摘要

哌嗪及其衍生物是抗生素生产的重要中间体,易随废水排放污染环境.本研究从制药厂周边土壤中分离获得一株哌嗪高效降解菌株PIPA-6,其能在以哌嗪为唯一能量来源的无机培养基中生长,30 h时对浓度为100 mg/L的哌嗪降解率达到100%.形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA基因序列同源性分析表明,菌株为嗜烟碱类节杆菌(Paenarthrobacter nicotinovorans).菌株PIPA-6具有广泛的温度(10℃~40℃)和pH(5~10)适应范围、优良的钠盐耐受性(50 g/L)和极强的哌嗪抗性(300 mg/L),其最佳降解条件为温度35 ℃,pH 8.体系中额外添加有机碳能显著提高菌株的降解效率.降解效应的模拟试验结果表明,菌株PIPA-6能在50 L模拟罐中稳定发挥降解作用,制药废水中化学需氧量 (COD)和哌嗪含量在30 d时间内显著降低,水体中铵态氮含量大大减少.宏基因组测序证实该菌株能在水体中稳定定殖,改变了初始污水中的微生物群落结构.本研究中所获菌株充实了哌嗪降解菌种资源库,实验结果为菌株的实际开发应用提供了初步理论依据.

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