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基因组学与生物技术
(
网络版
), 2012
年
,
第
1
卷
,
第
8
篇
,
第
45
-
53
页
Jiyinzuxue Yu Shengwu Jishu (Online), 2012, Vol.1, No.8, 45
-
53
http://gb.5th.sophiapublisher.com
46
染物的降解特性与代谢途径、其自身在生物降解方面
的遗传基础与酶系和
PA
分泌的相关促降解物质的研
究进展进行综述，并对当前
PA
生物降解研究工作中
的一些问题和发展方向进行了讨论，以期为
PA
生物
降解研究工作提供参考。
1 PA
对不同物质的降解特性
1.1 PA
对正构烷烃的降解特性
正构烷烃是原油的重要组成部分，近年来原油
污染问题已威胁到人类和其他生物的生存和发展。
Zhang
等
(2011)
发现铜绿假单胞菌
DQ8
可以正构烷
烃为唯一碳源和能源进行生长和代谢，
2 d
内将
100 mg/L
的正四十烷烃降解到
6 mg/L
，
4 d
内完全
降解。同时发现碳链越长降解速率越低，这可能是
因为其具有更高的分子量和疏水性。
Das
和
Mukherjee (2007)
分离到铜绿假单胞菌
M
和
NM
、
M
和
NM
菌株可将原油中
47.0 g/kg
的正构烷烃经
60 d
降解为
24.0 g/kg
，
120 d
后剩余
9.0 g/kg
，同时还发
现培养基质的
pH
对
M
和
NM
菌株生长的影响很
小。与环烷烃和芳香烃相比，
PA
在原油中会优先
降解正构烷烃
(C
14
-
C
30
)
，且具有更高的降解效率，
这可能是因为正构烷烃结构简单、降解步骤少以及
参与降解的相关酶量多等原因导致的。
1.2 PA
对单苯环物质的降解特性
1.2.1 PA
对苯酚类物质的降解特性
对氯苯酚和硝基酚都是苯酚的衍生物，这三种
物质因其本身含有芳环结构、氯原子或硝基，使得
其具有很强的毒性和抗生物降解能力。
Afzal
等
(2007)
对两株苯酚降解菌进行初试降解浓度、降解
效率、化学耗氧量
(COD)
以及生化需氧量
(BOD)
的
比较，结果
PA
均优于另一株惠特莫尔氏杆菌
(
P. pseudomallei
)
，可有效降解苯酚，高盐环境对
PA
降
解影响很小，
PA
最大利用苯酚浓度为
2 600 mg/L
，生
长速率为
0.016/h
，苯酚降解速率为
26.16 mg•L
-1
•h
-1
，
苯酚的浓度
(<1 000 mg/L)
较低时，几乎对
PA
的生
长和降解作用没有延迟作用。刘和等
(2004)
从农药
厂二沉池污泥中分离到铜绿假单胞菌
ZD4
-
3
，该菌
可高效降解苯酚，但最终不能将其完全矿化。
对氯苯酚的氯原子的
p
电子和苯环上的
π
电子
可形成稳定的共价键结构，此外，氯原子还可抑制
苯环裂解酶的活性，增加了其抗生物降解能力，因
此氯取代基的去除是其最重要的限速步骤。李晓菊
等
(2010)
对一株对氯苯酚降解菌—铜绿假单胞菌
TBPY
进行了驯化，经过
4
次驯化后可以将
100 mg/L
的对氯苯酚在
2 d
内完全降解，但驯化前后菌体形
态发生很大变化。该菌的优化降解条件为温度
30
℃、培养基初始条件为
pH7.5
、接种量
2.0%
，发酵
1 d
后
100 mg/L
对氯苯酚降解率达
99%
以上。与上
面苯酚降解浓度相比，氯原子的增加，使得对氯苯
酚有效降解浓度偏低。
苯酚中引入硝基形成硝基酚，与苯酚相比，硝
基酚的毒性更强，氧化性升高，在生物降解硝基酚
过程中，硝基脱去或者还原是其关键环节，因此硝基
酚的生物降解研究主要处于低浓度
(50~150 mg/L)
。
郑永良等
(2006)
从甲基对硫磷污染的土壤中分离到
一株铜绿假单胞菌
HS-D38
，研究发现菌株
HS-D38
能以甲基对硫磷的中间产物硝基酚为唯一碳源、氮
源和能源进行生长，还能利用苯胺类物质为唯一氮
源、对苯二酚为唯一碳源进行生长。在前面研究基
础上，
Zheng
等
(2009)
进一步研究发现
HS-D38
菌株
降解硝基酚的最大浓度为
500 mg/L
，在
24 h
之内，
该菌将硝基酚矿化为无机盐，当硝基酚浓度超过
600 mg/L
时会对细胞产生毒性，抑制菌体的生长，
添加氯化铵可促进硝基酚的降解，添加葡萄糖则会
抑制和延迟其降解。
1.2.2 PA
对敌螨普的降解特性
敌螨普又叫二甲基苯乙基甲醇，是一种接触性
杀真菌剂，含有两个硝基团，有毒性。
Dinu
等
(2011)
从敌螨普污染的土壤中分离到一株以敌螨普
(
敌螨
普最高浓度为
1%)
为唯一碳源和能源进行生长的铜
绿假单胞菌
S3
，研究发现
S3
菌株的接种量和最初
的
pH
对降解过程中生物量的增长没有重大影响，
培养基中附加
0.3%
的葡萄糖和
1%
的玉米粉能获得
S3
菌株更高的生物量，在生物反应器中
S3
菌株对
含
0.2%
敌螨普的土壤的修复效率达
45.80%
。与上
面的单苯环物质相比，该物质的生物降解效率不
高，这可能与其含有多种抑制降解的化学基团有一
定关系。
1.3 PA
对多苯环物质的降解特性
多氯联苯
(polychlorinated biphenyls, PCBs)
具有
两个苯环，是通过氯原子取代联苯的氢形成的，随
着氯原子数的增加，其稳定性和疏水性都会增加，
从而增加了生物好氧降解难度，逐步脱氯是其降解
关键环节。
Hatamian-Zarmi
等
(2009)
通过富集培养
分离到一株多氯联苯、氯化二苯降解菌-铜绿假单