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随着环境污染问题愈来愈突出,其越来越成为人们关心的问题。目前,对于环境污染物的处理主要集中使用的是物理和化学方法,这两种方法虽然效果较好,但是成本较高,并且会经常产生二次污染物。相比较来说,生物降解污染物的方法具有成本相对较低,产生的二次污染物较少,生态恢复性好等明显的优点,对于生态系统稳定性较差的人类活动的生态系统更具有优势,因而成为现在研究的热点。芥子气是一种化学战剂,其毒性较大,可以强烈糜烂腐蚀皮肤、粘膜,也可通过呼吸道和皮肤侵入人体和动物体内,直接破坏组织细胞,以及超致死量时强烈刺激神经系统兴奋,改变神经细胞的尼氏体溶解及空泡。环境中残留的芥子气在碱性条件下易发生水解,形成仍会对人类具有毒性作用的硫二甘醇(TDG),因此TDG仍然存在需要进一步降解的问题。本文主要围绕难以生物降解污染物TDG进行微生物降解性能的研究。以TDG降解菌株Burkholderia sp.01S为研究对象,分别探究菌株01S降解硫二甘醇的最佳生存浓度及其它理化性质；通过高效液相(HPLC)和气质液相(GC-MS)对0lS降解硫二甘醇过程中产生的代谢产物的鉴定结果,提出了可能的硫二甘醇降解的两条代谢通路；最后通过蛋白组学分析,推测了可能参与01S降解硫二甘醇的蛋白质,并对其参与TDG代谢的候选基因及其编码的蛋白进行了初步的探索。本研究获得主要结果如下：1.对Burkholderia sp.01S降解TDG的生物学特性进行了研究。为了确定01S降解TDG的最佳降解浓度,通过设置TDG浓度梯度进行研究。实验结果表明,TDG浓度在3000ppm时,其生长最佳。此外,我们还对温度、pH、溶氧量对其在降解TDG过程中影响和其对与TDG结构相似物质降解特性进行了研究。2.提出Burkholderia sp.01S降解TDG可能的代谢通路。我们使用HPLC和GC-MS技术对Burkholderia sp.01S降解TDG的中间代谢产物进行分析,根据鉴定到的五种化合物并结合相关文献,提出来了Burkholderia sp.01S降解TDG可能的两条代谢通路。其中涉及涉及碳硫键断裂、加氧氧化等化学反应过程。3.通过蛋白组学的方法探索Burkholderia sp.01S可能参与降解过程的蛋白质。本研究利用iTRAQ技术对Burkholderia sp.01S分别在甘油和TDG中的蛋白质进行检测,共检测出差异倍数在1.5倍以上且其P值小于0.05的180个差异蛋白,其中在TDG中上调的蛋白由124个,下调蛋白56个。对这些差异基因的功能及生物学途径分析分析,发现,该菌株在降解TDG的过程中,主要是通过启动三羧酸循环和乙醛酸循环为其生长和代谢提供能量和相应的中间代谢产物。差异基因从功能分类来看,主要以参与氨基酸的转运和代谢、碳水化合物的转运和代谢以及能量产生和转化的蛋白质所占比例最大。4.在Burkholderia sp.01S的全基因组测序已完成的基础上,将发生上调的蛋白编码基因进一步与不具有降解TDG活性但与Burkholderia sp.01S菌株亲缘关系最近的Burkholderia xenovorans LB400的基因组进行比较分析,发现8个蛋白是Burkholderia sp.01S所特有的。综合蛋白的功能注释和表达差异的显著性,我们选取BurkGL001217、BurkGL001688、BurkGL002992、BurkGL006539四个蛋白作为后续研究蛋白。构建以上四个候选基因的基因敲除载体,利用同源单交换的方法敲除基因,验证基因的功能。本论文创新性为:1.首次在Burkholderia sp中提出了降解硫二甘醇的代谢通路。2.首次对伯克霍尔德属中TDG降解菌株Burkholderia sp.01S关于降解硫二甘醇的相关蛋白进行蛋白组学研究,探讨可能参与TDG降解的蛋白。