中国希瓦氏菌D14T的厌氧腐殖质呼吸.pdf

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中国希瓦氏菌!"#$的厌氧腐殖质呼吸

许志诚%，#，洪义国#，罗微%，陈杏娟#，孙国萍#"

（%中国热带农业科学院橡胶研究所儋州2’%’(’）
（#广东省微生物研究所广东省菌种保藏与应用重点实验室广州2%$$’$）

摘要：实验证明，希瓦氏菌新种（!"#$%&#’’%()&)(%+%!3）在厌氧条件下可以利用多种有机酸盐和甲苯等环境有毒污
染物作为电子供体，以腐殖质作为唯一末端电子受体进行厌氧呼吸（即醌呼吸）。电子在细胞膜呼吸链的传递过程
中，偶联能量的产生来支持菌体的生长，%..>45F1G+H可支持细胞增殖约"$倍。电子供体的氧化和唯一电子受体
腐殖质还原之间存在着动态的偶联过程，随着电子供体量的增加腐殖质还原的量也随之增加。典型呼吸链抑制剂
诸如：抑制6,9H中心的I=#J，甲基萘醌类似物标桩菌素，抑制甲基萘醌氧化型向还原型转化的双香豆素和细胞色
素K!2$的专一抑制物甲吡酮等对腐殖质的还原有着极为显著的抑制作用，为进一步证明希瓦氏菌（!"#$%&#’’%
()&)(%）+%!3可利用腐殖质进行厌氧呼吸提供了有力的佐证。而+%!3在进行腐殖质呼吸的同时，对于甲苯，苯胺等
环境有毒物质的有效降解则具有着重要的环境学意义。
关键词：中国希瓦氏菌+%!3；电子传递；腐殖质还原；腐殖质呼吸
中图分类号：L%’#文献标识码：1文章编号：$$$%9"#$&（#$$"）$"9$&’(9$"

腐殖质物质（即醌类物质）在地球的生态环境中中国希瓦氏菌（!"#$%&#’’%()&)(%）+%!3是本实验
大量存在，它们的形成主要是来自植物组织的分解，室从处理印染废水的活性污泥中分离到的一株希瓦
［］
是一种具有羰基结构的高分子量的芳香族有机化合氏菌新菌种2，该菌具有广谱的染料脱色、6,(J还
物，这种结构使其具有可以容易结合疏水和亲水的原、硝酸盐还原、硫代硫酸钠还原等多种功能［2］。本
［］
物质的能力%。但是，过去普遍认为腐殖质极难被文将报道利用中国希瓦氏菌+%!3进行的有关厌氧
微生物自然降解，尤其在污染物存在的环境中不能腐殖质呼吸的研究结果。+%!3菌株能利用腐殖质
［］
参与微生物的代谢过程#。F>M4,N最先提出腐殖质物质作为末端电子受体进行厌氧呼吸，为菌体生长
呼吸的概念，他们以*#+,%(-#./#-%’’).#01(#&2为研究提供所需的能量。更重要的是+%!3可以利用甲苯、
对象，发现该菌能够以腐殖质模式物1G+H（7@OE079苯胺等重要的环境有毒污染物作为电子供体进行厌
P=;@>@,9#，"9Q;A=4R>@7O,）为唯一电子受体氧化多种有氧呼吸，同时将其氧化降解。这对于深入理解细菌
机物或氢并支持菌体的生长。研究表明，在腐殖质利用腐殖质作为电子受体在厌氧环境中对有毒物质
呼吸中，主要是一些醌类物质（P=;@>@,.>;,O;,A）起到的生物降解和转化具有重要的环境学意义。
电子受体的作用，因此腐殖质呼吸又叫做醌呼吸
材料和方法
［］"
（P=;@>@,0,A?;07O;>@）#。
腐殖质还原细菌不仅能以腐殖质作为氧化还原"%"材料
中间体，而且有能力将其作为唯一电子受体对环境"%"%"菌株：实验所用菌株中国希瓦氏菌
中的多种有机物进行氧化，并接受来自菌体细胞膜（!"#$%&#’’%()&)(%）+%!3，是本实验室分离的希瓦氏
上电子传递链的电子从中获得生长所需的能菌新菌种。该菌株已保藏于中国典型培养物保藏中
［，，］
量#(!。在此过程中，腐殖质自身还原成羟醌。因心（保藏号为II3IIS#$($&(）和日本东京大学应
此，此类微生物在有机污染环境的生物治理和生物用微生物研究所（保藏号为T1S%2$&!3），并已申请
［］
修复中起着关键的作用，是一类重要的环境微生物。了国家发明专利（专利申请号#$$9(%$%%#("%C’）2。

基金项目：国家“*"(计划”（#$$(11#%!$!$）；国家自然科学基金（($2$$$$&）；广东省自然科学基金项目（$%2$%’，$2%$$("2）；广东省科技项目
（#$$!1($!$!$$#）
"通讯作者。3,45678：*"9#$9*’"*!!’%；:9.7;4：<=>?;@<A=@B%"(C->.
作者简介：许志诚（%&’&D），男，山西大同人，硕士研究生，主要从事环境微生物学研究。:9.7;4：.,@<E=222B%"(C->.
其他作者：许玫英#，郭俊#，岑英华#

收稿日期：#$$"9$%9(%；