一株BDE-209降解菌的筛选及其降解特性

为探究细菌对十溴联苯醚(BDE-209)的生物降解特性,从活性污泥中分离出一株有效降解BDE-209的好氧细菌——硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)。研究该菌降解BDE-209的最适外加碳源,探索P.nitroreducens细胞表面特性在不同BDE-209初始质量浓度下的变化及降解动力学特征。结果表明,P.nitroreducens能够以BDE-209为唯一碳源生长。葡萄糖对BDE-209生物降解的促进作用最为显著,当葡萄糖质量浓度为250 mg/L时,对10 mg/L BDE-209的降解率可达76.2%。BDE-209的降解动力学符合准一级动力学方程,半衰期短、降解速率较快,且P.nitroreducens对较高质量浓度的BDE-209具有良好的耐受性。高质量浓度的Cu^(2+)(≥30 mg/L)会抑制BDE-209的降解和菌株的生长。P.nitroreducens的高细胞表面疏水性使BDE-209更容易进入细胞内部,细胞膜通透性的增加是受到BDE-209的应激作用所致。微生物降解是一种将BDE-209从污染环境中清除的有效修复技术,从环境中筛选出高效降解菌为BDE-209的生物降解提供了更多可能性。

十溴联苯醚降解菌的分离鉴定、降解特性及降解机理

【背景】十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE-209)是应用最广泛的溴代阻燃剂之一,其持久性毒性给生态环境和生物体带来了严重危害。【目的】分离出一株能有效降解BDE-209的好氧细菌并研究其降解特性及机理,以探究BDE-209的微生物降解规律。【方法】以BDE-209为唯一碳源,通过富集、分离和纯化,从活性污泥中筛选出BDE-209好氧降解细菌。采用高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)和液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatography-mass spectrometry,LC-MS)分别检测BDE-209的浓度和中间产物。【结果】筛选得到一株BDE-209好氧降解细菌F,经鉴定初步判定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)。在30℃、pH 7.0、接种量为10%(体积分数)、葡萄糖浓度为250 mg/L的优化降解条件下,对初始浓度为10mg/L的BDE-209的降解率可达76.2%。低浓度的Cd2+(≤5mg/L)未对BDE-209的微生物降解和菌体生长产生显著影响,而高浓度的Cd2+(≥15 mg/L)对BDE-209的微生物降解和菌体生长则产生显著影响。BDE-209对细胞表面疏水性(cell surface hydrophobicity,CSH)具有一定的影响。BDE-209的微生物降解机理主要包括脱溴、羟基化、二苯醚键断裂和开环等过程。【结论】菌株F对BDE-209具有很好的降解能力,研究结果对BDE-209的好氧微生物降解及BDE-209污染环境的生物修复具有较好的科学意义。

复合菌对十溴联苯醚的降解特性研究

【目的】利用6株十溴联苯醚(decabromodiphenyl ether,BDE-209)降解细菌,探究复合菌对BDE-209的降解特性和降解路径,为BDE-209污染环境的生物修复提供科学依据。【方法】利用高效液相色谱法测定BDE-209的浓度,通过液相色谱-质谱联用仪分析鉴定BDE-209降解产物。【结果】短芽孢杆菌属(Achromobacter sp.)M1和无色杆菌属(Achromobacter sp.)M2的组合对BDE-209的降解效果最好,在30℃、pH值7.0、接种量15%的条件下,120 h后10 mg/L BDE-209的降解效率可达87.7%。相比于单一菌株,复合菌M(1+2)可以更有效、更快地降解BDE-209。在0.5–10 mg/L范围内,复合菌M(1+2)对BDE-209的降解率随着BDE-209初始浓度的增大而增大。通过液相色谱-质谱联用仪(liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS)检测到11种BDE-209微生物降解产物,复合菌M(1+2)通过脱溴、羟基化、去质子化、醚键断裂和开环等反应对BDE-209进行降解。【结论】复合菌M(1+2)对BDE-209具有良好的降解能力,研究结果为进一步提高微生物对BDE-209污染环境的生物修复能力提供了良好的微生物资源。