[發(fā)明專利]一株假單胞菌及其在生物去除含氮雜環(huán)化合物中的應(yīng)用

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710303932.3
• 申請(qǐng)日: 2007-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN101195812A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫東輝;柏耀輝;孫慶華;趙翠;唐孝炎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C02F3/34;C12R1/38;C02F101/38
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一株假單胞菌及其在生物去除含氮雜環(huán)化合物中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前工業(yè)生產(chǎn)每天都產(chǎn)生和排放大量的芳香族化合物，這其中大約有三分之二都是雜環(huán)化合物。雜環(huán)化合物被廣泛應(yīng)用于工業(yè)溶劑、染料、炸藥、醫(yī)藥及農(nóng)藥等領(lǐng)域。吡啶、喹啉是兩種典型的含氮雜環(huán)化合物，常見于焦化廢水、煉油廢水、農(nóng)藥廢水等，具有較大的刺激性氣味、毒性、致癌性及致畸性，對(duì)人類、動(dòng)植物及環(huán)境危害極大，由于它們對(duì)大多數(shù)微生物具有毒害作用，因此屬于難生物降解的有機(jī)物。

利用生物強(qiáng)化技術(shù)處理雜環(huán)難降解有機(jī)物成為現(xiàn)今研究的熱點(diǎn)之一，而向廢水處理系統(tǒng)中投加特異性降解菌株的生物強(qiáng)化法，可以在不改變現(xiàn)有處理設(shè)施的基礎(chǔ)上，提高污水處理的范圍和能力，因而近年來受到了廣泛的關(guān)注。但是，由于該方法中微生物的作用機(jī)制難以掌控，一些生物強(qiáng)化系統(tǒng)的處理效果并不理想，有的甚至是完全失敗的。因此發(fā)現(xiàn)微生物的作用機(jī)理及代謝過程顯得尤為重要。

以往發(fā)現(xiàn)的特異性降解吡啶的細(xì)菌主要包括Bacillus?coagulans，Nocardioidessp.，Pimelobacter?sp.，Pseudomonas?putida，Pseudomonas?sp.等；降解喹啉的細(xì)菌主要包括Pseudomonas?stutzeri.，Rhodococcus?sp.，Burkholderia?pickettii，Comamonas?sp.等。另外，白腐真菌對(duì)吡啶、喹啉也有一定的降解功能。以往的研究主要集中在單基質(zhì)條件下微生物的降解過程及代謝途徑，對(duì)雙基質(zhì)條件下，尤其是吡啶、喹啉含量都較高時(shí)，微生物的生長及生物去除研究很少，而實(shí)際廢水往往含多種難降解有機(jī)物。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是一株假單胞菌及其在生物去除含氮雜環(huán)化合物中的應(yīng)用。

本發(fā)明所提供的假單胞菌為假單胞菌(Pseudomonas?sp.)BC001?CGMCC№.2223。

所述假單胞菌(Pseudomonas?sp.)BC001?CGMCC?№.2223為陰性革蘭氏桿菌，好氧，有運(yùn)動(dòng)性。在固體培養(yǎng)基中是黃褐色、邊緣整齊的圓形菌落，在無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中的培養(yǎng)特征為黃褐色懸濁液。對(duì)氨芐青霉素、硫酸卡那霉素、氯霉素、四環(huán)素以及壯觀均無抗性，且不攜帶質(zhì)粒。該菌株在好氧條件下可利用喹啉作為唯一碳源和氮源，并同時(shí)可耐受高濃度的吡啶；對(duì)喹啉降解的中間產(chǎn)物主要為2-羥基喹啉和8-羥基香豆素，主要代謝終產(chǎn)物為NH₄⁺。

所述假單胞菌(Pseudomonas?sp.)BC001?CGMCC?№.2223，已于2007年10月23日保藏于中國微生物菌種保藏管委理員會(huì)普通微生物中心(簡稱CGMCC，地址為：中國北京市海淀區(qū)中關(guān)村北一條13號(hào))，保藏號(hào)為CGMCC?№.2223。

本發(fā)明的假單胞菌(Pseudomonas?sp.)BC001?CGMCC?№.2223來源于首鋼焦化廠污水處理系統(tǒng)二沉池回流污泥，經(jīng)馴化、分離、純化得到，是廢水處理系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)菌株，適應(yīng)廢水處理系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行條件的能力較強(qiáng)，因此該菌株能適應(yīng)復(fù)雜的實(shí)際條件，這使得該菌的應(yīng)用前景廣闊。

本發(fā)明的假單胞菌(Pseudomonas?sp.)BC001?CGMCC?№.2223不僅可以利用喹啉作為唯一的碳、氮源進(jìn)行新陳代謝，而且能在高濃度的吡啶、喹啉雙基質(zhì)條件下(吡啶約400mg/L，喹啉約500mg/L)良好生長。它對(duì)吡啶的去除主要通過生物吸附，對(duì)喹啉的去除包括生物吸附和生物降解兩個(gè)階段，并可達(dá)到很高的去除率(99.9％的喹啉可被降解)。同時(shí)適量的外加碳源不但不會(huì)影響本發(fā)明的菌株對(duì)喹啉的降解作用，而且對(duì)其降解具有促進(jìn)作用。BC001菌降解喹啉的中間產(chǎn)物主要有2-羥基喹啉和8-羥基香豆素，其先將喹啉轉(zhuǎn)化為其它一些含氮雜環(huán)化合物如2-羥基喹啉，當(dāng)喹啉完全消耗，BC001菌便以這些中間產(chǎn)物做為碳、氮源生長，并將其中的氮部分轉(zhuǎn)化為NH₄⁺，在整個(gè)代謝過程中，約有50％的氮轉(zhuǎn)化為氨氮，NH₄⁺是BC001降解喹啉的一種最終產(chǎn)物。如果向培養(yǎng)液中補(bǔ)充充足的外加碳源(使微生物可利用的碳元素與氮元素質(zhì)量比(C/N)約為20)，氨氮會(huì)被完全利用。上述特性使該菌株的實(shí)用性大大增強(qiáng)。

質(zhì)粒檢測結(jié)果表明該菌不攜帶質(zhì)粒，因此降解基因編碼于染色體上。這一特性使得在利用質(zhì)粒進(jìn)行水平基因轉(zhuǎn)移的過程中，避免了質(zhì)粒的不相容性，是構(gòu)建具備多種降解能力的基因工程菌的良好材料。