CN112481150B - 一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用 - Google Patents

一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN112481150B
CN112481150B CN202010095233.XA CN202010095233A CN112481150B CN 112481150 B CN112481150 B CN 112481150B CN 202010095233 A CN202010095233 A CN 202010095233A CN 112481150 B CN112481150 B CN 112481150B
Authority
CN
China
Prior art keywords
strain
vinyl chloride
degrading
soil
organic matters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010095233.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112481150A (zh
Inventor
何建中
杨昆霖
丁昶
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National University of Singapore
Original Assignee
National University of Singapore
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National University of Singapore filed Critical National University of Singapore
Priority to CN202010095233.XA priority Critical patent/CN112481150B/zh
Publication of CN112481150A publication Critical patent/CN112481150A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112481150B publication Critical patent/CN112481150B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/10—Reclamation of contaminated soil microbiologically, biologically or by using enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/06—Contaminated groundwater or leachate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供了一株降解氯乙烯类有机物的菌株，该菌株命名为GEO，经分子生物学鉴定属于脱卤拟球菌属(Dehalococcoides mccartyi)，于2019年7月23日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC 18288。还提供了一种如前所述的降解氯乙烯类有机物的菌株在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用。为氯乙烯类污染场地的修复提供高效的生物菌剂，为降解土壤中氯乙烯类污染物提供新的种质资源。

Description

一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染 土壤或地下水修复中的应用
技术领域
本发明涉及受污染场地生物降解处理技术领域，尤其是涉及一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用。
背景技术
三氯乙烯(TCE)是无色透明液体，可代替苯和汽油作为溶剂，被广泛用于工业生产中。TCE在环境中易发生迁移，可通过挥发、容器泄漏和废水排放等途径进入环境，成为土壤和地下水有机污染中最普遍的污染物。三氯乙烯不仅污染环境，对人体健康也有很大的影响，具有“三致”作用，被生态环境部与国家卫生健康委员会列入了《有毒有害水污染物名录(第一批)》。三氯乙烯降解产物二氯乙烯(DCE)和氯乙烯(VC)也都是有毒致癌物质，威胁人类健康。
微生物降解法是指将毒害污染物转化为毒害较小、甚至无毒害的代谢产物的降解方法，与传统的物理或者化学降解方法相比，对环境不造成二次污染，因此成为处理氯乙烯类污染的主要方式。
TCE既可以通过好氧共代谢途径降解，又可以在适宜条件下被厌氧生物降解。由于土壤和地下水环境通常是厌氧条件，研究表明厌氧还原脱氯对于高氯代溶剂是主导的生物化学过程。目前，已知能够降解氯乙烯类污染物的厌氧混合菌群或菌株，大部分只能将三氯乙烯降解成二氯乙烯，甚至会产生毒害更严重的氯乙烯。只有Dehalococcoides mccartyi的菌株可以完全降解三氯乙烯、二氯乙烯和氯乙烯至乙烯。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一株降解氯乙烯类有机物的菌株，为氯乙烯类污染场地的修复提供高效的生物菌剂，为降解土壤中氯乙烯类污染物提供新的种质资源。
本发明的第二个目的在于提供一种降解氯乙烯类有机物的菌株在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用，可高效降解土壤或地下水中氯乙烯类污染物。
为了解决上述第一个技术问题，本发明提供了一株降解氯乙烯类有机物的菌株，该菌株命名为GEO，经分子生物学鉴定属于脱卤拟球菌属 (Dehalococcoides mccartyi)，于2019年7月23日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏地址是北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏编号为CGMCC 18288。
优选地，该菌株为严格厌氧菌，无鞭毛不可运动及圆盘状细菌，直径在0.3-1微米，厚度为0.1-0.2微米。
为了解决上述第二个技术问题，本发明还提供了一种降解氯乙烯类有机物的菌株在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用，所述氯乙烯类有机物为三氯乙烯、1,1-二氯乙烯、反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯和氯乙烯中的一种或两种或两种以上。
优选地，所述菌株的接种量为103～105个/ml。
与现有技术相比，本发明菌株存在如下有益效果：
(1)本发明菌株GEO能够将有害的三氯乙烯、1,1-二氯乙烯、反-1,2- 二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯和氯乙烯经过脱氯，完全降解为无毒害的乙烯，同时在降解过程中不会累积产生二氯乙烯和氯乙烯等对有害的中间体；
(2)本发明菌株GEO的vcrA基因表达蛋白能以268nmol/min/mg的速率完成氯乙烯的脱氯反应，比目前报道的其它菌株快两倍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用作进一步的详细描述。
图1为本发明Dehalococcoides mccartyi GEO菌株对氯乙烯类污染土壤的降解效果示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一株降解氯乙烯类有机物的菌株，该菌株命名为GEO，经分子生物学鉴定属于脱卤拟球菌属(Dehalococcoides mccartyi)，于2019 年7月23日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏地址是北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，保藏编号为CGMCC 18288。
该菌株为严格厌氧菌，无鞭毛不可运动及圆盘状细菌，直径在0.3-1 微米，厚度为0.1-0.2微米。
本发明还提供了一种降解氯乙烯类有机物的菌株在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用，所述氯乙烯类有机物为三氯乙烯、1,1-二氯乙烯、反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯和氯乙烯中的一种或两种或两种以上。
所述菌株的接种量为103～105个/ml。
实施例1本发明菌株GEO的富集培养、纯化、筛选及鉴定
(1)液体培养基制备：
去离子水1000ml、1g NaCl、0.5g MgCl2·6H2O、0.2g KH2PO4、0.3g NH4Cl、 0.3gKCl、0.015g CaCl2·2H2O、30mM NaHCO3、1.5mg FeCl2·4H2O、0.1mg MnCl2·4 H2O、0.2mMNa2S，厌氧处理，pH＝7.2-7.4，121℃灭菌20min。
随后加入10mM乙酸，0.33atm氢气和0.65mM三氯乙烯。
(2)菌株的富集培养、纯化：
从厌氧活性污泥中取得污泥样品，在液体培养基中加入10mM乙酸， 0.33atm氢气和0.65mM三氯乙烯，经3个月避光静置恒温30℃培养后，经检测获得能够完全降解至乙烯的初代培养物。经过至少三代的富集培养获得无沉积物混合菌液。
(3)菌株的分离与纯化
将富集的培养液继续30代连续稀释培养，随后混凝培养获得单一菌落。在富集筛选培养过程中，通过对氯乙烯降解的检测确保菌株的生物降解活性。
(4)菌种鉴定
从菌株中提取基因组DNA,利用16S rDNA对菌株进行序列分析：
16S rDNA利用通用引物27F(5’-AGTTTGATCMTGGCTCAG-3’)和1492R(5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3＇)进行PCR扩增。
从菌株中提取基因组DNA,利用vcrA对菌株进行定量检测：
vcrA基因利用vcrA11F(5’-GTA TGG TCC GCC ACA TGA TTC-3’)和 vcrA11R(5’-TCT TCT GGA GTA CCC TCC CAT TT-3’)进行实时荧光定量 PCR扩增。
通过与NCBI genbank数据库进行对比，16S rDNA与脱卤拟球菌相似度最高，达到99.9％，初步确定菌株为脱卤拟球菌，并将其命名为 Dehalococcoides mccartyi strainGEO。
实施例2菌株GEO在氯乙烯类污染土壤修复中的应用
菌悬液制备：将菌株转接至加入10mM乙酸、0.33atm氢气和0.65mM 三氯乙烯的液体培养基，避光静置恒温30℃培养14d。将培养的菌液 10,000rpm离心10min收集菌体，用生理盐水洗涤3次后制成菌悬液。
本试验所采用的污染土壤采集于新加坡某河口处地下15-20cm处，采集回来的土壤以20％的体积比例加入液体培养液形成土壤混合液，在160ml 厌氧培养瓶中加入100ml土壤混合液和10mM乳酸，去除土壤混合液溶解氧后按105个/ml菌株GEO接种量进行接种，pH7.2-7.4,恒温30℃避光静置，培养12d。每两天取气相样品100μl，检测代谢产物。
菌株GEO对污染土壤降解效果如图1所示，菌株GEO对三氯乙烯污染土壤具有很好的降解效果，实验8d，土壤中三氯乙烯降解率达到100％，实验12d，降解三氯乙烯过程中产生的中间产物氯乙烯也全部降解完毕。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一株降解氯乙烯的菌株，其特征在于，该菌株命名为GEO，经分子生物学鉴定属于Dehalococcoides mccartyi，于2019年7月23日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC 18288。
2.根据权利要求1所述的降解氯乙烯的菌株，其特征在于，该菌株为严格厌氧菌，呈圆盘型。
3.一种如权利要求1所述的降解氯乙烯的菌株在氯乙烯污染土壤或地下水修复中的应用。
4.根据权利要求3所述的降解氯乙烯的菌株在氯乙烯污染土壤或地下水修复中的应用，其特征在于，所述氯乙烯为三氯乙烯、1,1-二氯乙烯、反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯和氯乙烯中的一种或两种以上。
5.根据权利要求3至4任一项所述的降解氯乙烯的菌株在氯乙烯污染土壤或地下水修复中的应用，其特征在于，所述菌株的接种量为105 个/ml。
CN202010095233.XA 2020-02-14 2020-02-14 一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用 Active CN112481150B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010095233.XA CN112481150B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010095233.XA CN112481150B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112481150A CN112481150A (zh) 2021-03-12
CN112481150B true CN112481150B (zh) 2022-09-06

Family

ID=74921054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010095233.XA Active CN112481150B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112481150B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115322917B (zh) * 2021-05-11 2023-10-03 中国科学院沈阳应用生态研究所 一株一氯甲烷厌氧降解细菌及其在环境生物修复中的应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5711554B2 (ja) * 2011-02-02 2015-05-07 ＰａＧＥ Ｓｃｉｅｎｃｅ株式会社 トリクロロエテンの完全脱塩素可能な微生物と当該微生物を用いるトリクロロエテンを含有する汚染物の浄化方法
JP2013172666A (ja) * 2012-02-24 2013-09-05 Adeka Corp クロロエテン類の脱塩素が可能な微生物、及び、該微生物を用いるクロロエテン類を含有する汚染物の浄化方法
JP2017055757A (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 国立大学法人東京農工大学 クロロエテン類とγ−ヘキサクロロシクロヘキサンの脱塩素が可能な微生物、及び、当該微生物を用いる浄化方法
CN109019872A (zh) * 2018-08-21 2018-12-18 奥为（天津）环保科技有限公司 一种利用电气石强化脱卤拟球菌脱氯性能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112481150A (zh) 2021-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alegbeleye et al. Bioremediation of polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) compounds:(acenaphthene and fluorene) in water using indigenous bacterial species isolated from the Diep and Plankenburg rivers, Western Cape, South Africa
Kanaly et al. Rhodanobacter sp. strain BPC1 in a benzo [a] pyrene-mineralizing bacterial consortium
Mahmood et al. Potential of newly isolated bacterial strains for simultaneous removal of hexavalent chromium and reactive black‐5 azo dye from tannery effluent
Su et al. Enhancement of polychlorinated biphenyl biodegradation by resuscitation promoting factor (Rpf) and Rpf-responsive bacterial community
Kim et al. Biodegradation of 1, 4-dioxane and transformation of related cyclic compounds by a newly isolated Mycobacterium sp. PH-06
Jun et al. Isolation and identification of a di-(2-ethylhexyl) phthalate-degrading bacterium and its role in the bioremediation of a contaminated soil
US10662487B2 (en) PSEUDOMONAS sp. and a preparation method and application of bifunctional enzyme preparation of Pseudomonas sp
Wang et al. Biodegradability of di-(2-ethylhexyl) phthalate by a newly isolated bacterium Achromobacter sp. RX
JPH04502277A (ja) ハロゲン置換脂肪族炭化水素の生物分解を促進する方法
Aulenta et al. Assessment of natural or enhanced in situ bioremediation at a chlorinated solvent-contaminated aquifer in Italy: a microcosm study
Luo et al. Analysis of community structure of a microbial consortium capable of degrading benzo (a) pyrene by DGGE
Song et al. Identification of biphenyl-metabolising microbes in activated biosludge using cultivation-independent and-dependent approaches
Luo et al. Isolation and characterization of marine diesel oil-degrading Acinetobacter sp. strain Y2
Yu et al. Apparent contradiction: psychrotolerant bacteria from hydrocarbon-contaminated arctic tundra soils that degrade diterpenoids synthesized by trees
Anyasi et al. Identification and characterization of PAH-degrading endophytes isolated from plants growing around a sludge dam
JP6103518B2 (ja) 揮発性有機塩素化合物の脱塩素化能を有する新規微生物およびその利用
CN101935631A (zh) 罗尔斯通氏菌株及其在石油污染盐碱土壤生物修复中的应用
CN112481150B (zh) 一株降解氯乙烯类有机物的菌株及其在氯乙烯类有机物污染土壤或地下水修复中的应用
Watahiki et al. Ecological impact assessment of a bioaugmentation site on remediation of chlorinated ethylenes by multi-omics analysis
JP5711554B2 (ja) トリクロロエテンの完全脱塩素可能な微生物と当該微生物を用いるトリクロロエテンを含有する汚染物の浄化方法
Fathepure et al. Bioaugmentation potential of a vinyl chloride-assimilating Mycobacterium sp., isolated from a chloroethene-contaminated aquifer
Baba et al. Anaerobic biodegradation of polychlorinated biphenyls by a microbial consortium originated from uncontaminated paddy soil
US20200369546A1 (en) Anaerobic-aerobic bioremediation of contaminated water
Terahara et al. Isolation and characterization of Cr (VI)-reducing Actinomycetes from estuarine sediments
JP4416975B2 (ja) 芳香族化合物分解活性細菌及びその製造法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant