一种菲高效降解菌株及其在环境修复中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种菲高效降解菌株及其在环境修复中的应用，涉及环境生物技术领域，所述菌株能以菲作为唯一碳源和能源，为鞘脂菌SZ1(Sphingobium sp.SZ1)，所述菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2019792，保藏时间为2019年10月10日。本发明专利技术提供的鞘脂菌SZ1对于菲、尤其是高浓度(200mg/L～800mg/L)菲均表现出了高效的降解能力，且对于其他多环芳烃类，如萘、芴、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩，同样具有一定的降解能力，从而可实现高效、清洁、无二次污染的生物环境修复处理效果。同时作为环境修复生物催化剂，具有成本低、操作简便、反应条件温和、节省能源的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种菲高效降解菌株及其在环境修复中的应用
本专利技术涉及环境生物
，尤其涉及一种菲高效降解菌株及其在环境修复中的应用。
技术介绍
多环芳烃(PolycyclicAromaticHydrocarbons，PAHs)是一类广泛存在于环境中的有机污染物。PAHs是一类由两个或两个以上苯环组成的碳氢化合物。PAHs总体特征是高溶点、高沸点；不溶于水，易溶于苯、乙醚、氯仿等有机溶剂；随着苯环数量的增加，其水溶性降低，生物可利用性和可降解性也随之降低。PAHs主要是有机化合物在高温条件下(500℃～800℃)的不完全燃烧或低温处理(100℃～300℃)时的产物。随着经济快速发展，我国的PAHs污染现状十分严峻。据初步估算，我国PAHs每年的排放量超过25000吨，城市的平均排放密度为158kg/km2，农村的局部排放密度高达479kg/km2。上海市PM2.5样品中16种主要的PAHs的平均含量为34.021ng/m3；苯并(a)芘的平均含量为3.046ng/m3，是国家标准所规定的“每24h的苯并(a)芘最高允许值2.5ng/m3的1.22倍。PAHs具有细胞毒性、免疫毒性、致癌、致畸、致突变特性，进入环境后会通过环境蓄积、生物蓄积、生物转化等方式影响人的健康，甚至导致遗传缺陷。PAHs的毒性已引起世界各国的共同关注。早在1979年，美国国家环保局(EPA)已将16种PAHs列为优先监测的污染物。因此，高效降解环境各介质中的PAHs，消除PAHs污染，对于维护人类健康和环境保护具有重要意义。目前，PAHs主要修复方法包括物理法、化学法、焚烧法和微生物降解法。物理法和化学法主要有活性炭吸附、絮凝沉淀、光氧化法、超声波氧化法等，焚烧法则是利用高温分解污染物。传统处理方法虽然操作简单，但已经无法应付现如今愈演愈烈的污染问题。这些方法不仅处理效果不显著，而且极易产生二次污染。清洁、高效、无二次污染的微生物降解法已成为环境污染物治理最有效的方法。菲是多环芳烃中的模式化合物。目前已经发现了众多能以菲为唯一碳源和能源生长的菌株，其中大部分是从污染土壤中分离得到，例如Pseudomonas、Sphingomonas、Mycobacterium、Rhodococcus和Bacillus。但这些菌株基本对高浓度的菲(>200mg/L)不耐受，且生长周期较长，降解速率较慢，实际环境的应用效果相对较差。因此，本领域的技术人员致力于开发一种菲高效降解菌株，且能高效降解高浓度菲，并对其他多环芳烃类化合物也具有一定的降解能力，能够实现清洁、高效、无二次污染的环境修复效果。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何提供一种菲高效降解菌株，不仅能高效降解高浓度菲，且对其他多环芳烃类化合物具有一定的降解能力，从而实现清洁、高效、无二次污染的环境修复。为实现上述目的，本专利技术提供了一种菲高效降解菌株，所述菌株能以菲作为唯一碳源和能源，为鞘脂菌SZ1(Sphingobiumsp.SZ1)，所述菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCM2019792，保藏时间为2019年10月10日，保藏地址：中国武汉。进一步地，所述鞘脂菌SZ1为革兰氏阴性菌，其菌体呈短杆状，能运动，无芽孢，且其菌落在基础盐(MSM)培养基上生长呈白色、圆形、边缘光滑。本专利技术还提供了一种如上所述的菲高效降解菌株在环境修复中的应用。进一步地，所述应用包括去除环境中污染物菲方面的应用，具体包括以下步骤：步骤一、对所述鞘脂菌SZ1进行培养；步骤二、将所述步骤一培养的所述鞘脂菌SZ1接种到含有菲的污染样本中，培养去除所述污染样本中的菲。进一步地，所述步骤一中的培养包括斜面培养和种子培养，其中所述斜面培养采用基础盐(MSM)固体培养基，以菲蒸汽作为碳源；所述种子培养采用含有菲的基础盐(MSM)液体培养基。进一步地，所述基础盐(MSM)固体培养基由所述基础盐(MSM)液体培养基和琼脂粉组成，其中所述琼脂粉的质量体积比为1％～2％。进一步地，所述步骤二中的所述污染样本包括水体样本。进一步地，所述菌株降解菲的适用底物菲浓度范围为200mg/L～800mg/L。进一步地，所述菌株降解菲的产物包括3,4-二羟基菲(3,4-dihydroxyphenanthrene)，1-羟基-2-萘甲酸(1-hydroxyl-2-naphthoicacid)，1-萘酚(1-naphthalenol)，水杨酸(salicylicacid)。进一步地，所述应用还包括降解环境中污染物萘、芴、咔唑、二苯并呋喃和二苯并噻吩。与现有技术相比，本专利技术至少具备以下有益的技术效果：(1)本专利技术提供的鞘脂菌SZ1，能够以菲作为唯一碳源和能源进行生长，且对于浓度高达200mg/L～800mg/L的菲同样具有高效的降解效果，从而可以实现高效、清洁、无二次污染地降解环境中的污染物菲，达到良好的环境生物修复处理效果；(2)本专利技术提供的鞘脂菌SZ1还可对于包括萘、芴、咔唑、二苯并呋喃、二苯并噻吩在内的其他多环芳烃类污染物表现出一定程度的降解能力，实现更好的生物修复环境效果；(3)本专利技术利用微生物鞘脂菌SZ1对菲进行生物催化，催化剂成本低、操作简便、反应条件温和，节省能源。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的鞘脂菌SZ1菌体形态的扫描电镜图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的鞘脂菌SZ1经16SrRNA序列分析的进化树图；图3是本专利技术的一个较佳实施例的鞘脂菌SZ1在含有不同浓度菲的MSM液体培养基的生长情况数据图；图4是本专利技术的一个较佳实施例的鞘脂菌SZ1在含有不同浓度菲的MSM液体培养基的菲降解情况数据图；图5是本专利技术的提出的鞘脂菌SZ1对菲的降解途径示意图。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。本专利技术提供了一种能够高效分解代谢菲的新菌株——鞘脂菌SZ1(Sphingobiumsp.SZ1)，可在MSM液体培养基中以200mg/L～800mg/L的菲为唯一碳源和能源进行生长。在培养过程中能够检测到菲的降解产物，如3,4-二羟基菲(3,4-dihydroxyphenanthrene)，1-羟基-2-萘甲酸(1-hydroxyl-2-naphthoicacid)，1-萘酚(1-naphthalenol)，水杨酸(salicylicacid)。由此推测，鞘脂菌SZ1代谢菲的途径是先在菲的3，4位双加氧，随后苯环断裂生成1-羟基-2-萘甲酸，先后经过1-萘酚、水杨酸，进入TCA循环，实现对菲的完全矿化(如图5所示)。经过环境模拟，该菌能在浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种菲高效降解菌株，其特征在于，所述菌株能以菲作为唯一碳源和能源，为鞘脂菌SZ1(Sphingobium sp.SZ1)，所述菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCM 2019792，保藏时间为2019年10月10日。/n

【技术特征摘要】
1.一种菲高效降解菌株，其特征在于，所述菌株能以菲作为唯一碳源和能源，为鞘脂菌SZ1(Sphingobiumsp.SZ1)，所述菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCM2019792，保藏时间为2019年10月10日。


2.如权利要求1所述的菲高效降解菌株，其特征在于，所述鞘脂菌SZ1为革兰氏阴性菌，其菌体呈短杆状，能运动，无芽孢，且其菌落在基础盐(MSM)培养基上生长呈白色、圆形、边缘光滑。


3.一种如权利要求1～2任一项所述的菲高效降解菌株在环境修复中的应用。


4.如权利要求3所述的菲高效降解菌株在环境修复中的应用，其特征在于，所述应用包括去除环境中污染物菲方面的应用，具体包括以下步骤：
步骤一、对所述鞘脂菌SZ1进行培养；
步骤二、将所述步骤一培养的所述鞘脂菌SZ1接种到含有菲的污染样本中，培养去除所述污染样本中的菲。


5.如权利要求4所述的菲高效降解菌株在环境修复中的应用，其特征在于，所述步骤一中的培养包括斜面培养和种子培养，其中所述斜面培养采用基础盐(MSM)固体培养基，以菲蒸汽作为碳源；所述种子培养采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鸿志，张莉鸽，许平，王伟伟，柳宁，陶飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31