《產甲烷條件下多環芳烴厭氧降解過程與微生物學機制》是依託清華大學，由王慧擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：產甲烷條件下多環芳烴厭氧降解過程與微生物學機制
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王慧
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多環芳烴(PAHs)廣泛存在於各類缺氧和厭氧環境中，特別是缺乏電子受體的環境中（厭氧產甲烷環境），厭氧產甲烷條件下PAHs的生物降解是PAHs在自然界中衰減的主要途徑之一。目前人們對這一厭氧生物降解過程、機理及相關的微生物學機制知之甚少。課題擬從油田區污染土壤、海岸沉積區、污水廠厭氧污泥等典型厭氧環境取樣，開展以下研究工作：1、分析不同環境中PAHs厭氧降解潛力及降解微生物多樣性，從合適的環境樣品中富集篩選出具有PAHs厭氧降解-產甲烷能力的富集菌群；2、利用倍比稀釋結合厭氧瓊脂振盪法分離具有厭氧降解-產甲烷能力的核心小菌群，以及具有厭氧降解PAHs的純菌；3、利用13C標記技術研究純菌厭氧降解PAHs的途徑和機理；4、利用核心降解小菌群研究PAHs厭氧降解-產甲烷的過程及微生物學機理。課題研究成果將為評價PAHs在厭氧環境中的歸趨，開發控制和修復厭氧環境中PAHs污染提供重要的理論支持。
結題摘要
多環芳烴 （PAHs）廣泛存在於各類缺氧和厭氧環境中，特別是缺乏電子受體的環境中（厭氧產甲烷環境），厭氧產甲烷條件下PAHs的生物降解是PAHs在自然界中衰減的主要途徑之一。但是，目前人們對PAHs厭氧生物降解過程、機理及相關的微生物學機制知之甚少。本研究以菲為唯一碳源及能源，分別以硫酸根、硝酸根、三價鐵離子和二氧化碳為電子受體進行微生物富集培養並篩選純化，成功從石油污染土壤和污水處理廠污泥中分別富集並篩選出兩個硫酸鹽還原（SR）條件下菲厭氧降解富集小菌群、一個硝酸鹽還原（NR）條件下菲厭氧降解富集小菌群、一個三價鐵離子還原（FR）條件下菲厭氧降解富集小菌群和一個產甲烷還原（MR）條件下菲厭氧降解富集小菌群，並對以上四個小菌群的菌落結構及菲的生物代謝途徑進行了分析,闡明了四種還原條件下微生物降解PAHs途徑、主要功能菌株和影響因素。在此基礎上，通過平板分離的方式首次獲得了四株NR條件下菲的厭氧降解純菌，一株SR條件下菲的厭氧降解純菌，一株可以在厭氧條件下利用三價鐵為電子受體、好氧條件下利用氧氣為電子受體降解菲的兼性厭氧純菌，一株可以同時以硫酸根、三價鐵和四價錳為電子受體的厭氧降解菲的純菌，以及一個高度純化的MR條件下菲的厭氧降解小菌群（僅由一株細菌和一株古菌組成），分別對以上的純菌和小菌群進行了代謝特徵，代謝產物檢測，全基因組測序分析，反轉錄分析，得到了不同還原條件下的菲的兩條厭氧降解途徑，羧基化途徑和甲基化途徑，以及與羧基化和甲基化代謝途徑及相對應的關鍵基因和酶的信息。上述研究成果均未見報導。課題研究成果將為評價PAHs在厭氧環境中的歸趨，開發控制和修復厭氧環境中PAHs污染提供重要的理論支持。
