 mg 1,4-dioxane/(mg protein·h),半饱和浓度(K_(s))为41.350 mg/L,细胞产率(Y)为0.130 mg protein/(mg 1,4-dioxane),与已报道的降解菌相比,DXTK-010作为优异的降解菌株,扩充了生物修复1,4-二噁烷的菌株资源。全基因组测序揭示其完整基因组包括1条环状染色体和3个质粒。功能基因分析表明,丙烷单加氧酶基因簇和醇脱氢酶基因是其高效降解1,4-二噁烷的关键功能基因。本研究为DXTK-010实际应用于1,4-二噁烷污染修复提供了理论基础。