[發明專利]一株能降解海洋柴油污染物的細菌DW3

有效

• 申請號: 201110325954.6
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102399719A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 侯登勇;沈先榮;何穎;蔣定文;劉玉明;劉瓊;陳偉;李珂嫻;莫琳芳;王慶蓉;錢甜甜
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍醫學研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;C12R1/01;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1技術領域

本發明涉及一株能降解海洋柴油污染物的細菌的分離、鑒定、降解條件的確定及降解酶基因的分析。?

2背景技術

隨著世界對石油及其制品需求的日益增長，在海上開采、運輸、裝卸以及利用石油過程中的溢油事故也日漸增多。溢油不僅造成嚴重的環境污染，并且由于石油烴類污染物的潛在毒性和生物累積效應會導致近岸海域環境質量和生物種類多樣性指數嚴重下降，破壞生態系統的功能，對水產業和旅游業也會造成巨大的經濟損失。另外，石油烴中的多環芳烴類化合物具有強烈的致畸、致癌和致突變效應，可能通過食物鏈進入人體，對人體健康具有很大的潛在危害。因此，研究近岸海洋環境中石油及其制品污染物的控制與修復問題對于保持海洋生態系統的良性循環，保障人民的身體健康以及促進經濟和社會的可持續發展無疑具有重要的現實意義。?

微生物降解是去除環境中石油污染物的主要途徑。生物修復是指利用生物特別是微生物來催化降解環境污染物，減小或最終消除環境污染的受控或自發過程，是在微生物降解基礎上發展起來的新興的環保技術。?

土著微生物降解污染物的潛力巨大，但馴化時間長、生長速度慢、代謝活性低，因而添加外源高效污染物降解菌，能夠提高生物修復效率。接種的微生物被稱為先鋒微生物，它們能夠催化被限制的生物降解過程。這些接種微生物可以從土著微生物中富集，也可以從其它區域獲得。?

微生物對石油烴的降解分為三個主要過程，首先是石油烴在微生物細胞膜表面的吸附，其次是吸附在細胞膜表面的石油烴進入細胞膜內，最后是石油烴進入微生物細胞膜內與降解酶結合發生酶促反應。?

石油烴的生物降解是通過細胞膜內的烴降解酶作用而降解，烴類物質必須同微生物接觸，并通過細胞壁到達細胞膜內才能被降解，而石油烴是疏水性的，所以石油烴在微生物表面的吸附成為了影響其降解效率的關鍵。對于不同的微生物以及石油烴的不同存在形式，石油烴進入細胞的微生物細胞膜表面對石油烴的吸附方式也不一樣。一般認為，微生物在攝取石油烴時主要采取以下三種方式：a、微生物細胞攝取溶解在水相中的烴類。該模型只適用于水溶性芳香烴和氣態烷烴，不適于長鏈烷烴，后者在水中溶解度太小，?不足以維持微生物的生長。鑒于表面活性劑對石油烴具有一定的增溶和分散作用，有人提出了利用表面活性劑來增加石油烴的溶解度。通過人工添加表面活性劑或是通過石油降解菌自身分泌的生物表面活性劑有利于石油烴在水體中的增溶和分散，從而有利于微生物細胞攝取溶解在水體中的烴類。Olivera等從被石油污染的海灘中分離獲得了三株能夠產生表面活性劑的石油降解菌，并研究了其相關基因。b、微生物細胞與比其大得多的油滴直接接觸進而進行攝取，稱為“與大油滴直接接觸”模型，該模型認為微生物細胞與比其大得多的以非水相形式存在的液滴相接觸。d、微生物細胞與比其小得多的假溶、擬溶或被包裹的烴類顆粒作用，進而進行攝取。這種“微滴接觸”模型是微生物細胞在非水溶性底物的誘導下分泌生物表面活性劑，將底物乳化成小液滴，形成烷烴-表面活性劑膠束，可使微生物有效地利用烷烴生長。也有種解釋是微生物通過釋放出乳化劑將油滴乳化成小顆粒，增大油滴的表面積，有利于微生物的直接接觸和利用。研究表明，烷烴液滴的界面面積與微生物的比生長速率之間相關，即烷烴液滴直徑越小，界面面積越大，比生長速率越大。?

石油烴在細胞膜內的運輸是石油烴生物降解的主要影響因素。隨著分子生物學和分子生物化學的發展，石油烴在細胞膜內的運輸方式的機理研究逐漸引起人們的關注，但具體的轉運機理尚不清楚。現在的跨膜運輸理論主要存在被動運輸和主動運輸兩種。Beal和Whitman分別發現Pseudomonas?aeruginosa和Pseudomonas?fluorescens吸收了十六烷和萘之后，質子的運動能力降低，這表明需能的主動運輸在菌中是存在的。也有研究表明，微生物自身產生的生物表面活性劑也能使微生物細胞膜結構發生改變，從而引起污染物通過細胞膜的機會大大增加。Carrilo?C.與Terurl?J?A等發現有些表面活性劑能夠集合排列在微生物細胞膜的表面，有的甚至還可以鑲嵌在細胞膜中，從而在細胞膜表面形成類似通道的孔狀結構，使石油烴更容易通過細胞膜進入細胞體內。?