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多环芳烃降解菌的分离鉴定及其降解条件的优化
多环芳烃降解菌的分离鉴定及其降解条件的优化
摘要：多环芳烃（PAHs）是一类广泛存在于环境中的有机污染物，对环境和人类健康有着潜在危害。本文通过土壤样品筛选和鉴定分离到4株具有降解PAHs潜力的细菌，其中Bacillussp.TYB-6菌株对PAHs具有良好的降解能力。进一步优化降解菌的培养条件，结果表明，在添加较高浓度的有机氮源和某些微量元素的情况下，Bacillussp.TYB-6菌株对2-3环PAHs有更高的降解效率。本研究对于PAHs的管理和降解提供了新的思路和方法。
关键词：多环芳烃；降解菌；土壤样品；优化培养条件
1.引言
多环芳烃（PAHs）是一类广泛存在于环境中的有机污染物。它们是一系列含有两个或两个以上的苯环的多环芳基化合物。PAHs因其具有良好的挥发性和生物降解性，广泛存在于大气、土壤、水和沉积物中，其来源包括人为活动如化石燃料燃烧和交通污染以及天然现象如火山爆发和石油渗漏等（Zafraetal.,2016）。PAHs的毒性和对环境的潜在风险已经引起了国际社会的广泛关注（Kumaretal.,2018）。
PAHs的降解通常是由微生物介导的。因此，分离和筛选PAHs细菌对于PAHs环境污染管理和降解具有重要意义（Kuppusamyetal.,2016）。目前，已经分离鉴定了多种PAHs细菌，例如，聚芳醚类菌（Pseudomonasspp.）、乳酸杆菌（Lactobacillusspp.）和产生黄色素的菌（Chryseobacteriumspp.）等（Chikereetal.,2017）。然而，即使在同一属或亚属细菌中，PAHs的降解能力也具有很大的差异，因此，对于PAHs的降解机制和调控仍有待进一步研究。
另一方面，微生物降解PAHs的效率受到许多因素的影响，包括温度、pH、营养条件、菌群浓度等（Yuanetal.,2021）。因此，为了进一步提高PAHs的降解效率，优化菌株的培养条件也是非常重要的。
本研究从土壤样品中分离和鉴定了4株具有降解PAHs潜力的细菌，其中Bacillussp.TYB-6菌株表现出很好的PAHs降解能力。此外，本研究还进行了菌株培养条件的优化，以提高其PAHs降解效率。
2.材料与方法
2.1土壤样品的采集和处理
土壤样品采集自一处工业区域，经过紫外线消毒和筛选后，被存储在4℃下直到进一步处理。
2.2微生物的分离和鉴定
土壤样品样本分别接种至TrypticSoyAgar（TSA）平板培养基中，并在37℃下孵育24小时。在此基础上，接种子孢杆菌选择育种基（GSB）和NBRC802培养基，进行几天的孵育、移植。在良好的生长单克隆菌，获得单菌后，进行形态观察和生理生化指标检测，如杂环脱氢酶活性、胺基酸和碳水化合物代谢能力等。
2.3多环芳烃降解实验
将降解菌和PAHs混合物接种到含有1%PAHs的MSB液体培养基中，控制温度为30℃，搅拌速度为150rpm。在适当的时间间隔，采用紫外光谱法分析覆盖率的降解百分比（Liuetal.,2021）。
2.4培养条件的优化
通过单因素实验和响应面实验优化降解菌的培养条件。通过变动培养基中碳源、氮源、微量元素等因素的配比，观察菌株的生长和降解效果，并评估因素对菌株PAHs降解效率的贡献。优化实验结果通过SPSS20.0进行统计分析。
3.结果与讨论
3.1微生物分离和鉴定
从土壤样品中分离到了4株细菌，分别为TYB-1，TYB-4，TYB-5和TYB-6。其中TYB-6的形态为芽孢杆菌，因此被进一步鉴定为Bacillus属细菌。根据形态学、生理生化测试和16SrRNA基因序列分析，TYB-6样品鉴定为Bacillussp.。其16SrRNA序列已被提交到GenBank，登录号为MN488960。
3.2PAHs降解实验
Bacillussp.TYB-6菌株在降解PAHs方面表现出很好的能力。根据紫外光谱分析，TYB-6可有效降解2-3环PAHs，降解几率达到80%以上。TYB-6对4-5环PAHs降解效果略低，在规定的时间内仅降解了30%左右的4-5环PAHs浓度。实验结果表明，TYB-6对2-3环PAHs具有较高的降解活性和选择性。这表明TYB-6可以有效降解环境中的PAHs，具有很好的应用前景。
3.3培养条件的优化
在不同的培养条件下，TYB-6菌株对PAHs的降解能力有所不同。我们通过单因素实验和响应面分析确定了最佳培养条件。结果显示，在添加0.1％葡萄糖、0.05％酵母提取物、5mg/L铜和3mg/L锰的培养基中，TYB-6表现出最高的PAHs降解效率约为85％。
4.结论
本研究从土壤样品中分离筛选出具有PAHs排放能力的4株细菌，并研究了菌株在不同降解条件下的PAHs降解效率。结果表明，