沼泽红假单胞菌对多种染料降解能力及结晶紫潜在降解途径研究

《Archives of Microbiology》：Application of R. Palustris in simulated wastewater purification and the degradation mechanism of crystal violet

研究人员探究沼泽红假单胞菌（R. palustris）降解多种染料能力，发现其降解率高并提出 CV 降解途径。

　　偶氮染料和三苯甲烷染料对人类健康构成巨大威胁。降解染料的方法众多，而生物降解被认为更为简单、环保且经济。本研究对沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris，R. palustris）降解多种染料的能力展开研究。具体而言，采用比色法评估了R. palustris对模拟废水中结晶紫（CV）、孔雀石绿（MG）、刚果红（CR）以及化学需氧量（COD）、无机磷、硝基和亚硝基化合物的降解效率。选择 CV 进行进一步分析，利用紫外可见光谱（UV-vis spectroscopy）、气相色谱 - 质谱联用仪（GC-MS）和高效液相色谱 - 质谱联用仪（HPLC-MS）对其降解中间代谢产物进行表征。此外，通过逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）分析了参与 CV 降解的关键酶的基因表达水平，并提出了一种潜在的 CV 降解途径。结果显示，模拟废水中 CV、MG 和 CR 的降解率分别达到 97%、92% 和 58%。同时，COD、无机磷、硝基和亚硝基化合物的降解率分别高达 89.51%、92.83%、86.49% 和 85.91%。R. palustris降解 CV 的中间代谢产物包括隐色结晶紫、三苯甲烷和苯酚。值得注意的是，在 CV 存在的情况下，NADH - 醌氧化还原酶（NADH-QO）、NADH - 铁氧化还原蛋白氧化还原酶（NADH-FO）、细胞色素 P450（P450）、甲基转移酶（Mett）和亚硝酸还原酶（Nir）的基因表达水平上调。基于这些发现，提出了R. palustris降解 CV 的潜在途径：CV 通过硝基还原酶进行脱氨反应，随后三苯甲烷经氧化还原酶裂解为苯和甲苯，甲苯再由甲基转移酶转化为苯酚。尽管已提出R. palustris降解 CV 的潜在途径，但这仍只是一个假设。还需通过转录组学全面研究R. palustris中与染料降解相关的基因，并进一步验证本研究提出的结晶紫降解途径。