一株红球菌属细菌LV4在高盐条件下的吡啶降解特性

Pyridine degradation characteristics of Rhodococcus sp.LV4 under high salinity conditions

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中文摘要：由微生物介导的吡啶降解技术是解决高盐吡啶环境污染的经济有效方法之一,开发具有吡啶降解性能且能够耐受高盐分的微生物是该类研究的重要前提.本研究从山西太原钢铁公司焦化废水处理厂活性污泥中分离培养了一株耐盐吡啶降解菌,通过菌落形态和16S rDNA基因系统发育分析,鉴定其为红球菌属(Rhodococcus sp.)的细菌.耐盐性实验结果表明,菌株LV4能够在0％-6％盐度范围内生长,并完全降解初始浓度为500mg/L的吡啶;但当盐度高于4％时,菌株LV4因其生长变缓而导致吡啶完全降解时间明显延长.扫描电镜结果显示,高盐环境会使菌株LV4的菌体细胞分裂变慢,诱导细胞表面分泌更多的颗粒状胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS).当盐度不高于4％时菌株LV4主要依靠EPS中蛋白含量的增加来响应高盐环境的冲击.单因素实验优化发现,菌株LV4在盐度为4％的高盐环境中降解吡啶的最佳条件为温度30℃、pH 7.0、转速为120 r/min(DO 10.30 mg/L).最优条件下菌株LV4对于初始浓度为500 mg/L的吡啶,在经过12 h的适应期后,能以(29.10±0.18)mg/(L·h)的最大速率将吡啶完全降解,总有机碳(total organic carbon,TOC)去除率最高可达88.36％,表明菌株LV4对吡啶的矿化效果较好.利用液质联用仪检测到11种吡啶代谢中间产物,推测菌株LV4主要通过环羟基化和环加氢还原2种代谢路径将吡啶完全降解.菌株LV4在高盐环境对吡啶的快速降解,意味着其在高盐吡啶环境污染治理上具有实际应用的潜力.

作者：

王莹、陈虎、徐梦迪、吕永康

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作者单位：

太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室,山西太原030024

太原理工大学环境科学与工程学院,山西太原030024

中国辐射防护研究所,山西太原030006

山西浙大新材料与化工研究院,山西太原030001

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关键词：

红球菌属高盐废水吡啶生物降解

基金：

山西省基础研究计划青年科学研究项目山西省基础研究计划青年科学研究项目山西浙大新材料与化工研究院基础研究项目国家自然科学基金面上项目

项目编号：

202103021223099202103021243482021SX-AT00451778397

出版年：

2023

DOI：

10.13345/j.cjb.220822

生物工程学报

中国科学院微生物研究所中国微生物学会

生物工程学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.641

ISSN：1000-3061

年,卷(期)：2023.39(3)

参考文献量6