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本论文主要进行聚丙烯酰胺降解菌的筛选、降解特性及降解产物研究,并对相关的菌株进行了多相分类研究。
在进行聚丙烯酰胺降解菌筛选的过程中,从大庆采油污泥、采油废水和大庆油田龙虎泡水库中,经过富集培养、初筛、复筛,分离纯化到三株细菌:菌株PAM8、PAM9和菌株LH6-2。其中,菌株PAM8和PAM9能够降解聚丙烯酰胺,并对其形态特征、生理生化、以及16S rRNA基因序列进行了分析。结果表明,此两株菌分别与蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus)具有相似的细胞形态与生理生化特性,其16S rRNA基因序列与这两种细菌的相似性达到了100%。初步鉴定它们分别属于蜡状芽孢杆菌和坚强芽孢杆菌,命名为Bacillus cereus PAM8和Bacillus firmus PAM9。试验结果表明,该两株菌能够以聚丙烯酰胺为唯一碳源、氮源生长。其中菌株PAM8降解聚丙烯酰胺的最适pH为pH5.0到6.0;培养72小时后,菌株PAM8对无机盐培养基中浓度为200mg/L的聚丙烯酰胺的降解率为92.7%,菌株PAM9对聚丙烯酰胺的降解率为90.3%。对菌株PAM8降解聚丙烯酰胺后的产物进行了显微红外扫描检测。扫描结果表明,聚丙烯酰胺经菌株PAM8生物降解后,其红外吸收发生了明显变化,具体为伯酰胺基、羰基和氢键等的特征吸收峰明显降低、在波数为1500-1000cm-1范围内有些吸收峰消失,同时出现了一些新的吸收峰。特征峰值的明显下降以及其它峰值的改变,说明经过生物处理的聚丙烯酰胺的官能团及分子结构发生了改变。
本研究筛选到的另外一菌株LH6-2,对其进行了包括形态、生理生化、细胞化学组分、DNA G+C含量、DNA-DNA杂交以及基于16S rRNA基因的系统发育分析的多相分类学研究。结果表明,该菌株的生理生化特性及细胞化学组成成份与Vogesella属的成员比较相似,但还存在一些差异,特别是在鞭毛的有无、色素的产生、碳源利用上与Vogesella属的唯一种Vogesella indigofera ATCC19706T具有明显差异,其16s rRNA基因序列与Vogesella indigofera ATCC19706T的相似性仅为96.8%,DNA-DNA同源性为35.4%,这些形态、表型特征以及系统发育分析结果表明,菌株LH6-2T应为Vogesella属的新种,命名为Vogesella immobilis sp.nov.。
在另一个课题的研究中(天津沿海海水中微生物多样性分析),分离到一株菌一菌株E6,其16S rRNA基因序列分析表明,与目前已报道的细菌的最高相似性仅为92.2%(Devosia neptuniae J1T),与Devosia属、Ochrobactrum属和Ahrensia属成员关系密切,它可能代表着Alphaproteobacteria亚纲Rhizobiales目下的一个新属。为了明确菌株E6的分类学地位,对其进行了形态、生理生化、细胞化学组分、DNA G+C含量以及16S rRNA基因系统发育分析。结果表明,该菌株在形态、生理生化特性及细胞化学组成成份与Devosia属、Ochrobactrum属和Ahrensia属成员存在明显差异,特别在主要脂肪酸组成上,菌株E6明显区别于其它三属;在G+C含量上,菌株E6为53.1mol%,与其它三属的相关菌株有明显差别,明显低于Devosia属的G+C含量(60.8mol%-62.4mol%),而与Ahrensia属的48mol%和Ochrobactrum属的56.4mol%-56.8mol%都有明显差异。基于菌株E6在系统进化树上独树一支,与Devosia属、Ochrobactrum属和Ahrensia属关系密切的成员之间的16S rRNA基因相似性很低,且在一些重要的生理生化指标及G+C含量、全细胞脂肪酸组成等有较大差异,根据这些结果将E6T鉴定为新属,命名为Zhangia mobilis gen.nov.,sp.nov。