《Massilia sp.對多環芳烴的降解作用及其生物組學研究》是依託浙江大學，由汪海珍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Massilia sp.對多環芳烴的降解作用及其生物組學研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：汪海珍
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬運用高通量測序、基因組學、蛋白質組學等現代分子生物學的研究手段，揭示篩選獲得的PAHs高效降解菌Massilia sp.對PAHs（菲、芘和苯並芘）的降解作用與機理。主要內容包括：分析Massilia sp.對PAHs污染土壤的修復作用，動態監測污染土壤中微生物群落的回響；完成Massilia sp.基因組測序、拼接、注釋及草圖/精細圖的構建，探尋Massilia sp. 的PAHs降解功能基因；PAHs誘導Massilia sp.差異表達蛋白質的分離及鑑定，獲取PAHs關鍵降解酶，結合基因組信息推斷Massilia sp.對PAHs的代謝途徑。研究成果將為深入認識PAHs生物降解機制和推進有機污染物的微生物修復技術發展提供理論及技術支撐。
結題摘要
從PAHs污染的土壤中分離到菲的高效降解菌Massilia spp. WF1、WG5、WX5等，WF1有較強的環境適應能力，在溫度28 °C、pH 6、菲初始濃度100 mg L-1條件下菲的降解效果最好，48 h菲的降解率達96.78 %。不同碳源添加處理中菲的降解動力學均符合Gompertz方程，但外加碳源對菲的降解有不同的影響作用。WG5和WX5兩株菌的16S rRNA基因序列完全一致，且兩株菌生理生化上僅在LB液體培養條件下存在明顯肉眼可見的區別，培養後期WG5菌株呈現渾濁而WX5菌株呈現絮狀沉澱。完成這兩株菌的全基因組測序後，分析發現兩個菌株的全基因組相似度高達99.37%，主要區別在於WG5染色體基因組含有一個WX5基因組所沒有的插入片段，而該插入片段上存在一個預測出來的MspWG5II甲基化修飾酶基因，並推測正是由於這個甲基化酶基因的存在改變了WG5菌株在LB液體培養基中的表型。由基因組降解功能基因分析推測出35個降解基因，並結合GC-MS、轉錄組RNA-Seq測序和分析結果推測出反式-2-羧基肉桂酸的代謝通路在WG5降解菲的代謝途徑中起重要作用。WG5菌株對土壤中菲污染也有較好的修復能力，在添加WG5處理中土壤菲含量的下降非常快速。通過iHAAQ高通量絕對定量方法研究發現，添加WG5的處理中Massilia絕對含量隨土壤菲含量降低而增加，熱圖和PCA分析表明WG5菌株是修復土壤菲污染高效且環境友好的生物修復材料。土培降解實驗結果表明，多環芳烴降解菌WF1、Mycobacterium sp. WY10和黃孢原毛平革菌P. chrysosporium共培養體系對多環芳烴菲、芘污染土壤修復具有協同作用，細菌-真菌共培養體系將對於提高土壤中（尤其是水不飽和土壤孔隙中及貧瘠區域）污染物的修復有重要意義。另外研究發現，菌株WG5可通過葡萄糖合成途徑合成聚羥基丁酸酯（PHB），合成的PHB聚合物樣品純度較高、均勻整齊、聚合度較好。與PE地膜相比，PHB膜可在三種類型土壤中快速降解。同時，開拓構建了兩種土壤細菌群落結構高通量絕對定量方法，可同時獲得物種的種類、絕對含量和相對豐度信息，為實現“巨觀微生物生態”更完整、深入的研究提供新方法。
