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号称“工业之血”的石油是当今社会最为宝贵的燃料和化工原料,多年来在推动工业化不断发展的同时带来了严重的环境污染问题,普遍存在的有土壤污染、水体污染、沉积物污染及大气污染等。从原油开采到应用的每个工艺流程都会产生不同程度的污染,比如石油的勘察、采集、运输、炼化和储存等,这些物质在自然界中逐渐积累并进入食物链对生态环境和人体身体健康产生巨大的威胁。由于微生物在自然环境中的广泛分布,作为一种不可被忽视的生物主体,能够对石油类非水相疏水性有机化合物(hydrophobic organic compounds,HOCs)进行生物修复。本实验室前期曾与中国陕北长庆油田分公司合作,检测采油区周边环境中的土壤和水系,发现该区域不仅受到石油多环芳烃(polycyclic aromatichydrocarbons,PAHs)类物质的污染,还伴随有重金属离子的污染,即构成了复合污染。因此,研究重金属离子和石油类HOCs物质影响微生物修复的机制具有很重要的现实意义。本研究以陕北石油污染土壤为样品,从中筛选得到一株高效降解石油的真菌YC-ZJ-1。从高效降解石油的特点出发,研究了真菌产表面活性剂的能力、对PAHs的降解能力、重金属耐受程度以及在重金属存在下影响其去除PAHs的能力。构建细菌-真菌菌群组合,研究了菌群组合对PAHs的降解规律和降解途径。将真菌以石油为唯一碳源和能源培养之后,通过气相色谱-质谱方法(GasChromatography-Mass Spectrometer,GC-MS)分析真菌降解石油的能力,发现随着培养时间的延长,石油降解能力逐渐增强,在培养第五天时石油降解率达到75%不再变化。同时,发酵液表面张力逐渐降低,从72 mN/m降低到38 mN/m。待萃取发酵液获得表面活性剂粗品之后,通过排油圈测定、乳化能力测定、薄层层析(thin layer chromatography,TLC)以及傅里叶红外光谱(fourier transform infrared spectra,FTIR)等方法初步鉴定该表面活性剂的类型为脂肽类。结合形态学有和分子生物学(18srDNA序列分析)方法鉴定,该真菌属于枝顶抱属Acremoniumsp.将序列提交至NCBI数据库获得Genbank号为KF803999,在国家菌种保藏中心的菌株保藏号为CCTCCM 2013569为了模拟实际污染环境,研究重金属和石油类HOCs物质共存的条件下对真菌生物修复能力的影响。本文以PAHs为环境中典型的石油类HOCs物质,研究了枝顶孢属(Acremonium sp.)真菌在水溶液中对PAHs的生物吸附和生物降解作用,并以微生物活性和脂肪酶活性为酶系评价手段,研究了在复合污染条件下真菌的生长代谢。同时,分别探讨了硫酸铜和硫酸锰两种重金属离子存在时,该真菌对PAHs吸附和降解行为的影响及其相互作用的机制。构建真菌细菌的优势菌群,研究具有协同作用的细菌-真菌菌群对多环芳烃的降解特性和降解途径。得到的结论如下:(1)阐述该真菌对水系中PAHs的生物修复包括生物吸附和生物降解两个重要过程,对于灭活的真菌而言,生物吸附作用是去除溶液中的PAHs的唯一途径。而对于活体的真菌,生物吸附和生物降解共同作用时能够高效的去除溶液中的PAHs,生物吸附是生物降解的前提,生物降解则能够利用积累在菌体上的PAHs,通过生物代谢过程高效去除PAHs。(2)经过重金属耐受实验发现,该真菌对一定浓度的重金属有较好的耐受能力。但对真菌的微生物活性和脂肪酶活性均表现出不同程度的抑制作用。(3)硫酸铜离子存在时,能够通过促进灭活真菌和活体真菌对蒽的生物吸附量,进而促进生物吸附作用的发生,但是随着Cu2+重金属浓度的增加,生物降解作用逐渐降低。真菌微生物活性降低,但脂肪酶活性在硫酸铜浓度达到400 mg/L时达到最大不再变化。(4)硫酸锰离子存在时,灭活真菌和活体真菌对蒽的生物吸附量随着浓度的增加而降低,生物吸附和生物降解作用都呈现降低的趋势。真菌的微生物活性和脂肪酶活性都随着硫酸锰浓度的增大而降低。(5)通过菌群对多环芳烃的高效降解实验发现,真菌协助细菌运输提高了溶液中多环芳烃蒽的去除率,检测到蒽的降解中间产物有邻苯二甲酸二丁酯,邻苯二甲酸和苯甲酸等,最终转化为C02和H20。因此该菌对多环芳烃的生物修复存在吸附和降解两种机制。