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麦卡蒂氏脱卤拟球菌GPTCE1的分离纯化及其脱卤特性

Isolation,purification,and dechlorination characterization of Dehalococcoides mccartyi GPTCE1

摘要[背景]三氯乙烯(trichloroethylene,TCE)是典型的氯代有机污染物.相较于传统的物理化学修复技术,厌氧微生物修复具有经济、环保、无二次污染等优势,但高效厌氧有机卤呼吸菌株的匮乏仍是制约该技术广泛应用的关键瓶颈.[目的]分离鉴定有机卤呼吸细菌,拓展三氯乙烯等污染物的脱卤菌种资源.[方法]采用绝迹稀释法从TCE脱氯富集液中分离厌氧还原脱卤菌株,通过富营养培养鉴定法、聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)及 Sanger 测序验证菌株纯度;基于 16S rRNA 基因系统发育分析及比较基因组分析明确其分类地位;测定菌株的脱卤底物谱、生长动力学、抗生素抗性及地下水污染环境中脱氯能力等基础特征.[结果]分离获得的菌株GPTCE1属于麦卡蒂氏脱卤拟球菌(Dehalococcoides mccartyi),可实现对1,1,2-三氯乙烷、1,2-二氯乙烷及三氯乙烯等5种多氯代烃类物质的高效脱氯.当接种量为(1.5±0.4)×108时,TCE脱氯速率达(2.3±0.3)μmol/d,菌株生长效率为(2.1±1.2)×108 copies/μmol Cl-,能将TCE完全转化为乙烯,并且在地下水污染环境中接种(3.7±0.3)×108个细胞对TCE脱氯速率达到(4.3±0.2)μmol/d.该菌株对万古霉素、氨苄青霉素和链霉素具有抗性.[结论]从TCE脱氯富集液中成功分离得到一株麦卡蒂氏脱卤拟球菌GPTCE1,系统表征了其高效氯代烃脱氯能力,为原位生物修复技术提供了重要菌株资源.