【摘 要】
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石油污染土壤严重且治理困难,就目前修复手段来说生物修复技术最为绿色环保,目前国内外研究热点集中在相关功能基因的丰度及表达,对相关功能基因进行定位,能够为修复过程的阶段方案调整与优化提供理论依据与技术指导。(1)本文首先从天津石油污染土壤中筛选分离出2株高效石油烃降解菌,通过16S r RNA序列分析表明S-1、S-2菌株均为肠杆菌属。采用基于Box-Behnken设计(BBD)的响应面方法(RSM
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石油污染土壤严重且治理困难,就目前修复手段来说生物修复技术最为绿色环保,目前国内外研究热点集中在相关功能基因的丰度及表达,对相关功能基因进行定位,能够为修复过程的阶段方案调整与优化提供理论依据与技术指导。(1)本文首先从天津石油污染土壤中筛选分离出2株高效石油烃降解菌,通过16S r RNA序列分析表明S-1、S-2菌株均为肠杆菌属。采用基于Box-Behnken设计(BBD)的响应面方法(RSM)研究了温度、p H值和石油烃(TPH)浓度对TPH生物降解的影响。根据方差分析,S-1、S-2菌株的确定系数分别是R~2=0.9565、R~2=0.9943,表明模型的总变化可以忽略不计。响应面优化得到S-1菌株对TPH降解的最佳条件为温度30℃,p H值7.14和TPH浓度4.83g/L,最佳降解率为87.79%;S-2菌株对TPH降解的最佳条件为温度30℃,p H值7.13和TPH浓度3.93g/L,最佳降解率为81.63%。结果表明,温度对TPH降解速率的影响(p<0.0001)较其他两个参数更为显著。GC-MS图谱证实了两株菌降解石油烃的能力,石油烃在C16-C25显示出组分丰度的急剧下降,S-1菌株和S-2菌株均可降解C16-C25的石油烃组分。(2)基于细菌扫描图确定了S-1菌株和S-2菌株代谢石油烃的功能基因。参与3,4-二羟基苯基乙酸酯(HPC)代谢的酶的编码基因分别是hpa B、hpa D、hpa E、hpa F、hpa G、aro P;参与苯乙酸途径(PAA)及其调控基因分别是paaA、paaB、paaC、paaD、paaE、paaF、paaG、paaH、paaJ、paaK和paaZ;参与琥珀酰辅酶A进入TCA循环的部分基因分别是suc A、suc B、suc C、suc D、sdh A、sdh B、sdh C、sdh D、glt A;KEEG注释可信度均达到99%以上。根据Venn图、NR注释、COG注释、KEEG注释的结果可知S-1菌株和S-2菌株共有基因数量为4405个,共有与芳烃类代谢有关的基因,说明S-1菌株和S-2菌株都可以降解同一种物质。(3)以S-1菌株作为外加菌源,向石油污染土壤中接种石油烃降解菌S-1。修复30天后BA1和BA2处理的土壤中石油烃的去除率分别为6.67%和32.98%。修复60天后,BA1和BA2处理的土壤中石油烃的去除率分别为26.84%和53.13%。结果表明,向石油污染土壤中接种高效石油烃降解菌群以去除石油烃是有效的,且随着时间的增加石油烃的降解率逐渐提高。对石油污染土壤进行生物强化修复处理30天后,肠杆菌属(Enterobacter)、马林杆菌属(Marinobacter)和食烷菌属(Alcanivorax)成为土壤中的主要优势菌,说明生物强化修复处理中接种的石油烃降解菌可在土壤中存活而且会和土著菌属形成协同作用,并迅速生长为土壤中最主要的优势菌属,抑制其他微生物的生长。(4)利用S-1菌株和大肠杆菌验证Trizol+柱子法提取RNA的效果,结果说明Trizol+柱子法提取RNA的效果较好,S-1菌株在无油的条件下是可以提出RNA的,对溴苯甲醚的最佳加入量是50m L。但是Trizol+柱子法对石油烃污染土壤中的RNA提取效果较差,需要后期优化。
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