1株对叔丁基邻苯二酚降解菌的筛选鉴定及响应面法优化其降解

从某化工厂污水处理车间活性污泥中分离、筛选到1株能以对叔丁基邻苯二酚(p-tert-Butylcatechol,TBC)为唯一碳源和能源生长的菌株YH1. 经形态特征、生理生化、BIOLOG细菌自动鉴定系统和16S rDNA序列分析,鉴定菌株YH1为皱纹假单胞菌(Pseudomonas corrugate). 在温度为24~36℃, pH为7.0~10.0的条件下,菌株YH1可使浓度低于500 mg ·L-1的TBC降解率达到82%以上. 运用单因素实验初步确定TBC降解的最适外加碳源和氮源分别为蔗糖和胰蛋白胨,最适温度为30℃,最适初始pH为7.0,最适接种量为2%. 为了提高降解率,首先利用Plackett-Burman实验设计评估并筛选出影响TBC降解的3个关键因素:蔗糖、胰蛋白胨、初始pH. 用最陡爬坡实验逼近以上3个因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优降解条件为蔗糖浓度3%(ρ)、胰蛋白胨浓度1.44%(ρ)、TBC浓度400 mg ·L-1、初始pH值8.12、接种量2.97%(φ)、温度30℃、培养时间96 h,在此条件下TBC降解率可达98.21%. TBC降解酶活性及酶定域实验表明,菌株YH1相关降解酶为胞内酶,且TBC可诱导邻苯二酚1,2双加氧酶(C12O)的合成.通过降解酶特异性引物从菌株YH1扩增得到C12O基因片段,经质粒检测和消除实验发现菌株YH1相关降解基因位于质粒上. 此外,菌株YH1能耐受高浓度NaCl和多种重金属离子,对多种抗生素具有抗性. 研究结果为有效处理复杂工业废水提供了理论基础