论文部分内容阅读
石油是目前全世界最为重要的能源物质,但在其开发和使用过程中,往往会泄漏或排放出大量石油烃污染物而造成严重的环境污染。随着污染情况日益加剧,高效且不产生二次污染的石油烃微生物修复技术现已成为该领域研究的热点,烷烃羟化酶作为启动整个降解过程的关键酶,也成为了研究的焦点。本研究以从南充炼油厂周围被石油污染的土壤中筛选出的一株高效石油烃降解菌TY22为研究对象,经鉴定,该菌株归属于Acinetobacter beijerinckii,最适生长温度和pH分别为30℃、7.0,能降解C12C32的正构烷烃。由于微生物的生长和代谢与环境中的金属离子密切相关,本文研究了15种金属离子对TY22烷烃降解的影响。结果表明,低浓度的Na+、Mg2+、K+、Mn2+、Ca2+、Co2+、Cu2+、Zn2+对TY22菌株的生长和烷烃降解有一定的促进作用,但Ca2+、Co2+、Cu2+、Zn2+的促进作用较小,且当它们超过最适浓度后,菌体生物量快速减少;Fe3+、Ti4+对TY22菌株的生长和烷烃降解有一定的抑制作用,但低浓度的Fe3+对其影响不大,且当它们的浓度达到1 mmol/L时,菌株仍具有一定的生长潜力;Al3+、Pb2+对TY22菌株的生长和烷烃降解有很强的抑制作用,当其浓度达到0.8mmol/L时,菌体生物量已下降至0.1以下;Ba2+、Ag+、Ni2+对TY22菌株的生长和烷烃降解有极强的抑制作用,当它们的浓度达到0.1 mmol/L(Ba2+达到0.4mmol/L)时,菌体生物量几乎为零。本文还研究了TY22菌株的烷烃羟化酶基因alkB。以TY22基因组DNA为模板,PCR扩增得到了TY22菌株烷烃羟化酶基因的部分序列。再通过染色体步移(Chromosome Walking)技术,最终获得了1236 bp的烷烃羟化酶基因完整CDS序列(GenBank Accession:KU867870)。经分析,该基因编码一段411 aa的蛋白,相对分子量46.7 kDa,等电点9.22。BLAST比对后发现,该序列与多株Acinetobacter beijerinckii的烷烃羟化酶氨基酸序列存在极高的同源性,最高可达99%。预测其二级结构包括37.47%的α螺旋,10.71%的β转角,35.28%的无规则卷曲和16.55%的延伸链。进一步将TY22的alkB基因与pET21b(+)载体构建重组质粒,并转入E.coli BL21(DE3)进行表达。结果发现,重组菌在0.1 mM IPTG、30℃条件下诱导培养6h的表达效果最佳,所得的46 kDa蛋白也与预期理论值相符。再将alkB基因克隆至pCom8载体中,并分别转入E.coli GEc137(pGEc47△B)和Pseudomonas fluorescens KOB2Δ1进行基因功能的互补试验。结果发现,TY22菌株的烷烃羟化酶能氧化C12C16的中长链烷烃。