DBP降解菌DNB-S1的抗氧化機(jī)制研究及其培養(yǎng)條件優(yōu)化.pdf

1、隨著塑料產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)作為一種主要的增塑劑被廣泛應(yīng)用在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，食品中;同時(shí)DBP具有生殖毒性，遺傳毒性等;因此帶來的環(huán)境問題不容忽視。微生物能較早的預(yù)測(cè)環(huán)境污染變化，本文以Bacillus subtilis B7（B.subtilis B7），Escherichia coli K12(E.coli K12)以及從受DBP長(zhǎng)期污染的土壤中篩選出來的DBP降解菌Novosphingobium aromatic

2、ivorans.DNB-S1為研究對(duì)象，考察在0mg/kg DBP和40mg/kg DBP脅迫下微生物的生長(zhǎng)狀況，形態(tài)結(jié)構(gòu)，膜質(zhì)過氧化損傷以及抗氧化酶系統(tǒng)的變化，其中抗氧化酶系統(tǒng)的測(cè)定包括超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)。探討DBP對(duì)典型微生物的毒理效應(yīng)，闡明DBP降解菌DNB-S1對(duì)DBP的抗氧化機(jī)制;同時(shí)優(yōu)化DNB-S1的培養(yǎng)條件確定最優(yōu)培養(yǎng)基組成，為DBP降解菌DNB-S1的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。主

3、要研究結(jié)果概括如下:
　　(1) DBP對(duì)菌株B.subtilis B7和E.coil K12的氧化脅迫研究發(fā)現(xiàn)，相較于對(duì)照組，暴露在40mg/kg DBP條件下的細(xì)菌生長(zhǎng)速率降低，而對(duì)菌株DNB-S1的生長(zhǎng)速率無影響;通過透射電鏡觀察無DBP脅迫下，細(xì)胞內(nèi)部的亞顯微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)正常菌株細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)完整，細(xì)胞膜清晰可見，核糖體和核質(zhì)體均勻分布在細(xì)胞內(nèi)，而在DBP脅迫下菌株的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)不完整，細(xì)胞膜褶皺變形，核糖體和核質(zhì)體分布不均勻，而菌

4、株DNB-S1的形態(tài)結(jié)構(gòu)與對(duì)照組相比差異較小，說明40mg/kg的DBP對(duì)菌株B.subtilis B7和菌株E.coil K12的形態(tài)結(jié)構(gòu)造成損傷;DBP脅迫下菌株B.subtilis B7和菌株E.coil K12細(xì)胞中丙二醛(MDA)的含量是無DBP脅迫的2倍左右，說明40mg/kg DBP對(duì)菌株產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化損傷，菌株DNB-S1細(xì)胞中的MDA含量與對(duì)照組相比差異較小，說明菌株DNB-S1的耐受性較強(qiáng)。
　　(2)研究發(fā)現(xiàn)

5、菌株B.subtilis B7、E.coil K12和DNB-S1在DBP脅迫4-8 h時(shí)抗氧化酶活性顯著增加，菌株B.subtilis B7和DNB-S1細(xì)胞中的SOD、CAT和POD活性變化明顯，菌株E.coil K12中SOD和CAT活性變化明顯，推測(cè)在防御DBP脅迫時(shí)不同菌株發(fā)揮防御作用的抗氧化酶不同;對(duì)三株菌株細(xì)胞內(nèi)各部分的檢測(cè)發(fā)現(xiàn)菌株不同部位的抗氧化酶活性變化不同，推測(cè)在DBP脅迫下菌株不同部位發(fā)揮的抗氧化作用不同。通過對(duì)比

6、分析不同細(xì)菌響應(yīng)DBP脅迫的抗氧化機(jī)制發(fā)現(xiàn)，菌株DNB-S1對(duì)DBP的耐受性較強(qiáng)，能夠抵御環(huán)境中普遍存在的DBP污染。為使DBP降解菌DNB-S1能夠被廣泛應(yīng)用實(shí)地修復(fù)，優(yōu)化培養(yǎng)條件，研發(fā)出DNB-S1的廉價(jià)培養(yǎng)基，既能夠降低生產(chǎn)成本，又能提高菌株產(chǎn)出率。
　　(3) DBP降解菌DNB-S1的培養(yǎng)基優(yōu)化經(jīng)過單因素試驗(yàn)、Plackett-Burman試驗(yàn)以及中心組合試驗(yàn)，通過擬合的二次回歸方程，最終優(yōu)化出培養(yǎng)基配方為:玉米粉23.