一株吡啶高效降解菌的鑒定及其降解特性

晉婷婷，任嘉紅，張暉，孫莎，陳艷彬，白鳳麟

一株吡啶高效降解菌的鑒定及其降解特性

晉婷婷*，任嘉紅，張暉，孫莎，陳艷彬，白鳳麟

長治學院生物科學與技術(shù)系，山西 長治 046011

對山西省長治市一家煤焦化廠經(jīng)活性污泥處理后的廢水中的吡啶降解菌進行了分離，并對其中一株吡啶高效降解菌JB27進行了分類鑒定及其吡啶降解特性分析。通過菌落形態(tài)觀察、菌體顯微觀察、生理生化測定和16S rRNA基因序列分析對菌株JB27進行菌種分類；利用紫外分光光度計和可見光分光光度計分別測定培養(yǎng)基中吡啶質(zhì)量濃度和菌液OD600值；分別測定菌株JB27在不同pH、溫度、葡萄糖添加量以及初始吡啶質(zhì)量濃度條件下的菌液OD600值和吡啶降解率。結(jié)果表明，菌株JB27為Shinella zoogloeoides；該菌株能利用吡啶作為唯一碳源；菌株JB27在pH 5.0～9.0條件下均能發(fā)揮較強的吡啶降解能力，其降解吡啶的最適pH為8.0或9.0；菌株JB27降解吡啶的最適溫度為30 ℃；葡萄糖的添加會降低菌株JB27的吡啶降解速率，不利于該菌株對吡啶的降解；菌株JB27對吡啶的降解程度與菌液OD600值成正比，在吡啶初始濃度分別為500、1 000、1 500、2 500和3 000 mg·L-1的培養(yǎng)基中，可分別在3、4、4、5和6 d內(nèi)降解掉99%以上的吡啶。菌株JB27的吡啶降解能力高于多數(shù)已報道吡啶降解菌，是一株吡啶高效降解菌，可作為煤化工廢水中吡啶類化合物的生物降解的優(yōu)良菌種資源。該研究可為該菌種的進一步應(yīng)用提供理論依據(jù)。

吡啶降解菌；煤化工廢水；分類鑒定；降解特性

引用格式：晉婷婷， 任嘉紅， 張暉， 孫莎， 陳艷彬， 白鳳麟. 一株吡啶高效降解菌的鑒定及其降解特性［J］. 生態(tài)環(huán)境學報， 2016，25（7）： 1217-1224.

JIN Tingting， REN Jiahong， ZHANG Hui， SUN Sha， CHEN Yanbin， BAI Fenglin. Identification and Characterization of A Pyridine Degrading Bacterium ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2016， 25（7）： 1217-1224.

我國煤炭資源豐富，煤化工企業(yè)眾多。據(jù)統(tǒng)計，煤化工廢水排放量占全國工業(yè)廢水排放量的30%。煤化工廢水水質(zhì)復雜，含有大量有毒有害物質(zhì)，直接排放會嚴重污染環(huán)境，同時也會危害人和動物的健康（Wasi et al.，2013；Han et al.，2011；周學雙等，2009）。目前，國內(nèi)外普遍采用“預處理-生化處理-深度處理”這一工藝流程來處理煤化工廢水（Zubakhin et al.，2011；黃開東等，2012）。其中，生化處理可除去大部分的有機污染物，是煤化工廢水處理技術(shù)的核心。該方法應(yīng)用范圍廣，處理能力大，設(shè)備簡單，經(jīng)濟成本低，是最具經(jīng)濟效益的處理方案。

煤化工廢水的組成成分十分復雜，包括酚類、多環(huán)芳香族化合物及含氮、氧、硫的雜環(huán)化合物等。按照被降解的難易程度可分為易降解有機物、可降解類有機物和難降解類有機物三類。其中，吡啶就屬于難降解類有機物。吡啶類化合物易溶于水，容易通過滲透擴散到地下水系統(tǒng)，直接引起水環(huán)境的嚴重污染。目前國內(nèi)外已陸續(xù)分離得到多株吡啶降解細菌，包括假單胞菌（Pseudomonas sp.）（Mohan et al.，2003）167-169、副球菌（Paracoccus sp.）（Qiao et al.，2010）、無色桿菌（Achromobacter sp.）（Deng et al.，2011）、節(jié)桿菌（Arthrobacter sp.）（Khasaeva et al.，2011）、貪銅菌（Cupriavidus sp.）（Ilori et al.，2015）、希瓦氏菌（Shewanella sp.）（Chatterjee et al.，2013）、根瘤菌（Rhizobium sp.）（Shen et al.，2015）2005-2009等。相對于目前已分離得到的酚類等易降解有機物降解菌種類而言，其降解菌種類依然非常少。分離篩選吡啶高效降解細菌對于煤化工廢水中吡啶類化合物的生物降解至關(guān)重要。且不同來源的吡啶降解菌的吡啶降解能力及其降解吡啶的最適條件也不盡相同。

本文以從一家煤焦化廠廢水中分離得到的一株吡啶高效降解菌為研究對象，對其進行分類鑒定和降解特性分析，為該菌種在煤化工廢水生物處理過程中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1樣品采集

實驗樣品采自山西省長治市一家煤焦化廠工業(yè)污水處理系統(tǒng)中的活性污泥池出水口。

1.2培養(yǎng)基

LB培養(yǎng)基：胰蛋白胨10 g·L-1，酵母粉5 g·L-1，NaCl 5 g·L-1，pH 7.4。MSM培養(yǎng)基：（NH4）2SO42.0 g·L-1，MgSO4·7H2O 0.2 g·L-1，CaCl2·2H2O 0.01 g·L-1，F(xiàn)eSO4·7H2O 0.001 g·L-1，Na2HPO4·12H2O 1.5 g·L-1，KH2PO41.5 g·L-1，pH 7.0。

1.3主要試劑和儀器

PCR擴增相關(guān)試劑，Takara公司；16S rRNA擴增通用引物：27F 5'-AGAGTTTGATCCTGGCTC AG-3'，1492R 5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3'，上海生工；PCR儀，德國Eppendorf公司；紫外分光光度計（TU-1901），北京譜析。

1.4吡啶降解菌的分離篩選

取0.5 m L樣品加入50 m L MSM培養(yǎng)基（含500 mg·L-1吡啶）中，置于30 ℃、180 r·m in-1搖床上培養(yǎng)7 d。稀釋涂布MSM固體培養(yǎng)基（含500 mg·L-1吡啶），30 ℃下培養(yǎng)。挑取不同形態(tài)單菌落，進行吡啶降解能力測定。

1.5吡啶降解能力測定

挑取待測菌株單菌落，接種到LB培養(yǎng)基中（含500 mg·L-1吡啶），30 ℃培養(yǎng)至對數(shù)期。離心收集菌體（10000 r·min-1，2 m in），用MSM洗滌兩次，稀釋至OD600=1.5。上述菌種5%轉(zhuǎn)接至MSM中（含1000 mg·L-1吡啶），置于30 ℃、180 r·min-1搖床培養(yǎng)5 d，1 000 r·m in-1離心2 m in，吸取上清液測定吡啶質(zhì)量濃度。吡啶質(zhì)量濃度測定方法參見文獻（周敏等，2011）。

1.6生理生化特性分析及分子鑒定

生化特性鑒定參見常見細菌系統(tǒng)鑒定手冊（東秀珠等，2001）?；蚪MDNA的提取和16S rRNA的擴增參見Wan et al.（2007）的方法。16S rRNA序列測定后與EzTaxon數(shù)據(jù)庫（Kim et al.，2012）已有的模式菌株進行比對，選取比對結(jié)果中相似度較高的前19位序列，利用CLUSTALW（Larkin et al.，2007）軟件和菌株JB27的16S rRNA序列進行多重比對，利用MEGA 6.0軟件（Tamura et al.，2013）構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹（Neighbor-Joining法）。

1.7pH對吡啶降解的影響

在Na2HPO4-KH2PO4緩沖體系下，使用0.1 mol·L-1的HCl或0.1 mol·L-1NaOH將MSM液體培養(yǎng)基（含1 000 mg·L-1吡啶）pH值分別調(diào)至5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。分別接種菌株JB27，每天取樣，分別測定培養(yǎng)液中吡啶質(zhì)量濃度和培養(yǎng)液OD600。

1.8培養(yǎng)溫度對吡啶降解的影響

將菌株JB27接種于MSM液體培養(yǎng)基（含1000 mg·L-1吡啶）中，分別置于25、30、37 ℃條件下?lián)u床培養(yǎng)（180 r·m in-1）。每天取樣，分別測定培養(yǎng)液中吡啶質(zhì)量濃度和培養(yǎng)液OD600。

1.9葡萄糖添加對吡啶降解的影響

在MSM液體培養(yǎng)基（含1000 mg·L-1吡啶）分別加入質(zhì)量濃度為500 mg·L-1和1000 mg·L-1的葡萄糖。分別接種JB27，每天取樣，分別測定培養(yǎng)液中吡啶質(zhì)量濃度和培養(yǎng)液OD600。

1.10菌株JB27對不同濃度吡啶的降解能力

在MSM液體培養(yǎng)基分別加入質(zhì)量濃度為500、1 000、1 500、2 500、3 000 mg·L-1的吡啶。分別接種JB27，每天取樣，分別測定培養(yǎng)液中吡啶質(zhì)量濃度和培養(yǎng)液OD600。

2　結(jié)果與分析

圖1　菌株JB27 16S rRNA序列擴增Fig. 1　Amplification profile of 16S rRNA from strain JB27

2.1菌株JB27生理生化特性分析及16S rRNA基因序列分析鑒定

對山西省長治市一家煤焦化廠生產(chǎn)廢水進行采集，從中分離篩選能夠以吡啶作為唯一碳源的吡啶降解菌。經(jīng)分離篩選及吡啶降解能力測定，得到一株能高效降解吡啶的細菌菌株，將其命名為JB27。菌株JB27菌落形態(tài)呈圓形，黃色，不透明，表面光滑，邊緣整齊，菌落中間鼓起。菌體革蘭氏染色陰性，無芽孢，菌體呈短桿狀，大小為0.5～0.8 μm×1.2～1.5 μm。菌株JB27伏普試驗和丙二酸鹽利用均為陽性；甲基紅試驗、吲哚試驗、KOH、淀粉水解、卵磷脂酶、接觸酶和氧化酶等實驗結(jié)果顯示均為陰性。對該菌株的16S rRNA序列進行擴增（圖1），與EzTaxon數(shù)據(jù)庫中的序列進行比對，發(fā)現(xiàn)其與Shinella zoogloeoides ATCC 19623相似度為99.86%，在16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育樹上與Shinella zoogloeoides ATCC 19623T位于同一分支（圖2）。結(jié)合生理生化特性（表1），菌株JB27檢測的各項生化特性與S.zoogloeoides ATCC 19623T一致（An et al.，2006）443-445，初步確定菌株JB27為S.zoogloeoides。其16S rRNA序列已上傳至GenBank數(shù)據(jù)庫，登錄號為KX161838。

表1　菌株 JB27生理生化特性Table 1　Characteristics of Strain JB27

2.2pH對菌株JB27吡啶降解能力及生長的影響

圖3和表2顯示了菌株JB27在不同pH值條件下對吡啶的降解及生長情況。在pH分別為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0條件下，隨著培養(yǎng)時間的延長，培養(yǎng)基中吡啶質(zhì)量濃度逐漸下降，在第3天時降至7.0 mg·L-1以下，達到99%以上的吡啶降解率（表2）。但是菌株JB27在這5個pH梯度環(huán)境下對吡啶的降解速率略有不同，按照吡啶降解速率排序依次為，pH9.0＞pH8.0＞pH5.0＞pH6.0＞pH7.0。相對應(yīng)地，在吡啶質(zhì)量濃度降至7.0 mg·L-1以下時的第3天，菌株JB27的OD600也達到最高值（圖3B），在不同pH條件下的菌體生長速率與吡啶降解速率呈現(xiàn)出相同的趨勢。然而，把菌株JB27培養(yǎng)在初始pH為10.0的培養(yǎng)基中，其對吡啶的降解能力急劇降低，培養(yǎng)至第4天時，培養(yǎng)基中吡啶的質(zhì)量濃度仍高達631.9 mg·L-1，降解率僅為36.81%。由圖3B可知，菌株JB27的生長在pH為10.0的培養(yǎng)基中受到了很大程度的限制，其OD600值最高只能達到0.17。以上結(jié)果說明，菌株對吡啶的降解與其生長成正比，只有當菌株JB27 OD600值達到0.6以上，才能發(fā)揮較高的吡啶降解能力。而且，該菌株在pH 5.0～9.0的培養(yǎng)條件下均能高效降解吡啶，在3 d內(nèi)可達到99%以上的吡啶降解率。

圖2　菌株JB27的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig. 2　Phylogenetic tree of strain JB27 based on 16S rRNA sequences

2.3溫度對菌株JB27吡啶降解能力及生長的影響

在一定溫度范圍內(nèi)，適當提高溫度有利于菌體生長。為了探究有利于菌株JB27生長和降解吡啶的最適溫度，我們分別試驗了菌株JB27在25、30和37 ℃條件下的生長量和吡啶降解情況。如圖4B所示，在25 ℃培養(yǎng)條件下，菌株JB27對數(shù)生長期顯著延長，在相同培養(yǎng)時間下，菌體濃度明顯低于30 ℃培養(yǎng)條件。當培養(yǎng)溫度升高至37 ℃時，菌株JB27生長速率并未提高，而是出現(xiàn)了延遲期明顯延長的現(xiàn)象，其達到的最高OD600值和30 ℃培養(yǎng)條件下的菌液OD600值相當。培養(yǎng)基中吡啶降解情況與菌體增長趨勢相對應(yīng)（圖4A），在25 ℃培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)基中吡啶質(zhì)量濃度逐漸下降，直到第5天降至8.3 mg·L-1，達到99.17%的降解率（表3）；在30 ℃培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)基中吡啶質(zhì)量濃度以較高速率下降，第3天即降至5.8 mg·L-1，此時菌株JB27的OD600也達到最高值（圖4B）；在37 ℃培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)基中吡啶質(zhì)量濃度在前3天以緩慢趨勢下降，在菌株JB27的OD600達到最高值的第4天，迅速降至11.2 mg·L-1，達到98.88%的降解率。綜上所述，菌株JB27在30 ℃條件下更容易發(fā)揮較高的吡啶降解能力。

圖3　pH對菌株JB27吡啶降解能力（A）及生長（B）的影響Fig. 3　Effect of pH on pyridine-degrading （A） and grow th （B） of strain JB27

表2　不同pH條件下吡啶降解率Table 2　Pyridine-degrading efficiency at different pH values

圖4　溫度對菌株JB27吡啶降解能力（A）及生長（B）的影響Fig. 4　Effect of temperature on pyridine-degrading （A） and grow th （B） of strain JB27

2.4葡萄糖添加對菌株JB27吡啶降解能力及生長的影響

研究吡啶降解所用的培養(yǎng)基為MSM，未添加任何碳源。因此，菌株JB27只以吡啶作為碳源，從而對其進行降解。為了探究額外的碳源添加對菌株JB27吡啶降解能力的影響，在培養(yǎng)基中分別添加了500 mg·L-1和1000 mg·L-1的葡萄糖。如圖5B所示，在添加了葡萄糖的培養(yǎng)基中，菌株JB27的OD600值也有所提高，且在含有1000 mg·L-1葡萄糖的培養(yǎng)基中其OD600值最高。相反地，菌株JB27在未添加葡萄糖的培養(yǎng)基中呈現(xiàn)出最高的吡啶降解速率（圖5A）。由于葡萄糖和吡啶都可作為碳源物質(zhì)被利用，所以菌株JB27在含有葡萄糖的培養(yǎng)基中因有豐富的碳源物質(zhì)可利用而顯示出較快的生長速率和較高的OD600值。在培養(yǎng)初期，菌株JB27優(yōu)先選擇利用葡萄糖，出現(xiàn)了對吡啶的降解速率較低的情況。隨著葡萄糖被消耗殆盡，菌株JB27開始利用并降解吡啶。因此，在培養(yǎng)的第4天，所有培養(yǎng)基中吡啶濃度均降低至9 mg·L-1，達到99%以上的吡啶降解率（表4）。以上結(jié)果說明額外碳源的添加并不利于菌株JB27對吡啶的降解。

2.5吡啶初始質(zhì)量濃度對菌株JB27吡啶降解能力及生長的影響

為了進一步驗證菌株JB27的吡啶降解量，將培養(yǎng)基中的吡啶初始質(zhì)量濃度梯度升高至了3000 mg·L-1。如圖6所示，隨著吡啶質(zhì)量濃度的升高，菌株JB27對數(shù)生長期逐漸延長，且菌液OD600值也逐漸升高。在吡啶初始質(zhì)量濃度為3000 mg·L-1的培養(yǎng)基中，菌株JB27的OD600值可達到1.11（圖6B）。與此同時，隨著培養(yǎng)基中吡啶初始質(zhì)量濃度的不斷提高，菌株JB27將其質(zhì)量濃度降解至10 mg·L-1以下所用的時間也會相應(yīng)延長，但最終都可降解掉99%以上的吡啶。在吡啶初始質(zhì)量濃度分別為500、1000、1500、2500、3000 mg·L-1的培養(yǎng)基中，菌株降解掉99%以上吡啶所用的時間分別為3、4、4、5、6 d（表5）。截至目前為止，僅有一株能降解吡啶的細菌菌株（S.zoogloeoides BC026）被報道，但僅研究了菌株BC026對1806 mg·L-1吡啶的降解程度（孫慶華等，2008）2938-2941。本研究所分離得到的菌株JB27可在6 d內(nèi)降解掉約3000 mg·L-1吡啶，因此，和S.zoogloeoides BC026相比，菌株JB27具有更高的吡啶降解應(yīng)用潛力。

表3　不同溫度條件下吡啶降解率Table 3　Pyridine-degrading efficiency at different temperature

3　結(jié)論與討論

圖5　葡萄糖添加對菌株JB27吡啶降解能力（A）及生長（B）的影響Fig. 5　Effect of additional glucose on pyridine-degrading （A） and grow th （B） of strain JB27

表4　不同濃度葡萄糖添加條件下吡啶降解率Table 4　Pyridine-degrading efficiency at different initial concentrations of glucose

3.1討論

分離篩選吡啶高效降解菌對于煤化工廢水中吡啶類化合物的生物處理至關(guān)重要。本研究所分離得到的吡啶降解菌株JB27，經(jīng)鑒定為S.zoogloeoides。該菌種在2006年以前一直被稱為生枝動膠菌（Zoogloea Ramigera），2006年被命名為S.zoogloeoides （An et al.，2006）443-448。此前，已有文獻報道S.zoogloeoides可以降解工業(yè)廢水中的某些有機污染物（Ahn et al.，1996；Kaech et al.，2005），還可作為生物吸附劑去除重金屬（Kim et al.，2003；Sag~ et al.，1995）。然而，目前未有文獻報道該菌種的吡啶降解能力。直到2008年，孫慶華等（2008）2938-2941第一次分離得到一株能夠降解吡啶的S.zoogloeoides菌株BC026，但他們僅研究了菌株BC026對1806 mg·L-1吡啶的降解程度。在目前已報道的絕大多數(shù)吡啶降解菌中，其吡啶降解能力普遍低于3000 mg·L-1。例如，Mohan et al.（2003）167-170分離得到的一株假單胞菌（Pseudomonas sp.）PI2降解750 mg·L-1吡啶需要200 h；Mathur et al.（2008）于2008年報道了兩株吡啶降解菌，腐敗希瓦氏菌（Shewanella putrefaciens）和球形芽孢桿菌（Bacillus sphaericus），這兩株菌在140 h和72 h時的吡啶降解能力分別為500 mg·L-1和200 mg·L-1；Li et al.（2009）分離得到的一株鏈霉菌（Streptomyces sp.）HJ02可以在8 d內(nèi)降解2000 mg·L-1吡啶；2014年，Shen et al.（2015）2008-2010分離得到了一株根瘤菌（Rhizobium sp.）NJUST18，該菌株可降解高達2600 mg·L-1吡啶，但需要耗時230 h。而本文分離得到的S.zoogloeoides JB27，可在6 d內(nèi)降解高達3000 mg·L-1的吡啶，并能達到99.61%的吡啶降解率。因此，菌株JB27是一株高效吡啶降解菌，具有較高應(yīng)用潛力。

圖6　吡啶初始濃度對菌株JB27吡啶降解能力（A）及生長（B）的影響Fig. 6　Effect of initial pyridine concentration on pyridine-degrading （A） and grow th （B） of strain JB27

表5　不同濃度吡啶添加條件下吡啶降解率Table 5　Pyridine-degrading efficiency at different initial concentrations of pyridine

菌株JB27分離自經(jīng)活性污泥處理后的廢水?；钚晕勰嘀泻胸S富的微生物，尤其是能夠降解有機污染物的微生物。在降解廢水中有機物的同時，部分菌種會進入廢水中并從出水口流出。而且，生產(chǎn)廢水在活性污泥池中一般會停留20 h左右，停留時間較長，因此活性污泥處理后水中攜帶的菌種可能具有更強的有機污染物耐受能力和降解力。菌株JB27具有高效的吡啶降解能力可能與其來源相關(guān)。

在進行吡啶降解研究過程中，使用的培養(yǎng)基MSM中未添加任何碳源物質(zhì)，所以吡啶可以充當菌株JB27的碳源。通俗地講，菌株JB27可以將吡啶當成營養(yǎng)來源從而滿足自身生長需要的同時對其進行降解。因此，為了更深入地分析菌株JB27對吡啶的降解特性，本文還同時測定了菌體生長情況。研究發(fā)現(xiàn)，菌株JB27對吡啶的降解程度與菌體生長密切相關(guān)。當菌體處于對數(shù)生長期時，菌株JB27具有最高的吡啶降解速率。當菌液OD600達到最高值，開始進入平臺期時，達到最大吡啶降解率。菌體OD600值必須達到0.6以上，菌株JB27才能正常發(fā)揮吡啶降解能力。菌液OD600值的提高也會相應(yīng)提高吡啶降解能力。當培養(yǎng)基中吡啶初始濃度逐步升高時，菌體對數(shù)生長期顯著延長，最終達到的OD600最高值也相應(yīng)提高。與此同時，菌株在進入平臺期的1～2 d內(nèi)，可降解掉99%以上的吡啶。甚至可以在6 d內(nèi)降解掉初始濃度為3 000 mg·L-1的吡啶（圖6）。這說明菌株JB27可以充分利用吡啶作為碳源物質(zhì)，在提高自身生物量的同時對吡啶進行降解，具有非常高的吡啶利用率和降解率。

本研究在培養(yǎng)基中額外添加了葡萄糖作為碳源物質(zhì)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，額外添加碳源提高了菌株的生物量，但對吡啶的降解率卻無顯著影響。菌株JB27在生長過程中會優(yōu)先選擇利用葡萄糖，其次再去利用和降解吡啶，因此，葡萄糖的額外添加反而不利于吡啶的利用和降解（圖5）。

通常情況下，在一定溫度范圍內(nèi)，提高培養(yǎng)溫度可加速菌體生長，但是菌種JB27卻不同。該菌種在37 ℃條件下的生長速度明顯低于30 ℃。該菌種更適合在30 ℃左右的溫度條件下生長繁殖。因此，在實際應(yīng)用中，應(yīng)當避免在高溫條件下應(yīng)用該菌種進行吡啶的生物降解。

關(guān)于吡啶的降解過程，孫慶華等（2008）2942-2943和Shen et al.（2014）認為吡啶環(huán)在兩處C-N鍵斷開，生成氨氮（NH4+）。Bai et al.（2009）進一步研究發(fā)現(xiàn)，當以吡啶作為唯一碳源時，吡啶被降解為NH4+和CO2。當吡啶-MSM培養(yǎng)基中添加額外碳源時，由于培養(yǎng)基中碳氮比的升高，NH4+被進一步氧化為NO3-，菌體以NO3-作為氮源，對其進行逐步還原，依次形成NO2-、N2O，最終生成N2。Bai等（2009）認為，碳氮比是決定吡啶降解途徑和降解程度的重要因素之一，對培養(yǎng)基中碳氮比進行合理控制，將有利于吡啶的充分降解。本研究的S.zoogloeoides JB27是否具有同樣的吡啶降解規(guī)律，還需進一步通過相關(guān)實驗驗證。

3.2結(jié)論

本研究從山西省長治市一家煤焦化廠工業(yè)污水處理系統(tǒng)中的活性污泥池出水口廢水中分離得到一株吡啶降解菌JB27，該菌株可以吡啶作為唯一碳源，經(jīng)16S rRNA基因序列分析和生理生化特性分析，鑒定為Shinella zoogloeoides。菌株JB27降解吡啶的最適pH為8.0或9.0，最適溫度為30 ℃。該菌株最快可在6 d內(nèi)降解3 000 mg·L-1吡啶，其吡啶降解能力高于大多數(shù)吡啶降解菌，是一株吡啶高效降解菌，可作為煤化工廢水中吡啶類化合物的生物處理的優(yōu)良菌種資源。本研究結(jié)果可為該菌株的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

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Identification and Characterization of A Pyridine Degrading Bacterium

JIN Tingting*， REN Jiahong， ZHANG Hui， SUN Sha， CHEN Yanbin， BAI Fenglin
Department of Biological Science and Technology， Changzhi College， Changzhi 046011， China

In this study， we isolated pyridine-degrading bacteria from the activated sludge treating coking wastewater of a coal coking plant in Changzhi， Shanxi province. A bacterial strain JB27 w ith high pyridine degradation capability was isolated and identified. The characterization of pyridine degrading was also analyzed. Strain JB27 w as classified and identified through colony morphology observation， m icroscopic observation， physiological characteristics and 16S rRNA sequence analysis. The mass concentration of pyridine and OD600value of the culture of strain JB27 were determined w ith ultraviolet spectrophotometer and visible spectrophotometer respectively. We also analyzed the pyridine-degrading efficiency and OD600of cultures of strain JB27 at different pH values， temperatures， initial mass concentration of glucose and pyridine. Strain JB27 was identified as Shinella zoogloeoides. It could grow using pyridine as only carbon resource. Strain JB27 degraded pyridine over a w ide range of pH （pH 5.0～9.0）. The optimal pH value for pyridine degradation was 8.0 or 9.0. The optimal tem perature w as 30 ℃. Addition of glucose decreased pyridine degradation rate， w as unfavourable for the degradation of pyridine by strain JB27. Pyridine-degrading efficiency was proportionate to the OD600of cultures. In the media with 500， 1 000， 1 500， 2500 and 3000 mg·L-1pyridine， strain JB27 could degrade over 99% pyridine w ithin three， four， four， five and six days respectively. The pyridine degradation capability of strain JB27 was higher than many pyridine-degrading strains. S.zoogloeoides JB27 is an efficient pyridine degrading strain and w ill be the excellent one for the biodegradation of pyridine in coking wastewater. Results in this paper provide theory evidence for the application of strain JB27.

pyridine degrading bacterium； coking wastew ater； classification and identification； pyridine degrading characteristics

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.07.018

X172

A

1674-5906（2016）07-1217-08

國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201410122003）；山西省高等學校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練項目（2014428）；山西省高等學?？萍紕?chuàng)新項目（2016176）

晉婷婷（1987年生），女，講師，博士，研究方向為環(huán)境微生物。E-mail： jintingi@163.com *通信作者

2016-06-28