一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1及其应用制造技术

技术编号:17794488 阅读:55 留言:0更新日期:2018-04-25 17:56
本发明专利技术涉及一株能够降解头孢类抗生素的白地霉(Galactomyces candidum)CM1,属于微生物技术领域。该菌株已于2017年11月10日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC NO.14633。该菌株易培养,生长快,具有降解头孢类抗生素的功能,同时可降解消除头孢类抗生素对革兰氏阳性菌的毒性和抑制作用。可应用于生产菌剂,处理头孢类抗生素生产企业的废弃物和环境中残留的头孢类抗生素,减少头孢类抗生素对环境和人类产生的危害。

A Geotrichum candidum CM1 and its application in degradation of cephalosporins

The invention relates to a Galactomyces candidum CM1, which can degrade cephalosporins, and belongs to the field of microbial technology. The strain was kept in the general microbial center of the Chinese microbiological preservation management committee in November 10, 2017, with the preservation number of CGMCC NO.14633. The strain is easy to be cultivated, fast growing, and has the function of degrading cephalosporins, and it can also degrade the toxicity and inhibition of cephalosporins to Gram-positive bacteria. It can be used to produce bacteria in the production of cephalosporins and the residues of cephalosporins in the environment and to reduce the harm of cephalosporins to the environment and human.

【技术实现步骤摘要】
一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1及其应用
本专利技术涉及一株能够降解头孢类抗生素的白地霉菌(Galactomycescandidum)CM1,属于微生物

技术介绍
头孢类抗生素是继青霉素之后发现的一类重要的β-内酰胺类抗生素,具有抗菌性强、抗菌谱广且耐青霉素酶等优点,被广泛应用于人类疾病的预防与治疗。据报道,抗生素进入人体和动物体后,不能被完全代谢吸收,有75%-90%的抗生素会以药物原型或代谢产物的形式随排泄物进入环境,有些抗生素的代谢产物的毒性甚至高于母体。另一方面,在头孢类抗生素在发酵过程中会产生大量的菌渣和废水,如果处理不当而排入环境,则可能会在土壤、水体及食品中残留。目前,已在食品、水体和土壤中频繁检测到头孢类抗生素残留,易诱导产生耐药菌及抗性基因,对生态环境和人类健康造成潜在威胁。目前,抗生素的残留问题已成为国内外关注的热点问题。生物降解方法处理抗生素污染,是一种环保、低耗、高效的方法。然而,目前有关头孢类抗生素生物降解的研究报道极少,筛选得到的降解菌株更是稀缺,主要为细菌,仅能降解头孢类抗生素中某一种。细菌在降解抗生素过程中,容易被诱导产生抗性基因。本专利提供一株能够高效降解头孢类抗生素的真菌菌株CM1。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一株能够降解头孢类抗生素的菌株CM1。本专利技术所提供的头孢菌素降解菌株CM1,通过其形态特征观察,并对其18SrDNA进行提取,PCR扩增,在NCBI上进行Blast比对和进化树构建分析,确定该菌株为白地霉(Galactomycescandidum),并命名为白地霉CM1(GalactomycescandidumCM1)。该菌株于2017年11月10日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC),保藏号为:CGMCCNO.14633,保藏单位地址: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。本专利技术所述菌株CM1,适生范围宽,在马丁氏培养基、马铃薯葡萄糖培养基、查氏培养基、无机盐培养基及以头孢类抗生素为唯一碳源的培养基中,均能较好生长。本专利技术中的菌株CM1在马铃薯葡萄糖固体培养基的菌落形态为:25℃-35℃条件下培养2d的菌落直径为25-35mm,培养5-7d可铺满整个平板。菌丝丛白粉状,菌落平坦、疏松,表面干燥,无分泌物产生,呈平面扩散,有时呈放射样同心圆样生长。于显微镜下观察,菌丝有横隔,有的为二叉分枝,其孢子为节孢子,由菌丝断裂生成,呈圆筒形,两端平切,无色或淡色,孢子链集串分枝。本专利技术所提供的菌株CM1对头孢类抗生素的适应浓度范围宽,在头孢类抗生素为唯一碳源浓度范围为50mg/L-10000mg/L的的无机盐培养基中均能生长。所述头孢类抗生素是指头孢拉定、头孢菌素C、头孢氨苄和头孢呋辛钠中的至少一种。本专利技术所述菌株CM1,对头孢类抗生素的降解谱宽,在头孢呋辛钠为唯一碳源,浓度为50mg/L-300mg/L的培养基中,10d降解率可达到79%-100%。对以头孢氨苄和头孢拉定为唯一碳氮源且浓度为50mg/L-100mg/L时,6d-12d的降解率均可达到100%。本专利技术所述菌株CM1,可在头孢呋辛钠为唯一碳、氮源培养基中生长。本专利技术所述菌株CM1,在添加不同碳源条件下,可共代谢降解头孢类抗生素,降解效率提高。通过OmniLog技术研究发现,CM1降解头孢类抗生素可利用的共代谢碳源种类多,主要有醇类、氨基酸类、糖类、羧酸类、糖类衍生物等。当添加共代谢碳源为氨基酸类、醇类、糖类或羧酸类时,CM1对头孢类抗生素的降解率比唯一碳源对照组提高47%-112%。本专利技术所述菌株CM1在降解头孢类抗生素后,其降解产物对革兰氏阳性菌不产生抑菌圈,即对革兰氏阳性菌的生长已没有抑制作用,达到了对头孢抗生素无害化处理效果。所述革兰氏阳性菌是指藤黄微球菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌中的至少一种。而未用CM1菌降解处理的对照组,其溶液对藤黄微球菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌均有抑制作用,抑菌圈在8mm-40mm,抑菌作用明显。由此可见,菌株CM1不仅可以降解头孢呋辛钠、头孢氨苄和头孢拉定三种头孢类抗生素,而且可以消除这三种头孢抗生素及其降解产物对革兰氏阳性菌的抑制和毒性作用,起到了去除头孢类抗生素的生物毒性作用。可用于环境中头孢类抗生素的去除和无害化处理。本专利技术的有益效果:菌株CM1适生范围宽、易培养,生长快,具有降解多种头孢类抗生素的功能,对液体和固体中残留的头孢氨苄、头孢拉定、头孢呋辛钠、头孢菌素C等头孢类抗生素的降解效率高。经CM1菌株降解处理后,可消除头孢拉定、头孢氨苄和头孢呋辛钠对革兰氏阳性菌的毒性和抑制作用,可以达到生物降解与无害化的处理效果。该菌株培养成本低,使用方便,降解谱宽,且属于真菌,不易形成抗性菌株及抗性基因,可应用于生产菌剂,处理头孢类抗生素生产企业的废弃物和环境中残留的头孢类抗生素。附图说明图1为菌株CM1的菌落形态图。图2为菌株CM1的孢子显微形态图。图3为菌株CM1的系统发育树。图4为菌株CM1在马铃培养基上的生长曲线。图5为头孢呋辛钠的高效液相色谱谱图。图6为头孢呋辛钠为唯一碳氮源时的降解曲线。图7为菌株CM1降解头孢类抗生素产物的抑菌检测图((a)为头孢氨苄、(b)为头孢拉定、(c)为头孢呋辛钠)。具体实施方式下面具体实施方式,是对本专利技术技术方案作进一步具体的说明,但本专利技术不局限于以下所列举具体实施方式。实施例1:一、头孢类抗生素降解菌株CM1的筛选1、材料准备菌样品来源:某抗生素生产企业的新鲜菌渣。马铃薯葡萄糖培养基(PDA):马铃薯200g,葡萄糖20g,蒸馏水1L,pH自然,115℃灭菌30min。固体培养基添加琼脂10-15g。马丁氏培养基:KH2PO41.0g,MgSO47H2O0.5g,葡萄糖10.0g,蛋白胨5.0g,蒸馏水1L,pH自然,115℃灭菌15min。固体培养基添加琼脂10g-15g。无机盐培养基:(NH4)2NO41.0g,K2HPO40.5g,KH2PO40.5g,MgSO4·7H2O0.5g,NaCl0.2g,CaCl20.1g,MnSO4H2O0.01g,FeSO4·7H2O0.01g,蒸馏水1L,pH7.0,121℃灭菌15-20min。固体培养基添加琼脂10g-15g。Ⅱ号培养基:牛肉膏1.5g,蛋白胨6.0g,酵母浸出粉6.0g,葡萄糖1.0g,水1L,于115℃灭菌20min。固体培养基添加琼脂10g-15g。2、菌株筛选(1)菌株分离与纯化将抗生素新鲜菌渣用0.9%的生理盐水分别稀释成10-1-10-8不同梯度溶液,震荡10-30分钟,然后分别涂布在添加有头孢氨苄、头孢拉定、头孢呋辛钠浓度为100mg/L的马丁氏固体培养基和头孢抗生素菌渣固体培养基上,25℃-35℃培养2d-5d,得到不同菌落。然后,挑起单菌落,在上述的培养基上继续划线进行分离与纯化,直至得到单一菌落。(2)菌株初筛将上述步骤(1)得到的单菌落,分别在头孢氨苄、头孢拉定、头孢呋辛钠为唯一碳源且浓度为50mg/L-10000mg/L无机盐固体培养基上划线,25℃-35℃培养1-7d,记录菌株生长过程,保存生长较好的菌株。(3)菌株复筛上述步骤(2)得到的菌株,接种到马丁氏或PDA固本文档来自技高网...
一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1及其应用

【技术保护点】
一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1及其应用,其特征在于:通过形态特征观察与分子生物学鉴定,确定菌株CM1为白地霉(Galactomyces candidum),并命名为白地霉CM1(Galactomyces candidum CM1);该菌株于2017年11月10日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC),保藏号为:CGMCC NO.14633,保藏单位地址: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。

【技术特征摘要】
1.一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1及其应用,其特征在于:通过形态特征观察与分子生物学鉴定,确定菌株CM1为白地霉(Galactomycescandidum),并命名为白地霉CM1(GalactomycescandidumCM1);该菌株于2017年11月10日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC),保藏号为:CGMCCNO.14633,保藏单位地址: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。2.根据权利要求1所述的一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1,其特征在于:菌株CM1可以在马丁氏培养基、马铃薯培养基与查氏培养基上生长;在马铃薯培养基上菌落平坦,呈平面扩散,呈放射样同心圆生长,边缘整齐,其菌丝丛白粉状,在室温条件下培养5-7天,可长满直径为9cm的平板;于显微镜下观察,菌丝有横隔,有的为二叉分枝,其孢子为节孢子,由菌丝断裂生成,呈圆筒形,短而两端平切,无色或淡色。3.根据权利要求1所述的一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1,其特征在于,菌株CM1能在头孢类抗生素为唯一碳源的无机盐培养基中生长,所述的头孢类抗生素是指头孢菌素C、头孢拉定、头孢氨苄和头孢呋辛钠;在头孢呋辛钠、头孢氨苄和头孢拉定浓度为50mg/L-1000mg/L的唯一碳源无机盐培养基中生长较好。4.根据权利要求1所述的一株降解头孢类抗生素的白地霉CM1及其应用,其特征在于:菌株CM1在头孢类抗生素降解中的应用。5.根据权利要求4所述菌株CM1在头孢类抗生素的降解中的应用,其特征在于:所述的头孢类抗生素是指头孢菌素C、头孢拉定、...

【专利技术属性】
技术研发人员:李艳菊宫宇杨正礼张爱平王梓诺
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1