CN103011416A

CN103011416A - 蜡状芽孢杆菌菌株作为降解草甘膦的应用

Info

Publication number: CN103011416A
Application number: CN2012104313326A
Authority: CN
Inventors: 刘颖超; 王聪; 董金皋
Original assignee: 刘颖超
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明公开了蜡状芽孢杆菌菌株作为降解农药草甘膦的应用。将蜡状芽孢杆菌菌株用作降解除草剂草甘膦，可以净化草甘膦生产过程中的污水，从根本上解决了草甘膦生产过程中的环境污染问题。

Description

蜡状芽孢杆菌菌株作为降解草甘膦的应用

技术领域

本发明涉及蜡状芽孢杆菌对于农业植物保护领域的一种应用，特别是涉及一种蜡状芽孢杆菌菌株作为降解除草剂草甘膦的应用。

背景技术

草甘膦(glyphosate)化学名为N-膦酸甲基甘氨酸，属于灭生性输导型茎叶处理剂，很容易经植物叶部吸收，迅速通过共质体而输导至植物的其他部位杀死杂草。是目前世界上使用量最大的除草剂，草甘膦进入植物体内以后，会和磷酸烯醇式丙酮酸竞争性地与5-烯醇式丙酮酸莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)结合，使EPSPS永久地失去活性。EPSPS主要存在于细菌、真菌、藻类和高等植物体内，它是生物合成芳香族氨基酸包括色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸过程中一个重要的酶。随着杂草对于草甘膦耐受性的增强，需要不断的提高使用草甘膦的使用次数及浓度，一旦超过作物的耐受程度，则作物也会随之受害，进而造成经济损失。目前草甘膦抗性菌株主要来源于草甘膦耐受性好或降解率高的微生物体。近年来，从自然界筛选出很多具有抗草甘膦或降解草甘膦的菌株，成为转基因作物开发研究的热点。已发现的具有高抗或降解草甘膦效果的菌株主要包括如下几个属：假单胞菌属(Pseudomonas)，欧文氏菌属(Erwinia)，黄杆菌属(Flavobacterium)，芽孢杆菌属(Bacillus)，产碱杆菌属(Alcalligenes)，节杆菌属(Arthrobacter)，根瘤菌科(Rhizobiaceae)，人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)，拟青霉菌属(Paecilomyes Bainier)，青霉菌属(Penicillium sp.)等。

蜡状芽孢杆菌菌落为灰白色，不透明，表面较粗糙，似毛玻璃状或融蜡状，菌落较大。菌体细胞杆状，末端方，成短或长链；产芽孢，芽孢圆形或柱形，中生或近中生；孢囊无明显膨大。生长温度范围20～45℃，10℃以下生长缓慢或不生长。存在于土壤、水、空气以及动物肠道等处。在葡萄糖肉汤中厌氧培养产酸，从乳糖、甘露醇、木糖不产酸，分解碳水化合物不产气。大多数菌株还原硝酸盐，50℃时不生长。在100℃下加热20min可破坏这类菌。众多研究发现，蜡状芽孢杆菌能降解农药和有害化学物质。蜡状芽孢杆菌能降解农药的种类有拟除虫菊酯类、有机磷类。陈少华等研究发现蜡状芽孢杆菌ZH-3在72h内能降解50ppm氯氰菊酯(Chen S H，Luo J J，Hu M Y，etal.Enhancement of cypermethrin degradation by a coculture of Bacilluscereus ZH-3and Streptomyces aureus HP-S-01[J].Bioresourcetechnology，2012，110(4)：97～104.)。Baljinder等发现蜡状芽孢杆菌PU接种7d后能降解87.40％马拉氧磷和49.31％马拉硫磷(Baljinder S，Jagdeep K，Kashmir S.Biodegradation of malathion by Brevibacillus spstrain KB2 and Bacillus cereus strain PU[J].World Journal ofMicrobiology&Biotechnology，2012，28(3)：1133～1141.)。蜡状芽孢杆菌能降解的有害化学物质种类有沥青、污泥、酚类和碳氢化合物等。如Tavassoli等研究发现蜡样芽孢杆TMU8-2能降解40～46％的沥青(Tavassoli T，Mousavi S M，Sh ojaosadati S A，et al.Asphaltenebiodegradation using microorganisms isolated from oil samples[J].Fuel，2012，96(1)：142～148.)。Ram等发现三科菌株粘质沙雷氏菌、液化沙雷氏菌、蜡状芽孢杆菌对造纸厂废水具有净化和解毒作用(Ram C，Rachna S，Sangeeta Y.Effect of bacterial inoculum ratio in mixed culturefor decolourization and detoxification of pulp paper mill effluent[J].Journal of Chemical Technology and Biotechaology，2012，87(3)：436～444.)。通过检索，尚未发现蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)降解或高抗草甘膦除草剂的相关文献报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种蜡状芽孢杆菌菌株作为降解农药草甘膦的应用。

本发明的技术方案为：蜡状芽孢杆菌菌株作为降解农药草甘膦的应用。

本发明涉及的蜡状芽孢杆菌菌株编号CW-1，该新菌种已委托“和国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”进行保藏，菌株名称：蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)，保藏单位简称：CGMCC，保藏日期2012年03月07日，保藏编号：N0.5854。见保存(存活)证明。经生理生化实验和16SrDNA序列比对鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)。此菌株菌体细胞杆状，末端方，成短或长链，1.0～1.2×3.0～5.0μm。产芽孢，芽孢圆形或柱形，中生或近中生，1.0～1.5μm，孢囊无明显膨大。革兰氏阳性，无荚膜，运动。菌落大，表面粗糙，扁平，不规则。生长温度范围20～45℃，在LB固体培养基上菌落为灰白色，不透明，表面较粗糙，似毛玻璃状或融蜡状，菌落较大。

为了更好地理解本发明的实质，下面提供本发明申请提交“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”进行保藏的蜡状芽孢杆菌菌株(Bacillus cereus)降解草甘膦的对比试验表：

分别准确称取1.163g草甘膦铵盐、1.010g敌敌畏、敌百虫、马拉硫磷标准品(含量均为99.0％)，40％辛硫磷乳油2.50g、40％毒死蜱乳油2.50g，用无菌水溶解配制成1000mg·L^-1的母液，向改良富集培养基中添加上述药剂的母液，使终浓度为500mg·L^-1，分别接种1mL浓度为OD₆₀₀＝1蜡状芽孢杆菌菌株的菌悬液，总体积共100mL。以只添加上述药剂和只接种蜡状芽孢杆菌菌株的培养基为对照，每个处理重复3次。置于30℃、140rpm条件下培养5d，检测各处理中农药含量，计算降解率，明确该菌株对不同药剂的降解率，结果见表1：

表1蜡状芽孢杆菌菌株对不同农药的降解率

农药名称	降解率(％)
		草甘膦	87.3
辛硫磷	1.2
		马拉硫磷	0.3
毒死蜱	0.8
		敌敌畏	1.7
敌百虫	2.1

从表1的结果中得出：蜡状芽孢杆菌菌株在500mg·L^-1时，对草甘膦的降解率为87.3％，对供试的其他有机磷农药基本不降解，降解率均在2.1％以下，说明蜡状芽孢杆菌菌株对草甘膦有很强的降解能力。

准确称取11.63g草甘膦铵盐，用无菌水溶解配制10000mg·L^-1的母液，向改良富集培养基中添加草甘膦母液，使终浓度分别为500mg·L^-1，1000mg·L^-1，1500mg·L^-1，2000mg·L^-1，2500mg·L^-1，分别接种1mL浓度为OD₆₀₀＝1蜡状芽孢杆菌菌株的菌悬液，总体积共100mL。以只添加草甘膦和只接种蜡状芽孢杆菌菌株的培养基为对照，每个处理重复3次。置于30℃、140rpm条件下培养5d，检测各处理中草甘膦含量，计算降解率，结果见表2。

表2蜡状芽孢杆菌菌株对不同浓度草甘膦的降解情况

浓度(mg·L^-1)	500mg·L^-1	1000mg L^-1	1500mg L^-1	2000mg·L^-1	2500mgL^-1
						降解率(％)	87.3	912	97.8	72.1	58.9

从表2中得出：当草甘膦浓度为1500mg·L^-1时，蜡状芽孢杆菌菌株对草甘膦的降解率为97.8％，都优于其他处理。

实施例1

将30mL取自农药厂草甘膦生产线排污口的废水加至100mL三角瓶中，废水样品分为灭菌和未灭菌处理，添加草甘膦母液至废水样品中，使废水样品中的草甘膦的浓度为1500mg·L^-1。分别接种0.3mL浓度为OD₆₀₀＝1蜡状芽孢杆菌菌株的菌悬液，接种后第0，1，2，3，4，5，6，7d取样，测定草甘膦的降解率，结果见表3。

表3蜡状芽孢杆菌菌株对草甘膦废水的降解率

由此可得出，将蜡状芽孢杆菌菌株用作降解除草剂草甘膦，可以净化草甘膦生产过程中的污水，从根本上解决了草甘膦生产过程中的环境污染问题。

Claims

1.蜡状芽孢杆菌菌株作为降解农药草甘膦的应用。