CN104004684B - 一株多环芳烃降解菌s8-t8-L9及其应用 - Google Patents
一株多环芳烃降解菌s8-t8-L9及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
一株多环芳烃降解菌s8-t8-L9及其应用,涉及环境污染物生物处理。所述一株多环芳烃降解菌(Bacillus sp.)s8-t8-L9,登记入册编号为CGMCC No.9032。可在降解各种有机化合物中应用。所述有机化合物为多环芳烃类化合物,所述多环芳烃类化合物包括但不限于萘,菲,芘等化合物。该菌含有与多环芳烃相关的基因。这些基因在该菌降解多环芳烃时发挥重要作用。该菌能够利用混合PAHs,萘,菲,芘等多环芳烃以及柴油作为唯一能源和碳源生长繁殖,该菌20天能将无机盐培养基中的混合PAHs,萘,菲,芘,柴油降解57.94%,58.46%,52.14%,23.14%,47.54%。
Description
技术领域
本发明涉及环境污染物生物处理,尤其是涉及一株多环芳烃降解菌s8-t8-L9及其应用。
背景技术
多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbon,PAHs)是分子中含有两个以上苯环的碳氢化合物,包括萘、蒽、菲、芘和苯并芘等在内的150余种。它们化学结构十分稳定,不易挥发(蒸气压:0.0015×10-9~0.0051mmHg,25℃),难溶于水(0.00014~2.1mg/L,25℃),熔沸点高(>100℃)(SatoH,AokiY.Mutagenesisbyenvironmentalpollutantsandbio-monitoringofenvironmentalmutagens[J].CurrDrugMetab.2002,3(3):311-319;PhillipsDH.Fiftyyearsofbenzo(a)pyrene[J].Nature.1983,303(5917):468-472;SternbergSS.Thecarcinogenesis,mutagenesisandteratogenesisofinsecticides.Reviewofstudiesinanimalsandman[J].Pharmacology&Therapeutics.1979,6(1):147-166.)。高环多环芳烃(四个环以上)具有“三致”用,即:“致畸”、“致癌”和“致突变”作用。美国环境保护局列出地优先治理污染物黑名单中就包括16种PAHs,其中7种是可能的致癌物质,而苯并芘是第一个被发现的环境化学致癌物(AutrupH,HarrisCC,TrumpBFetal.Metabolismofbenzo(a)pyreneandidentificationofthemajorbenzo(a)pyrene-DNAadductsinculturedhumancolon[J].CancerRes.1978,38(11Pt1):3689-3696.)。
海洋中PAHs的主要行为有挥发、与沉积物互作和生物积累。挥发过程取决于PAHs的蒸气压和溶解度等特征,蒸气压越低挥发率越低,发生挥发作用的PAHs主要是两环的,四环以上的PAHs的挥发作用是很小的;由于PAHs的憎水性使得它易于分配进入富含有机物的沉积物和颗粒物,这给微生物对PAHs降解造成了困难;生物积累其实也是一个PAHs在水和有机物之间平衡分配过程,由于它的高脂溶性,所以易被水生生物吸收(林颖,蔡容华.芳香族化合物生物降解的研究进展[J].福建轻纺.2006,(002):6-10.)。在上世纪80年代就发现,将乌贼暴露于原油90d后,发现其组织中的主要PAHs与原油中相同,而萘的富集倍数高达150倍。1997年,俄罗斯油轮在日本海发生油的泄漏事故,在该漏油事件发生后的第1个月,该环境中一种鱼体内的PAHs迅速上升,但到第2个月该鱼体内PAHs浓度又恢复到原来的浓度。
微生物降解是海洋环境(尤其是沉积物环境)中PAHs去除的最主要途径,微生物降解分好氧降解和厌氧降解(DuaM,Singh,A.,Sethunathan,N.,Johri,A.K..Biotechnologyandbioremediation:successesandlimitations[J].ApplMicrobiolBiotechnol.2002,59(2-3):143-152.)。多数好氧降解限速步骤是第一步双加氧酶对苯环氧化生成二氢二醇,然后通过断裂加氧酶的作用使双羟基化的PAHs开环,生成中间产物儿茶酚或儿茶酸,再开环生成乙醛和琥珀酸进入三羧酸循环。白腐菌或木质素降解菌降解PAHs的第一步是通过过氧化氢或虫漆酶催化生成喹啉,而后苯环开裂生成羧酸。目前从海洋环境中分离到的好氧PAHs降解菌主要集中在以下菌属:Sphingomonas、Novosphingobium、Cyclocasticus、Neptunomonas、Pseudomonas、Marinobacter、Halomonas。
发明内容
本发明的目的是提供一株多环芳烃降解菌(Bacillussp.)s8-t8-L9。
本发明的另一个目的是提供一株多环芳烃降解菌(Bacillussp.)s8-t8-L9在降解各种有机化合物中的应用。
所述一株多环芳烃降解菌(Bacillussp.)s8-t8-L9,已于2014年04月09日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮政编码:100101,登记入册编号为CGMCCNo.9032。多环芳烃降解菌(Bacillussp.)s8-t8-L9来源于南大西洋的海底表层沉积物,经人工富集培养、分离纯化得到。该菌为革兰氏染色阳性的芽孢属(Bacillussp.)的菌株s8-t8-L9,生物学特性为触酶阳性,氧化酶阳性,非发酵型,专性需氧,菌体形态为呈圆形,乳白色不透明,边缘规则,表面光滑凸起,无晕环,直径3~4mm。该菌的最适生长条件为:pH=6.5~8.5,温度28~30℃。
所述一株多环芳烃降解菌(Bacillussp.)s8-t8-L9可在降解各种有机化合物中应用。
所述有机化合物为多环芳烃类化合物,所述多环芳烃类化合物包括但不限于萘,菲,芘等化合物。
对所述多环芳烃降解菌(Bacillussp.)s8-t8-L9进行基因组测序发现,该菌含有与多环芳烃相关的基因。这些基因在该菌降解多环芳烃时发挥重要作用。
实验证明,该菌能够利用混合PAHs,萘,菲,芘等多环芳烃以及柴油作为唯一能源和碳源生长繁殖,该菌20天能将无机盐培养基中的混合PAHs,萘,菲,芘,柴油降解57.94%,58.46%,52.14%,23.14%,47.54%。
附图说明
图1为s8-t8-L9在各种碳源中的降解率。
具体实施方式
实施例一:Bacillussp.s8-t8-L9的分离与降解混合多环芳烃的性能
现场采集南大西洋的海底表层沉积物,采用100mL海水培养基加入萘、菲、芘混合多环芳烃在25℃180r/min条件下进行富集培养。两周后,在固体培养基(M2)中稀释涂布平板,得到多株纯菌,纯菌经过接种至液体培养基中验证其降解石油烃的能力,最后得到一株多环芳烃烃的高效降解菌s8-t8-L9,该菌经16SrDNA鉴定为芽孢菌属(Bacillussp.)。固体培养基(M2)的成分:乙酸钠5g/L,柠檬酸钠0.05g/L,普通肉汤培养基0.5g/L,蛋白胨0.1g/L,酵母粉0.1g/L,苹果酸0.05g/L,葡萄糖1g/L,蔗糖0.5g/L,硝酸铵1g/L,氯化铵0.2g/L,酒石酸钠0.05g/L,可溶性淀粉0.5g/L,琼脂粉15g/L,加海水至1L,调pH7.5,115℃高压蒸汽灭菌30min后补加1%体积已灭菌的KH2PO4溶液(10g/L,pH6.7)及0.1%体积0.22μm滤膜除菌的FeSO4(0.4g/L)。
将Bacillussp.s8-t8-L9接种至含萘、菲、芘混合多环芳烃的海水培养基中,在180r/min、25℃摇床中培养20天后,测定该菌对于混合多环芳烃的降解能力,经过测定得到,该菌对含萘、菲、芘混合多环芳烃的降解率为57.94%(图1)。
实施例二:Bacillussp.s8-t8-L9单多环芳烃的降解性能测定
将Bacillussp.s8-t8-L9接种至不同碳源(萘,菲,芘,柴油)的人工海水培养基(MMC)中,同时设置底空白对照(只加底物不加菌),在180r/min、28℃摇床中培养20天后观察菌株的生长状况,并测定该菌对各底物的降解率。结果表明该菌株能够利用萘,菲,芘,柴油生长,降解率分别为58.46%、52.14%、23.14%、47.54%(见图1)。
人工海水培养基(MMC):NaCl24g/L,MgSO4·7H2O7g/L,NH4NO31g/L,KCl0.7g/L,KH2PO42g/L,Na2HPO43g/L,pH7.4。灭菌后补加适量微量元素混合液,微量元素经0.22μM滤膜过滤除菌。
MMC微量元素混合液:CaCl2,2mg/L;FeCl3·6H2O,50mg/L;CuSO4,0.5mg/L;MnCl2·4H2O,0.5mg/L;ZnSO4·7H2O,10mg/L。
实施例三:Bacillussp.s8-t8-L9相关芳香烃降解基因的应用
将Bacillussp.s8-t8-L9进行基因组测序,从基因组中寻找与石油烃和芳香烃降解相关的基因,发现了与芳香烃降解相关的基因(表1)。
表1Bacillussp.s8-t8-L9基因组中与石油烃和芳香烃降解相关基因
所述基因能在该菌对于芳香烃的降解起到重要作用。
Claims (2)
1.一株多环芳烃降解菌Bacillussp.s8-t8-L9在高盐度水体中降解多环芳烃类化合物中的应用,其特征在于,所述一株多环芳烃降解菌Bacillussp.s8-t8-L9已于2014年04月09日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,登记入册编号为CGMCCNo.9032;所述多环芳烃类化合物包括但不限于萘,菲,芘化合物。
2.一株多环芳烃降解菌Bacillussp.s8-t8-L9,其特征在于,已于2014年04月09日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,登记入册编号为CGMCCNo.9032。
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