高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌16F及其应用制造技术

技术编号:8267996 阅读:271 留言:0更新日期:2013-01-30 23:33
本发明专利技术提供一株高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌(Mycobacterium?sp.)16F,保藏号为CGMCC?No.6367。该分枝杆菌16F可以高效、安全、快速地降解多环芳烃和单环苯系化合物,可以在好氧条件下以芴、萘、蒽、苊、菲、芘和苯并芘为唯一碳源和能源生长并降解,并且还能利用苯、间二甲苯、甲苯、水杨酸、邻苯二酚等其他多种芳香有机物。对链霉素、利福平、四环素、卡那霉素等抗生素敏感,对老化土壤中的混合多环芳烃和水体中的单环苯系有机物降解效果较好,可以用于芳香烃类有机复合污染的水土环境的修复与净化,对于促进可持续发展具有重要意义,具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物学领域及环境生物
,具体地说,涉及一株高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌16F及其应用
技术介绍
多环芳烃(PAHs)是指两个或两个以上苯环以稠环和非稠环形式相连接的有机化合物。PAHs在环境中普遍存在,其极低的水溶性、稳定的环状结构是造成这类化合物持久性的主要原因。人类及动物癌症病变有70%-90%是环境中化学物质引起的,而PAHs则是环境致癌化学物质中最大的一类。由于这类化合物具有致癌、致畸和致突变的特性,对人类健康和生态环境均具有潜在的危险而引起世界各国的普遍重视。近几十年来,环境中的多环芳烃(PAHs)含量不断增加,美国环保局已经列出了 16种PAHs作为环境污染的优先控制污染物(Keith&Telliard,1979),我国政府也将7种PAHs列入中国环境优先污染物黑名单。因 此,净化与修复PAHs污染的环境已成为研究的热点。尽管PAHs能够通过化学氧化、光解和挥发等途径降解和转移,但是微生物降解是影响自然界中PAHs持久性的最关键因素。生物修复被认为是目前去除环境中有机物的最经济有效的方法。一般来说,随着多环芳烃苯环数量的增加,其生物降解速率降低。因此,低分子量的多环芳烃在环境中能较快被降解,在环境中存在的时间较短,而高分子量的多环芳烃因水溶性更低,吸附性更强,从而降低了生物可利用性,较长期存在于环境中。目前关于微生物降解PAHs的研究,主要集中于PAHs降解微生物的筛选、分离与纯化,目前分离到的降解微生物主要有分枝杆菌(Mycobacterium)、红球菌属(Rhodococcus)Jg单胞菌属(Pseudomonas)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、微球菌属(Micrococcus)、新鞘氨醇杆菌属(Novosphingomonas)、气单胞菌属(Aeromonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、诺卡氏菌属(Nocardioides)、海杆菌属(Marinobacter)、弧菌属(Vibrio)、拜叶林克氏菌属(Bei jernckia)、棒状杆菌属(Corynebacterium)、蓝细菌(Cyanobacteria)、解环菌属(Cycloclastieus)等。其中分枝杆菌是一类非常重要的降解细菌。Mycobacteriumvanbaalenii PYR-I 是第一株降解花的分枝杆菌(Hetikamp, 1988 ;Heitkamp 等,1988)。之后,研究人员又发现许多不同的分枝杆菌,如Mycobacterium sp. strain BBl (Boldrin等,1993)、Mycobacterium sp. RJGII-135 (Schneider 等,1996)、Mycobaterium sp. KR20(Rehmann 等,1998)、Mycobaterium sp. API (Vila 等,2001)及 Mycobaterium sp. JLS(Miller 等,2004)>Mycobacterium flavescens (Dean-Ross, 1996)>Mycobaterium sp. KMS(Chun 等,2012)等。其中 Mycobacterium vanbaalenii PYR-I^Mycobacterium sp. JLS 和Mycobaterium sp. KMS已经完成全基因组的测序工作(http://img. jgi. doe. gov )。美国Cerniglia实验室对Mycobacterium vanbaalenii PYR-I的研究最为深入,率先阐明了花、荧蒽的完整代谢途径和不同多环芳烃降解的代谢网络(Kim等,2006 ;Kweon等,2007 ;Kweon等,2011)。苯系化合物是一类易挥发的单环芳香类化合物,包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯等,简称为BTEX,BTEX主要存在于原油和石油产品中,广泛应用于农药、化纤纺织、塑料化工等行业,是环境中分布较广的一类有毒化合物。与多环芳烃类似,BTEX也具有“三致效应”,被许多国家列入优先控制污染物,且已被确认为强致癌物质。研发废水、废气中BTEX的污染控制技术显得十分重要和迫切。目前,微生物降解技术是降解苯系有机物的最有效方法之一。采用微生物法处理环境中BTEX等有毒化合物的关键之一便是获得具有高效降解BTEX能力的优良菌株。人们已经分离出了多株BTEX降解菌,主要包括假单胞菌属(Pseudomonas)、红球菌属(Rhodococcus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、诺卡氏菌属(Nocardioides)、黄杆菌属(Flavobacterium)、罗尔斯通氏菌属(Ralstonia)、产喊杆菌属(Alcaligenes)和Cladophialophora等。但是这些已有的降解菌株仅能降解某一种或两种苯系化合物,降解底物范围有限,且大多数菌株的降解效率有待进一步提高。由上可知,目前用于多环芳烃或苯系有机物污染修复的菌剂多是针对两类污染物中的一种或多种,利用单一细菌或真菌以及混合菌系进行降解。比如在“一种多环芳烃降解·菌剂的制备方法(公开号CN101423807A)”中,利用新型菌株Mycobacterium sp. SN12,经过7天,对芘和菲的降解率分别为91. 5%和95. 2%。在“一种用于多环芳烃污染土壤修复的固定化细菌制备方法(公开号CN 101177679A)”中,42天后微球菌对芘和苯并芘的降解率分别为30. 7%和25. 7%,动胶杆菌对芘和苯并芘的降解率分别为31. 4%和21. 9%。而在“具有降解苯系化合物能力的分枝杆菌及其应用(公开号CN 101624576A)”中,菌株Mycobacteriumcosmeticum byf-4在35h时,甲苯被降解完全,苯、乙苯、邻二甲苯先后在41h、45h、50h被降解完。事实上,土壤或者水体等环境中的污染尤其是工业场地的环境污染常常表现出明显的复合污染特征。因此,单独使用现有菌剂中的任何一种,往往很难奏效。而对PAHs和BTEX两类污染物均能实现高效降解的菌株较鲜见。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种同时具有降解多种多环芳烃和单环苯系有机物的分枝杆菌(Mycobacterium sp. ) 16F 及其应用。为了实现本专利技术目的,本专利技术的一株高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌(Mycobacterium sp. ) 16F,分离自北京焦化厂重度污染土壤中,经过人工富集培养、分离纯化获得,该菌经Biolog和16SrDNA双重鉴定为分枝杆菌属(Mycobacterium sp. ), 16S rDNA的GenBank登录号为JN966739,菌株命名为16F。微生物学特性革兰氏染色阳性,短杆状,无芽孢,生物学特性为接触酶、氧化酶阳性,菌落呈鲜黄色、圆形、边缘整齐、表面光滑、较湿润、不透明,专性需氧,24°C至37°C生长良好,可利用麦芽糖、乙酸、龙胆二糖碳源生长,最适生长pH为6. 5-7. 55,对50mg/L的氨节青霉素具有抗性。该菌株现已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址北京市朝阳区北辰西路I号院3号中国科学院微生本文档来自技高网
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【技术保护点】
一株高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌(Mycobacterium?sp.)16F,保藏号为CGMCC?No.6367。

【技术特征摘要】
1.一株高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌(Mycobacterium sp. )16F,保藏号为 CGMCC No. 6367。2.含有权利要求I所述分枝杆菌16F的菌剂。3.权利要求I所述分枝杆菌16F或权利要求2所述菌剂在降解多环芳烃和/或单环苯系有机物中的应用。4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述多环芳烃为芴、萘、蒽、苊、苊烯、硫芴、咔唑、屈、菲、芘、荧蒽、苯并荧蒽、苯并蒽或苯并芘中的一种或多种,所述单环苯系有机物为苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯酚、水杨酸或邻苯二酚中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,其是将分枝杆菌16F的菌悬液加入到含有多环芳烃和/或单环苯系有机物的基础盐培养基中,在30°C,150rpm避光条件下摇床培养,进行底物降解。6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,分枝杆菌16F的菌悬液浓度为3. 5 X IO8 4. 5X108CFU/mL。7.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭鹏金京华程言君宋云罗霂高振
申请(专利权)人:轻工业环境保护研究所
类型:发明
国别省市:

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