东北白腐真菌高效产酶及降解多环芳烃特征研究

【摘要】近年来,随着科学技术的进步,工农业得到迅猛发展,同时也引发了一系列的环境污染问题,严重威胁着人类的生存环境和社会的发展进步。多环芳烃(PAHs)是一种广泛存在的持久性有机污染物,化石燃料过度使用等人为因素使得多环芳烃污被大量排放,并且多环芳烃毒性强、危害大,在自然界中性质稳定,难于降解。而白腐真菌具有较强的降解能力,其胞外降解的特性使其对多环芳烃有较好的降解效果。本文选取我国东北地区普遍存在的12种特色白腐真菌,通过对多环芳烃的降解筛选试验,得到4种高效降解菌—糙皮侧耳菌(Pleurotusostreatus)、青顶拟多孔菌(Polyporelluspicipes)、偏肿拟栓菌(Pseudotrametesgibbosa)、灵芝(Ganodermaluciduum),4种高效降解菌18d蒽的降解率均超过40%。通过响应面试验对4种高效降解菌的培养基中的碳源浓度、氮源浓度和pH进行优化,得出糙皮侧耳菌优化培养基主要成分配比为碳源9.49g/L,氮源0.93g/L,pH6.16;偏肿拟栓菌的优化培养基主要成分配比为碳源9.34g/L,氮源0.39g/L,pH6.26;灵芝的优化培养基主要成分配比为碳源36.85g/L,氮源4.88g/L,pH6.1;青顶拟多孔菌的优化培养基主要成分配比为碳源35.09g/L,氮源3.94g/L,pH4.12。不同菌种的最适合产酶条件不同,青顶拟多孔菌和偏肿拟栓菌的最适产酶条件为28℃,青顶拟多孔菌的最适摇床转速为160r/min,而偏肿拟栓菌的最适摇床转速为130r/min。在最优产酶条件下分别对不同菌种的生长和产酶过程进行研究,不同菌种间产酶周期、生长周期、酶活高峰及时间均不同。其中,青顶拟多孔菌的酶活峰值最高,最高酶活为138764.2U/L,偏肿拟栓菌的生物量峰值最高,为237.05mg,灵芝5d生物量出现最大值,糙皮侧耳菌7d酶活出现高峰。多环芳烃对菌种产酶量有促进作用,在加蒽环境下偏肿拟栓菌和青顶拟多孔菌酶活提前进入产酶峰值,糙皮侧耳菌和灵芝酶活峰值被推迟。利用4种高效降解菌对不同种类的多环芳烃进行降解试验,各菌种前、中、后三个时期对蒽的降解效果均好于芘；各菌种在不同时期的降解能力存在显著性差异,其中糙皮侧耳菌对蒽和芘的最终降解率仅为30.12%和22.76%；偏肿拟栓菌对蒽和芘最终降解率达到43.62%和24.26%,灵芝对蒽和芘最终降解率达到37.29%和38.35%,青顶拟多孔菌对蒽和芘的最终降解率为94.76%和57.53%。综上所述,青顶拟多孔菌在培养周期内产漆酶酶活峰值最高,并且在有蒽条件下其产酶能力得到促进,其对PAHs的降解作用最强,本研究为开发和利用本土白腐真菌生物资源提供了科学依据。
【作者】张博；
【导师】高大文；
【作者基本信息】东北林业大学，生态学，2014，博士
【关键词】白腐真菌；多环芳烃；漆酶；降解；

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