具有油类浮起特性的海洋红球菌P14降解苯并(a)芘的机制研究

利用微生物为主体的生物修复技术是治理海洋环境中持久性有机污染物(POPs)的主要途径，已成为当今国际生命科学、海洋环境科学研究的热点。本项目拟以典型POPs、居海洋环境有机污染物黑名单之首的多环芳烃中高致癌、难降解物质代表- - -苯并(a)芘(BaP)为研究对象，在已完成国家自然基金项目等资助获得的一株具有油类浮起特性和烃类强降解能力的海洋Rhodococcus sp. P14和其它相关研究成果的基础上，利用先进的化学、现代生物学技术，分析菌株降解BaP的中间代谢产物、推测降解途径；分离、鉴定其降解BaP过程中的特异蛋白/酶；进一步根据蛋白质测序、数据库查询结果，进行降解基因（簇）的克隆及其结构、功能和表达调控研究，选择关键酶的编码基因进行原核表达和功能验证。其结果可为充分挖掘海洋环保功能基因资源、诠释微生物降解BaP的分子机制、高效工程菌的构建及成功应用环境有机污染的生物修复过程奠定基础。

利用微生物为主体的生物修复技术是治理海洋环境中持久性有机污染物（POPs）的主要途径，已成为当今国际生命科学、海洋环境科学研究的热点。在国家自然科学基金的资助下，本项目以典型POPs、居海洋环境有机污染物黑名单之首的多环芳烃中高致癌、难降解物质代表- - -苯并(a)芘(BaP)为研究对象，从海洋污染环境中获得了一株具有油类浮起特性、强降解烃类能力的红球菌Rhodococcus sp. P14，系统探索了菌株P14对多环芳烃、烷烃的降解能力和降解谱，初步分析了多环芳烃的降解产物和降解途径；开展功能蛋白质组学研究，获得了菌株P14降解不同多环芳烃过程中的蛋白质组图谱。为深入阐析菌株P14降解苯并芘的分子机制，进一步对菌株P14进行了全基因组序列测定，获得了其完整基因组图谱，通过生物信息学技术分析发现其基因组中存在大量的参与多环芳烃、烷烃等异生物质降解的基因簇；通过RT-PCR技术对参与多环芳烃、烷烃降解的可能酶系编码基因进行了菌株转录水平分析的基础上，对推测参与降解的关键酶系编码基因进行了成功克隆和表达，通过分析重组酶的活性、及其对多环芳烃的降解能力进一步确认了关键酶系在多环芳烃降解中的重要作用。. 项目研究结果为诠释微生物降解多环芳烃的分子机制、高效工程菌的构建及成功应用环境有机污染物的生物修复过程奠定了基础。