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海洋低温石油降解菌的筛选及其降解机理

作　者: 张月梅
导　师: 祖国仁
学　校: 大连工业大学
专　业: 微生物学
关键词: 石油烃 生物降解 低温石油降解菌 16S rDNA分子鉴定 影响因素 低温降解特性
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


石油的开采、运输和使用对环境造成了严重的污染，其中海洋的石油污染尤为严重，在我国北方地区，尤其北黄海和渤海海域，一年中有近5个月处于低温期，海水温度也多在15℃以下，而中温微生物在该温度下，代谢活动缓慢，不利于污染环境修复，本文从北极沉积物样品中筛选能低温降解石油烃的低温菌，以期为海洋石油烃污染的低温生物修复技术应用奠定基础。本文对从北极沉积物样品中筛选到的3株低温降解菌进行降解率试验；用形态学观察、生理生化试验和16S rDNA测序的方法对3株低温降解菌进行鉴定并构建系统发育树；通过生物摇床进行影响因素试验，确定最适营养条件和生长条件；通过柴油低温降解GC-MS图谱研究它们的降解特性；以汽油、机油、燃料油和原油这几种海上常见溢油为唯一碳源，对这3株菌以及混合菌群的降解率进行测定，研究它们对其它油品的作用。主要获得以下结果：经鉴定海洋低温石油降解菌BJ1、BJ9和BJ19均属于假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)。BJ1、BJ9和BJ19以及混合菌群的最适降解温度分别为：15℃，15℃，20℃，15℃；它们的最适降解pH值为：7~8；它们的最适降解初始油浓度分别为：2.5g/L，2.5g/L，10g/L，10g/L；它们的最适降解初始盐度范围是3.5%~7%；最适初始氮源浓度分别为：3g/L，4g/L，3g/L，4g/L；最适初始磷源浓度分别为：3g/L，2g/L，2g/L，2g/L。BJ1、BJ9和BJ19以及混合菌群对柴油中烷烃的降解效果要比芳烃的降解效果好，在30d内对柴油的降解率分别为68.01%、67.93%、59.52%和73.21%；对芳香烃的降解率分别为33.04%、20.44%、16.99%和13.21%。混合菌群对芳烃的降解效果比单个菌群的降解效果要差，BJ1对烷烃和芳烃的降解都较高并且降解性能稳定。以汽油、机油、燃料油和原油这几种海上常见溢油为唯一碳源，BJ1、BJ9、BJ19和混合菌群对汽油和机油降解效果明显，而对燃料油和原油降解效果较差。海洋低温石油降解菌低温降解特性的研究，将为我国低温海域石油烃污染物的清除，提供有效的生物修复技术方法。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
缩略词表  7-12
第一章 文献综述  12-24
  1.1 石油污染物的产生及危害  12-13
    1.1.1 石油污染物的来源  12
    1.1.2 石油污染物带来的危害  12-13
  1.2 海洋环境中石油污染物的修复技术  13-17
    1.2.1 物理化学方法的应用  13
    1.2.2 生物修复在海洋石油污染治理中的应用  13-15
    1.2.3 影响生物修复的非生物因素  15-17
      1.2.3.1 石油烃的种类和组成  15-16
      1.2.3.2 石油烃物理状态  16
      1.2.3.3 温度和 pH 值  16
      1.2.3.4 氧和营养物质  16-17
  1.3 国内外石油降解菌研究现状  17-19
    1.3.1 降解石油的微生物种类  17-18
    1.3.2 优势菌的高效降解性能研究  18-19
  1.4 石油降解微生物的降解机理  19-21
    1.4.1 微生物对烃的摄取  19
    1.4.2 烷烃及芳香烃的降解机理  19-20
    1.4.3 嗜冷性细菌低温降解机理及应用  20-21
  1.5 气相色谱/质谱（GC-MS）方法分析微生物对石油烃各组分的降解效果  21
  1.6 海洋低温石油降解微生物对多环芳烃降解效果的研究  21-23
    1.6.1 细菌对 PAHs 的生物降解  22
    1.6.2 以 PAHs 作为唯一的碳源和能源的代谢机理  22
    1.6.3 PAHs的共代谢机理  22-23
  1.7 低温石油降解菌的应用前景及展望  23-24
第二章 实验材料与方法  24-37
  2.1 实验材料与仪器  24-26
    2.1.1 优良菌源  24
    2.1.2 实验用油  24
    2.1.3 试剂  24-25
    2.1.4 实验仪器设备  25
    2.1.5 主要培养基  25-26
  2.2 实验方法  26-37
    2.2.1 海洋低温石油烃降解菌的逐级驯化  26-27
    2.2.2 海洋低温石油烃降解菌的筛选与分离  27
    2.2.3 红外测定残油方法  27-28
    2.2.4 菌种的保存  28
    2.2.5 菌种的初步鉴定  28-30
      2.2.5.1 菌种形态学特征  28
      2.2.5.2 菌种生理生化特性  28-30
    2.2.6 海洋低温石油烃降解菌株的 16s rDNA 的分子学鉴定与系统发育树的构建  30-32
      2.2.6.1 培养菌  30
      2.2.6.2 细菌总基因组 DNA 的提取  30
      2.2.6.3 16S rDNA 的 PCR 扩增  30-31
      2.2.6.4 PCR 产物的纯化与回收  31-32
      2.2.6.5 目的 DNA 与载体连接  32
      2.2.6.6 16S rDNA 序列测定  32
    2.2.7 海洋低温石油降解菌生长曲线的测定  32-33
    2.2.8 单一菌株与混合菌比较实验  33
    2.2.9 不同温度对菌株生长及石油烃降解率的影响  33
    2.2.10 不同 pH 值对石油烃降解率的影响  33
    2.2.11 不同初始油浓度值对石油烃降解率的影响  33
    2.2.12 不同盐度对石油烃降解率的影响  33-34
    2.2.13 不同营养盐对石油烃降解率的影响  34
      2.2.13.1 不同氮源浓度对石油烃降解率的影响  34
      2.2.13.2 不同磷源浓度对石油烃降解率的影响  34
    2.2.14 培养天数对石油烃降解率的影响  34
    2.2.15 气相色谱/质谱（GC-MS）方法分析微生物对石油烃各组分的降解效果  34-36
      2.2.15.1 培养基及培养条件  34
      2.2.15.2 样品前处理  34
      2.2.15.3 GC-MS 条件  34-35
      2.2.15.4 定性方法  35-36
      2.2.15.5 降解率计算方法  36
    2.2.16 海洋低温石油降解菌的碳源广谱性研究  36
    2.2.17 海洋低温石油降解微生物对海洋常见几类油污的降解分析  36-37
      2.2.17.1 仪器与方法  36-37
第三章 结果与讨论  37-60
  3.1 海洋低温石油降解菌的分离与筛选  37
  3.2 菌株的初步鉴定结果  37-43
    3.2.1 菌种形态学特征  37-38
    3.2.2 菌种生理生化特性  38-39
    3.2.3 16S rDNA 序列扩增以及切胶回收结果  39-40
    3.2.4 16S rDNA 的序列分析与系统发育树的构建  40-43
      3.2.4.1 16S rDNA 的序列分析  40
      3.2.4.2 系统发育树的构建  40-43
  3.3 海洋低温石油烃降解菌的降解率影响因素的研究  43-50
    3.3.1 海洋低温石油降解菌生长曲线的测定  43-44
    3.3.2 单一菌株与混合菌比较实验  44
    3.3.3 不同温度对石油烃降解率的影响  44-45
    3.3.4 不同 pH 值对石油烃降解率的影响  45-46
    3.3.5 不同初始油浓度值对石油烃降解率的影响  46-47
    3.3.6 不同盐浓度对石油烃降解率的影响  47-48
    3.3.7 不同营养盐对石油烃降解率的影响  48-49
      3.3.7.1 不同氮源浓度对石油烃降解率的影响  48
      3.3.7.2 不同磷源浓度对石油烃降解率的影响  48-49
    3.3.8 培养天数对石油烃降解率的影响  49-50
  3.4 气相色谱/质谱（GC-MS）方法分析微生物对石油各组分的降解效果  50-58
    3.4.1 海洋低温石油降解微生物对柴油中总石油烃降解效果的研究  50-51
    3.4.2 海洋低温石油降解微生物对石油中正构烷烃降解效果的研究  51-52
    3.4.3 海洋低温石油降解微生物对多环芳烃降解效果的研究  52-58
      3.4.3.1 海洋低温石油降解微生物对多环芳烃总烃降解效果的研究  52-53
      3.4.3.2 海洋低温石油降解微生物 BJ1、BJ9 和 BJ19 对多环芳烃中萘族降解效果的研究  53-56
      3.4.3.3 不同混合菌群对多环芳烃降解效果的研究  56-57
      3.4.3.4 海洋低温石油降解菌 BJ1 对多环芳烃各组分降解效果的研究  57-58
  3.5 海洋低温石油降解菌的碳源广谱性研究  58
  3.6 海洋低温石油降解微生物对海洋常见几类油污的降解分析  58-60
第四章 结论  60-61
参考文献  61-66
致谢  66-67
发表的论文  67-68
附录 A  68-69
附录 B  69-70
附录 C  70-71
附录 D  71

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 环境微生物学
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