Rhodococcus erythropolis D310-1对高质量浓度乙腈的耐受特性及降解机制

摘要

腈是一类带有氰基的剧毒化合物，广泛用于溶解剂、塑料、橡胶和药物制造。乙腈生产和应用产生大量高质量浓度含腈废水，严重污染环境，须采取适当的无害化处理技术后排放。前期筛选获得1株对乙腈具有较高耐受和降解能力的菌株Rhodococcus erythropolis D310-1，单因素试验确定菌株D310-1最适生长pH为6.5、生长温度为28℃、培养时间为72 h，底物质量浓度为1 g·L^-1，最适条件下对乙腈的降解率达97.6%。耐受性试验结果表明，菌株D310-1耐受乙腈最高质量浓度达40 g·L^-1。扫描电镜（SEM）观察发现，随着乙腈质量浓度增加，菌株D310-1细胞比表面积和褶皱程度增加，有助于促使乙腈扩散并分配到细胞膜上，提高菌株耐受能力。气相色谱法（GC）检测结果表明，乙腈降解终产物为乙酰胺和乙酸。降解酶酶活性分析表明，腈水合酶和酰胺酶在反应全过程中发挥主要催化作用。全基因组测序进一步揭示菌株D310^-1在高质量浓度乙腈环境中参与乙腈耐受和降解途径的相关基因，包括腈降解酶基因、药物主动外排泵基因，应激反应调节基因。

关键词

乙腈 / Rhodococcus erythropolis D310-1 / 耐受性 / 降解机制