文摘

分枝杆菌隔离来自PAH-contaminated和未被污染的矩阵进行评估的能力降低三个,四个,五环的多环芳烃。多环芳烃富集研究准备利用芘和接种物从制造业获得天然气厂(MGP)土壤未受污染的农业土壤和粪便捕食fuliginosus(西方灰袋鼠)。三个pyrene-degrading微生物从相应的分离浓缩文化有广泛的底物范围,然而,基于表面活性剂隔离可能会分化,苯酚、碳氢化合物和多环芳烃利用率。16 s rRNA分析确认所有三个分离株分枝杆菌sp。分枝杆菌种虫害能迅速降解菲和芘,然而,没有应变能力利用芴或苯并[一个]芘。当芘进行矿化实验,70 - 79%的补充道¹⁴C是进化而来的¹⁴有限公司₂后10天。目前的研究表明多环芳烃降解微生物可能从各种各样的环境分离矩阵。目前的研究表明之前接触到的多环芳烃的浓度并不是一个多环芳烃两种异化的活动的先决条件分枝杆菌隔离。

1。介绍

多环芳烃(多环芳烃)是普遍存在的环境污染物已广泛分布由于人为活动包括化石燃料的燃烧和有机质,煤炭液化和气化过程,油渗漏,意外漏油的碳氢化合物(1,2]。由于他们的急性毒性和/或诱变,产生畸形的,或致癌的属性3- - - - - -5),有毒性担忧环境中多环芳烃的存在。因此,需要开发廉价和实用PAH-contaminated土壤修复技术是显而易见的。

在过去的20年里,生物修复已被提升为潜在的经济战略PAH-contaminated土壤的修复。在科学文献中已积累了丰富的信息等细菌多环芳烃降解速率和降解程度,代谢途径,多环芳烃降解的分子机制,这些生物在生物修复中的应用策略。许多论文综述了细菌的分解代谢的多样性,真菌和藻类降解多环芳烃的6- - - - - -8),而审查Juhasz和伊2)关注的微生物降解苯并[一个]芘。很明显从这些评论和建议早些时候Kastner et al。9),nocardioform细菌,特别是分枝杆菌可能在多环芳烃的降解起到至关重要的作用。

传统上,生物体对多环芳烃生物修复来自环境污染与目标污染物(s)假设有一个更好的可能性对这些生物降解多环芳烃的潜力。人们认为污染环境施加选择压力的生物代谢能力降低目标化合物作为碳和能量源和孤立的可能性具有降解功能的有机体从这些来源大于未被污染的来源10]。然而,PAH-degrading生物体可能孤立的未被污染的来源的研究以假名et al。11]和Juhasz Naidu [12]。

在这项研究中,多环芳烃浓缩文化准备为了隔离pyrene-degrading微生物受污染(工业煤气植物土壤)和未受污染农业土壤和袋鼠(粪便)来源。孤立的微生物被测序确定16 s rRNA基因和底物利用模式特征使用microtitre板的方法。此外,芘的速率和程度由孤立的微生物矿化与一个已知的pyrene-degrading分枝杆菌sp(应变1 b)¹⁴C-pyrene实验。

2。材料和方法

2.1。媒体、股票的解决方案,和生长条件

浓缩和多环芳烃降解研究利用基底盐介质(BSM)补充了多环芳烃13]。在某些情况下,BSM补充了酵母提取物(0.05 g / L) (BSMY)和固体媒体要求的时候,15 g细菌学的琼脂1(氧化)高压灭菌法之前添加。

PAH股票的解决方案准备在二甲基甲酰胺(DMF)以下浓度:5毫克/毫升,蒽,奔驰一个蒽、苯并[一个]芘,屈,dibenz [一个h蒽和荧蒽;10毫克/毫升,芴;25毫克/毫升,菲和芘。BSM与个人补充多环芳烃浓度达到最终蒽的50 mg / L,奔驰(一个蒽、苯并[一个]芘,屈,dibenz [一个h)蒽和荧蒽,100 mg / L对芴和250 mg / L菲和芘。文化孕育在30°C和150在黑暗中转速/分钟。

2.2。接种物的来源

取得了一系列PAH-contaminated和未被污染的材料作为细菌接种物的来源。生产天然气厂(MGP)从网站收集的土壤(0-20厘米)在Glenelg前制造的气体工厂,南澳大利亚。未被污染的农业土壤(0-20厘米)收集边界的一个字段用于种植小麦和豌豆Kanmantoo稻草,南澳大利亚。没有工业活动在不远的附近进行农业阴谋。表1提供的大纲选择土壤MGP和未受污染农业土壤的性质。此外,六个球(20 g)袋鼠的新鲜粪便(西方灰色袋鼠,捕食fuliginosus)收集的土壤表面上受惊扰,南澳大利亚。

所有样品都是储存在4°C,直到需要。除了上述剂来源,分枝杆菌sp.菌株1 b,是用于多环芳烃降解能力的比较。压力被孤立Dandie et al。14),是能够降解菲,荧蒽和芘作为唯一的碳源和能源。

2.3。浓缩和隔离PAH-Degrading细菌

细菌接种物由摇动20 g(湿重)的每个培养液源在100毫升的磷酸缓冲盐(PBS) (g / L: 80克氯化钠;2 g氯化钾;14.4 g Na₂HPO₄;2.4 g KH₂阿宝₄)在30°C和150一夜之间在黑暗中转速/分钟。摇晃后,样本留给接受1小时5毫升的上层清液被转移到BSM(45毫升)含芘的浓度250 mg / L。充实是孵化10周。可见接种物的增长后,整除浓缩的文化(5毫升)无菌转移到新鲜pyrene-containing介质和孵化。该浓缩过程是重复连续三个转移。

浓缩后,文化上层清液(0.1毫升)镀到BSM或BSMY琼脂板含芘(250 mg / L)。盘子在孵化30°C和定期检查区域的多环芳烃清理周围的殖民地。细菌菌落显示区域的PAH清理被转移到BSMY-pyrene盘子直到纯文化孤立。

2.4。识别PAH-Degrading Bacteria-16S rRNA分析

从分离提取的总DNA是生长在Luria Bertani琼脂(g / L: 10 g胰蛋白胨;5克酵母提取物;10克氯化钠;pH值7.0)使用DNeasy植物迷你包(美国加州试剂盒)按照制造商的指示。16 s核糖体DNA扩增(快动Elmer热循环PE 9700)使用以下引物组(SA Geneworks,欣德马什):(我)太极拳TGG fD1 (5′aga GTT TGA CTC AG-3′) (15](2)rD1(5′亚美大陆煤层气有限公司GAG GTG ATC CAG CC-3′) (15](3)27 f (5′aga GTT TGA中医TGG CTC AC-3′)(iv)765 r (5′TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACTT-3′)

PCR产物纯化使用获得Promega(医学博士,美国)向导PCR预备DNA净化系统设备(fD1和rD1)或该款超净PCR清理工具(Geneworks) (27 f和765 r)。纯化的DNA样本测序由南澳大利亚弗林德斯大学/弗林德斯医疗中心DNA测序核心设施(血液学、融合、阿德莱德)。的共识序列进入美国国家生物技术信息中心(NCBI)数据库使用核苷酸爆炸(基本局部比对搜索工具)和最近的亲戚。菌株的系统发育树构建使用Phylip邻居加入方法核糖体数据库项目二世(RDP)。

2.5。降解细菌接种物的准备实验

细菌接种物的降解实验准备在BSM含芘(250 mg / L)作为唯一碳源和能源。文化是培养7到14天那么生物量收获了离心(14470×g 10分钟4°C)。细胞颗粒在BSM(20毫升),洗两次recentrifuged每次洗后,然后在BSM resuspended(20毫升)。

2.6。描述的底物范围PAH-Degrading细菌

PAH-degrading细菌生长的能力在一系列基质使用microtitre板测试系统。PAH-degrading细菌(20μL)接种microtitre板包含BSM(170年到96年好μL)和10μL特定测试的衬底。基质选择包括碳水化合物、多环芳烃、多环芳烃降解产物、表面活性剂和有机环境污染物。基质添加BSM达到50 mg / L的最终浓度。井包含BSM没有基质和R2A媒体被用作正面和负面的控制。所有基质消毒前使用通过过滤(0.22μ米,微孔)或高压灭菌法。Microtitre盘子孵化在30°C长达7天。增长为代价提供的底物的存在与否决定基于观察浊度。在井残留基质被遮挡的细菌生长或浊度很难区分,iodonitrotetrazolium氯(INT;10毫克/毫升)添加和孵化进一步60分钟30°C。发展一个红色色素表示微生物活动,并取得了积极的底物利用率。

2.7。降解多环芳烃的液体培养

细菌分离富集研究测试的能力降低一系列的多环芳烃在液体介质。复制包含BSMY血清瓶(9.9毫升)补充个人多环芳烃(100 mg / L芴;250 mg / L菲和芘;50 mg / L荧蒽和苯并[一个100年]芘)注射μL细胞生物量导致最终细胞密度约为10⁵细胞/毫升。

控制包括接种媒体没有多环芳烃(补充0.1毫升DMF)与多环芳烃添加氯化汞死亡文化。孵化项目进行了一式三份,每一组的文化条件。瓶子被孵化,取出样品进行分析(取决于多环芳烃提供)后2、4、5、8、10、15、20、28日和50天。增长为代价建立了多环芳烃的最可能的数字技术(5复制接种)使用96 - microtitre板块包含R2A媒介。孵化后(30°C长达7天),增长得分通过观察井中浊度的存在与否。的活菌数估计结果使用统计表(16]。

2.8。矿化作用的芘在液体培养

细菌分离株的能力进行了评估mineralise[10 - 4、5、9日¹⁴C)芘(Sigma-Aldrich)复制生物计烧瓶内。未标记的芘加入BSMY(20毫升)实现的最终浓度250 mg / L。1.0每个瓶也补充了μCi (4、5、9、10 -¹⁴58.7 C)芘(mCi /更易)。媒体接种细胞生物量导致最终的细胞密度约为10⁶细胞/毫升。文化是培养10天芘矿化由监控的分布¹⁴C培养基中生物量和气态阶段。

2.9。多环芳烃的提取和量化

多环芳烃从培养基中提取使用二氯甲烷(DCM)(3毫升)和苯并[b)芴(100μL 1000年μg / mL)根据Juhasz et al。13]。提取(1毫升)被添加到琥珀色玻璃小瓶(瓦里安)和存储在前20°C−分析气相色谱配备火焰电离检测(GC-FID)。

DCM的多环芳烃浓度提取是量化使用瓦里安明星cp - 3800 GC-FID配有EC-5 ECONO-CAP毛细管柱(30 m×0.25毫米,Alltech,澳大利亚)。注入器和检测器温度维持在320°C和330°C,分别在烤箱温度设定在200°C 1分钟,紧随其后的是一个线性增加每分钟10°C到300°C和举行10分钟(14]。GC-FID量化过程类似于美国环境保护部8100年法用于多环芳烃分析(17]。外部标准方法用于量化而苯并[b芴是用作恢复代理。复苏的苯并[b)芴在PAH量化范围从95 - 100%对于液体培养的抽取与复制分析相同的示例显示一个标准偏差小于1%。

2.10。放射性物质检测

¹⁴有限公司₂从实验(4、5、9、10 -¹⁴C]芘被收集在一个0.1 M氢氧化钠陷阱(5毫升)中包含生物计烧瓶内的侧臂。在不同的时间点,分析氢氧化钠陷阱是完全移除,取而代之的是新鲜的氢氧化钠。在矿化实验,完成10 M盐酸(0.5毫升)添加到中解放任何残余¹⁴有限公司₂。重复的整除(1毫升)的氢氧化钠陷阱被添加到Readysafe液体闪烁鸡尾酒(9毫升;美国Beckman coulter)和分析放射性贝克曼闪烁计数器。获得一个¹⁴C质量平衡,培养液离心机(3620 g×10分钟)和重复的整除文化的上层清液(1毫升)被移除并将其添加到Readysafe闪烁鸡尾酒(9毫升)进行分析的放射性物质。提取细胞颗粒与DCM(5毫升)和β排放测量。最后,确定的数量¹⁴C纳入细胞生物量、细胞碎片被和resuspended Milli-Q水(5毫升)和重复的整除(1毫升)添加到Readysafe液体闪烁鸡尾酒(9毫升)进行分析的放射性物质。

2.11。统计分析

数据统计分析之前,测试正常使用SPSS v和同质性。14为Windows。进行了方差分析确定每个参数为每个隔离治疗的意义。治疗手段展示意义分离使用图基的多个比较测试在5%水平的意义。皮尔逊相关性()(2-tailed)成型之间的关系来描述测量微生物丰度和多环芳烃的去除。

3所示。结果

3.1。隔离PAH-Degrading细菌

三个pyrene-degrading细菌隔离从土壤多环芳烃浓缩文化包含生产天然气厂,未被污染的农业土壤,袋鼠粪便接种物。这些生物迅速发展和产生不同的结算区BSMY-pyrene盘子。这些隔离的能力降低芘被确认后单个微生物接种到BSMY-pyrene培养基配方和随后的视觉检测减少芘和细胞生物量的增加。所有三个分离株革兰氏阳性和形态相似。殖民地的圆形(≤2毫米直径)/黏液状的表面和整个边缘平滑。颜料和不透明度范围从奶油黄色/橙色和半透明到不透明。

3.2。PAH-Degrading细菌鉴定

识别使用16 s rRNA PAH-degrading隔离了。PCR产品放大的未被污染的农业土壤隔离使用fD1-rD1底漆,同时另一个引物组(f - 765 r 27日)被用于制造天然气厂土壤和袋鼠粪便分离。这些序列的身份确定使用爆炸相似搜索通过NCBI数据库访问。这个身份搜索的结果显示,从这个隔离显示获得的序列相似度最高分枝杆菌spp。(表2)。隔离有以下应变标识符根据浓缩来源:(我)未被污染的农业土壤隔离:分枝杆菌sp。应变KA5(2)工业煤气植物土壤隔离:分枝杆菌sp。应变BS5(3)袋鼠粪便分离:分枝杆菌KF4 sp。压力。

3.3。底物范围PAH-Degrading细菌

分枝杆菌sp.菌株KA5、BS5 KF4都能够利用广泛的碳水化合物(表3)。没有区分这三个隔离可以基于碳水化合物的利用率。同样,底物利用模式潜在的多环芳烃代谢产物是相似的分枝杆菌sp.菌株KA5、BS5 KF4。没有隔离能够利用原儿茶酸、顺丁烯二酸肉桂酸,d遍多酸、邻苯二甲酸。分枝杆菌sp.应变BS5可以从菌株KA5,分化和KF4它无法在氯化芳香3-chlorobenzoate生长。

这些分离株之间的更大的变化在底物利用率与表面活性剂的实验,观察到酚类化合物,碳氢化合物和多环芳烃提供唯一的碳和能源(表4)。分枝杆菌sp。应变BS5可以由其分化从菌株KA5和KF4无法生长在表面活性剂Tergitol NP-10分枝杆菌sp。应变KF4可以从应变KA5分化的能力增长在80年渐变。没有隔离能够利用酚类作为生长基质,然而,所有分枝杆菌sp.菌株能够在单芳生长,n烷烃和柴油。轻微的底物利用模式的差异观察多环芳烃。没有隔离能够生长在萘、苊烯、芴和苯并[一个]芘,然而,观察增长菲、芘、芴、奔驰(一个蒽,dibenz [一个h蒽。分枝杆菌sp.应变BS5可以从菌株KA5分化和KF4屈无法生长,同时应变KA5可以从应变KF4分化无法长在蒽(表4)。

3.4。多环芳烃降解

的多环芳烃异化的潜力分枝杆菌sp.菌株KA5、BS5 KF4评估超过一段时间进程BSMY补充个人多环芳烃。此外,多环芳烃降解的分枝杆菌sp。应变1 b, PAH-degrading细菌隔离Dandie et al。(14),也比较的评估。在降解实验,非生物去除多环芳烃在未经变质处理的最小或chloride-killed汞控制除了芴文化观察,减少53±7%可能有的由于挥发。降解实验证实的无能分枝杆菌sp.菌株KA5, BS5 KF4生长和降解芴(表5)作为底物利用实验中观察到。

3.5。菲降解

所有的四个分枝杆菌物种有能力将大大增强菲的浓度从BSMY与非生物的损失(14天孵化后)。变化之间的隔离观察前滞后期退化和退化的速度。退化滞后时间没有观察分枝杆菌sp.菌株BS5、KA5 KF4后接种到培养基包含菲(250毫克L⁻¹)(图1(一))。为分枝杆菌sp.菌株BS5 KA5,降解后被迅速删除> 98%的菲4天,而完全删除的菲文化接种分枝杆菌sp。应变KF4需要8天。为期四天的滞后期菲降解的发病之前观察到分枝杆菌sp。应变1 b之后菲迅速删除,减少从237±17毫克/ L在第四天19±2 mg / L在11天。

除菲与文化接种微生物数量的增加分枝杆菌sp.菌株BS5, KA5 KF4。微生物数量增加了一个数量级在菲降解(从1.5×10⁵2.5×10⁶细胞/毫升),然而,删除菲后,下降到初始值。这一趋势是没有显示显著相关(),不过需要注意的是,大部分的污染物去除发生在实验的初始阶段,这个推断,在之后的时间点的相关性可能不能反映真正的这些参数之间的关系,因为他们与降解和微生物的增长。在文化接种分枝杆菌sp。菌株1 b,微生物数量减少后接种后,才恢复退化滞后期。这一时期后,微生物数量逐渐增加导致微生物数量与毕业典礼的降解实验(2.5×10⁵细胞/毫升)。对于这个物种之间显著负相关微生物丰度和菲降解显示(,)。

3.6。荧蒽降解

多环芳烃降解能力最大的变化是在实验观察荧蒽(50 mg / L)(图1 (b))。而所有物种能够显著降低大荧蒽浓度与非生物的损失(在端点),种间变异退化的结果。完全删除接种观察荧蒽的文化分枝杆菌sp。应变1 b后20天的潜伏期。另一个分枝杆菌物种有能力下降(除去BSMY荧蒽):20天的潜伏期,60%、24%和20%的荧蒽被移除分枝杆菌sp.菌株KA5、BS5 KF4分别。

荧蒽移除所有实验之前是一个扩展的退化滞后期。减少荧蒽浓度观察5-10-days后文化接种分枝杆菌sp.菌株1 b、BS5 KA5, KF4。扩展的退化滞后时间观察到文化接种分枝杆菌菌株表明缺乏荧蒽去除观察在潜伏期可能会缓慢降解率的产物而不是一个缺乏荧蒽降解能力。

微生物生长的荧蒽在接种文化变量分枝杆菌物种。荧蒽浓度的减少伴随着实验接种微生物的增长分枝杆菌sp.菌株BS5, KA5 KF4,用所有菌株显著负相关关系(,;,;,、职责)。相比之下,在分枝杆菌sp。应变1 b接种实验,微生物数量略有下降(7.5×10⁵细胞/ 1.5×10毫升⁵细胞/毫升;)在荧蒽的降解。

3.7。芘降解

所有隔离都有效地降解芘()。这不是令人惊讶的芘的基质用于隔离这些菌株。在20天的潜伏期,大于94%的芘被撤分枝杆菌接种BSMY含有250 mg / L(芘(图1 (c))。与实验用荧蒽,延长退化滞后时间没有芘实验中观察到。这可能是一个产品在实验中使用的细菌分离株的生长在接种之前芘。去除芘立即发生在实验接种分枝杆菌sp。应变1 b和KA5而退化滞后周期短(2天)在实验接种分枝杆菌sp.菌株BS5 KF4。芘的去除分枝杆菌物种导致微生物数量显著增加一个数量级()。

3.8。芘矿化

确认芘降解的分枝杆菌物种,放射性标记实验使用[10 - 4、5、9日¹⁴C]芘。数据2(一个)和2 (b)现在的结果芘矿化实验说明的进化¹⁴有限公司₂在时间和质量平衡的时期¹⁴C在实验的结论。为期10天的潜伏期,芘的程度的矿化作用分枝杆菌物种是类似的:74%,79%,70%和71%的¹⁴C是恢复¹⁴有限公司₂在文化接种分枝杆菌sp.菌株1 b、BS5 KA5和KF4分别。在实验的结论,只有不到3%的¹⁴C在培养基检测,在1.7%至10%之间¹⁴C中检测出细胞碎片。

4所示。讨论

在过去的30年里,积累了大量的信息在文献中关于多环芳烃的细菌降解。大量的评论(2,6,7)强调了多环芳烃降解细菌的分解代谢的多样性,多环芳烃降解途径,这些生物在生物修复中的应用策略。很明显从这些评论和研究在科学文献中(例如,(9,18,19尤其是nocardioform细菌]),分枝杆菌,在多环芳烃的降解起到至关重要的作用。在这项研究中,三个纯文化恢复从三个不同的培养液来源(制造天然气厂土壤,未被污染的农业土壤,和袋鼠粪便)浓缩后使用PAH-containing媒体和隔离。所有三个生物有能力利用多种环境污染物作为生长基质包括表面活性剂、n烷烃,mono-aromatic碳氢化合物、多环芳烃和复杂的碳氢化合物的混合物(柴油)。通过测序16 s rRNA基因和利用爆炸相似搜索通过NCBI数据库访问,作为确定的三个隔离分枝杆菌物种。孤立的系统发育分析分枝杆菌压力显示,这些隔离其他PAH-degrading相关但不相同的分枝杆菌物种。

分枝杆菌sp.应变BS5,隔绝长期PAH-contaminated土壤(土壤生产天然气厂),结合最密切分枝杆菌gilvum和分枝杆菌mucogenicum隔离(98%相似)。的分枝杆菌gilvum在序列数据库中分离鉴定了污染沉积物等环境样品(应变PYR GCK) (20.),PAH-contaminated土壤(应变BB1组)21),未被污染的森林土(应变HE5) [22)浓缩后多环芳烃或脂肪族二胺(吗啉)。有趣的是,分枝杆菌sp.应变BS5也密切保持一致分枝杆菌mucogenicum应变写明ATCC 49649年快速增长的临床重要的生物通常从自来水中恢复过来(23]。

不像分枝杆菌BS5 sp.压力,这一研究获得的其他两个隔离从样本中恢复过来,之前没有接触到的多环芳烃(农业土壤和袋鼠粪便)。分枝杆菌sp.应变KA5孤立于农业土壤用于种植小麦和豌豆稻草。这种隔离是关系最为密切分枝杆菌monacenseb9 - 21 - 178和环境隔离分枝杆菌sp.应变公里,JLS相似(94%)。分枝杆菌monacense是一个临床孤立分枝杆菌sp.应变公里和应变JLS从土壤分离收集从一个前木材保护设施在利比(冠军国际超级基金网站),蒙大拿,能力mineralise芘(24]。

袋鼠粪便隔绝,分枝杆菌sp.应变KF4 16 s rRNA基因序列也最相似(95%)密切相关分枝杆菌公里sp.应变、应变JLS组合和分枝杆菌monacense应变b9 - 21 - 178,此外,分枝杆菌sp.应变MCS和分枝杆菌衰弱(VM0587和VM0588)。应变MCS隔绝前木材保护设施(24虽然目前还不清楚从哪里分枝杆菌衰弱菌株被孤立。

传统上,隔离细菌与特定的异化的活动一直局限于枚举和孤立感兴趣的研究使用含有污染物的土壤(2]。众多PAH-degrading细菌已经隔绝PAH-contaminated土壤如制造天然气厂,creosote-contaminated土壤和相似13,19,24- - - - - -26]。生产天然气厂土壤用于这项研究包含高浓度的多环芳烃,即使几十年前工厂停止运行。浓缩的分枝杆菌sp.应变BS5从这个土壤芘是不足为奇的长时间曝光多环芳烃的本土土壤微生物和土壤中芘的比例相对较高的总多环芳烃的浓度(~ 10%)。有人建议,长期暴露于造岩的化合物可能不会增加异养微生物的总数,但是,它可能会选择性地增加hydrocarbon-degrading微生物种群(25]。

其他两个分枝杆菌菌株(KA5和KF4)从环境样品分离没有以前接触到的多环芳烃。菌株KA5的倾向,KF4降解多环芳烃表明之前接触到的多环芳烃多环芳烃异化的活动不是一个先决条件分枝杆菌隔离。先前的研究已经表明,之前接触到的多环芳烃的感应可能需要对多环芳烃降解酶(27- - - - - -29日]。众所周知,一些参与多环芳烃降解酶诱导,只有当被合成一个特定代谢产物或底物存在30.]。然而,金姆et al。31日)确定本构酶分枝杆菌vanbaaleniiPYR-1负责多环芳烃降解。多环芳烃醌还原酶和儿茶酚-O甲基转移酶被证明是本构酶位于细胞提取的可溶性分数。

所有三个分枝杆菌种虫害孤立在这项研究中具有广泛的底物特异性。分枝杆菌sp.菌株BS5, KA5 KF4能够利用多环芳烃、烷烃、氯代酚类,单芳化合物尽可能多环芳烃降解产物作为唯一碳和能源。从生物修复的角度来看,这是一个理想的特性,因为许多PAH-contaminated网站含有多种有机污染物。所有三个隔离主管PAH降能器虽然PAH-degrading资料观察细微的差别。虽然没有隔离能够利用所得到的低分子量多环芳烃萘、苊烯,或芴作为唯一碳和能源,菌株BS5, KA5, KF4 high-phenanthrene和pyrene-degrading功效常常展出。

¹⁴C-Pyrene实验表明菌株BS5的倾向,KA5, KF4 mineralise芘。相比一个已知的芘降能器(分枝杆菌sp.菌株1 b) [14),芘的矿化菌株BS5可比,KA5, KF4: 10天孵化后70年,和79%的¹⁴C-pyrene被转换为¹⁴有限公司₂。以前芘矿化研究液体培养基接种分枝杆菌sp.报道45 - 60%的矿化芘后4到96小时孵化(32- - - - - -34]。同时芘的矿化作用分枝杆菌sp.隔离在本研究不像利率迅速观察到在上述研究中,一个增强的芘的矿化作用观察分枝杆菌sp.菌株BS5、KA5 KF4。据推测,前滞后期芘芘的矿化作用和由此产生的减少速率矿化作用的大小是由较小的培养液用于这项研究。

在完成矿化实验中,只有不到3%的¹⁴C的培养基中检测,表明低数量的极性代谢物所产生的分枝杆菌sp.菌株BS5、KA5 KF4。相比之下,随着芘矿化实验分枝杆菌sp.应变rjgii - 135 (34),79%的总有机可榨出的残渣由四个芘代谢物(4-phenanthrene羧酸4 5-phenanthrene二羧酸,4,5-pyrene dihydrodiol和不明PYR-IV)。微生物能够mineralise多环芳烃生物修复应用程序是有利的,因为他们减少潜在问题转换产品的积累。一些多环芳烃代谢基因毒性和已被证明产生DNA链断开,DNA加合物的形成,和丙二醛生成(35]。此外,增加PAH的极性转换的产品,比母体化合物,结果在他们提高移动环境中可能的潜在影响生态和地下水受体。

先前的报道表明分枝杆菌分离株降解芘和其他4环多环芳烃的能力。许多这些报告了隔离和浓缩从先前被污染的网站,一些直接基质和其他cometabolically [14,18,20.,21]。文献表明,环境分枝杆菌种虫害适应退化相对疏水分子,这个特点是最有可能与细胞壁结构的疏水性7]。

本文证明了无处不在的分枝杆菌种虫害在土壤环境中降解多环芳烃的能力。两个隔离来自未被污染的材料的兴趣,因为大多数出版PAH-degrading隔离来自受污染的网站(2,6,8]。这个观察点的广泛接触生物芳香族化合物如木质素和单宁丰富的碳源在各种不同的土壤系统(8,10]。与张的报告和卷发18)原始土壤与自然因此芳烃含量升高可能的替代来源PAH-degrading生物体可能协助生物修复项目。

确认

作者要感谢澳大利亚研究理事会,卢卡斯重型推土机和南澳大利亚弗林德斯大学的金融支持这项研究。