摘要
苯酚作为重要的化工原料前体，广泛应用于制药、石油精炼、皮革锻造等行业中。近年来，苯酚需求和使用量逐年增加，造成大量含酚废水的生成和排放，对生态环境和人类健康造成严重危害。由于苯酚具有毒性、致癌性、致畸性，已经被多个国家列入优先治理污染物名单中。生物修复技术相比于传统物理化学方法具有环境友好、成本低廉、效率高等优点，但高浓度苯酚的催化抑制和高温高盐碱环境造成的生物适用性受限等关键问题严重影响了该技术处理实际工业含酚废水的效果。因此，发掘和筛选能在苛刻条件中良好生长、具有高效苯酚降解性能的微生物资源是解决上述问题的研究重点。 本研究筛选并鉴定了一株耐盐嗜热苯酚降解菌 Aeribacillus pallidus W-12，并重点针对该菌的苯酚耐受和降解特性、降解途径及关键酶的功能和耐盐机制进行了研究。研究发现 W-12 具有抗逆性强、耐受高浓度苯酚的特点，能够在高温高盐碱等复杂环境条件下（温度 45-65℃，氯化钠浓度 0-6%，pH=6-9）有效降解苯酚，最高可以耐受 1.9 g/L 苯酚，在最适条件下降解 1.9 g/L 苯酚需要48 小时。研究表明 W-12 具有全部苯酚降解所需基因，并且含有两个儿茶酚 2， 3-双加氧酶基因 1414、3853，通过间位裂解方式降解苯酚。转录水平分析结果显示 1414和 3853对苯酚诱导均上调表达，但 1414上调倍数明显高于 3853，表明 1414 在苯酚降解中起主要作用，3853 起辅助作用。经过体外酶活测试验证，1414、3853均能将儿茶酚转化为2-羟基粘康酸半醛，1414对高温的耐受性强于 3853，两者对 pH值的适应能力相似。研究发现 W-12不能通过合成、转运相容性溶质抵抗高盐胁迫，在 W-12 的基因组中存在编码钠氢逆向转运蛋白的基因，并且这些基因对高浓度氯化钠诱导呈现明显上调表达，推测 W-12 可能通过 nhaC、mrpABCDEFG 编码的钠氢逆向转运蛋白外排钠离子抵抗高盐胁迫。 综上，本研究筛选鉴定了一株能够在高盐碱条件下降解高浓度苯酚的嗜热菌W-12，揭示了其苯酚降解途径和可能的耐盐机制。研究结果提供了在苛刻复杂环境条件下具有良好适应性的苯酚降解菌种模型，有助于进一步推动工业含酚废水生物治理手段的实际应用。
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