石油开采以及运输过程造成的石油泄漏对于环境污染日益严重。与传统物理或化学修复相比,生物修复不会造成二次污染,而且节能环保。但实际石油污染的环境中常常伴随有很高的盐度,这些盐会严重抑制微生物的生长,造成修复效果大大下降。针对这个情况,我们筛选得到了一株高效的柴油降解菌株对其耐盐机制以及胞外聚合物的性质与结构进行了探究。(1)由新疆克拉玛依油田筛选得到菌株HX-2,通过革兰氏染色和扫描电镜观察确定其为革兰氏阳性菌,不运动,短杆状,无芽孢,具有典型的八字型排列特征。在LB固体平板上的菌落形态为:菌落大小1-2mm,黄色,边缘完整,圆形,不透明,凸起有光泽。综合菌株HX-2的生理生化特征和16S rRNA序列分析结果,初步确定菌株HX-2为红球菌,并命名其为Rhodococcus sp.HX-2。该菌株可耐受的最高盐度(NaCl)和柴油浓度分别为10%和8000mg/L;菌株生长及降解的最适p H和温度分别为7.0和25℃;在盐度为5%以内,p H为7.0,温度为25℃,菌种投加量为2%的条件下,初始浓度为4000mg/L的柴油经4d降解后,降解率均超过50%且盐度为10%下对柴油仍有10.3%的降解率。(2)对HX-2的耐性机制研究表明,盐浓度变化时细胞内K~+/Na~+和外界浓度无显著差异,而相容性溶质(甜菜碱)随着NaCl浓度的增加而积累。外源添加甜菜碱可以被转运至胞内积累且提高了在高盐条件下对柴油的降解率。这些结果表明甜菜碱的积累是HX-2应对高盐环境的主要机制。(3)HX-2菌株中检测到四个甜菜碱转运蛋白H0,H1,H3,H5和一个甜菜碱产生相关基因betB受NaCl胁迫的响应。转录分析表明,NaCl胁迫诱导了H0,H1,H3,H5和betB的产生;扫描电镜数据表明,外源甜菜碱刺激胞外多糖的产生而进一步提高了耐盐性。在含高盐的柴油降解培养基以及实际柴油污染土壤中,外源添加甜菜碱促进了HX-2细胞的生长和对柴油的降解效率。(4)在MSM培养基中生产的胞外多糖(HPS)粗品通过响应面软件优化使其产量达到8.957g/L。对HPS粗品进行DEAE-纤维素柱和Sepharose柱纯化后纯品的产量达到3.736g/L。通过凝胶色谱测定HPS的分子量为1.04×10~6 Da。HPS中的总碳水化合物、蛋白质和脂质含量分别为79.24%、5.204%和8.45%。HPS中的单糖组成为岩藻糖、葡萄糖醛酸、半乳糖、甘露糖和葡萄糖,质量百分比分别为4.79%,15.84%,24.83%,26.66%和27.29%。(5)红外光谱表明HPS中存在大量羟基。核磁共振结果表明HPS中的多糖具有α和β构型。通过热重分析确定HPS的降解温度为255.4℃。通过扫描电镜观察HPS具有网状结构,原子力显微镜观察HPS呈现直链状。同时,HPS的水溶性指数和持水性指数分别为92.15±3.05%和189.45±5.65%。在HPS浓度为1mg/ml,搅拌速度为30rpm的条件下,溶液粘度为18m Pa·s。最后,在L929正常细胞,A549、SMMC-7721和Hela细胞上评估了HPS体外抗癌活性。HPS在一定浓度下抑制癌细胞的生长,而不会损害正常细胞。