四、生物降解性測(cè)定的完整過程

生物降解的過程總體上和傳統(tǒng)上的微生物純培養(yǎng)是一致的，都是利用基質(zhì)取得能量和前體物質(zhì)合成新的細(xì)胞生物量，但又有明顯的差異，這些差異表現(xiàn)在:①測(cè)定常在野外現(xiàn)場(chǎng)或用取自野外地點(diǎn)的樣品(水、土、沉積物、工業(yè)排放水等)進(jìn)行。②相關(guān)的基質(zhì)是環(huán)境污染物，其和微生物生理學(xué)家傳統(tǒng)的研究基質(zhì)結(jié)構(gòu)類似性較小。③被研究的污染物在環(huán)境中的濃度常常很低。④自然的微生物群落作為降解反應(yīng)生物群，人們對(duì)它們是不了解的。⑤當(dāng)用純培養(yǎng)研究污染物代謝時(shí)，生物一般已從野外生境分離，而選擇的依據(jù)是培養(yǎng)物的生物降解能力。

生物降解性測(cè)定從方法學(xué)上說應(yīng)是設(shè)計(jì)出一系列實(shí)驗(yàn)來證實(shí)、測(cè)定和揭示污染物的純化學(xué)改變以及對(duì)有機(jī)污染物歸宿產(chǎn)生影響的相關(guān)的微生物生物學(xué)和遺傳學(xué)特征。這個(gè)過程類似于證明傳染病病原體的過程。完整的生物降解研究包括二個(gè)階段(圖8-44)。第一階段處理土壤、沉積物、水和工業(yè)排出水樣品，并構(gòu)成一個(gè)黑箱(black boxes)，再以分析化學(xué)方法測(cè)定污染化合物消失。第二階段開始污染物降解微生物的分離純化，然后再進(jìn)行精確的生理和酶學(xué)評(píng)價(jià)，并對(duì)編碼降解基因的DNA序列、表達(dá)及調(diào)控作分子水平的研究。但一般的生物降解試驗(yàn)僅進(jìn)行第一階段。

第一階段:實(shí)驗(yàn)富集和凈代謝活性的測(cè)定

第二階段:純培養(yǎng)的分離和污染物代謝的生理學(xué)、生物化學(xué)和分子基礎(chǔ)的檢測(cè)

圖8-44　理解生物降解過程的二個(gè)階段方法，第一階段從環(huán)境樣品開始，第二階段延伸到單種微生物代謝污染物的生物化學(xué)和分子方面