[發明專利]高效降解多環芳烴和苯系有機物的分枝桿菌16F及其應用

有效

• 申請號: 201210380304.6
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN102899271A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 郭鵬;金京華;程言君;宋云;羅霂;高振
• 申請（專利權）人: 輕工業環境保護研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;B09C1/10;C12Q1/68;C12N15/11;C12R1/32;C02F101/38;C02F101/34;C02F101/30
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術領域

本發明涉及微生物學領域及環境生物技術領域，具體地說，涉及一株高效降解多環芳烴和苯系有機物的分枝桿菌16F及其應用。

背景技術

多環芳烴（PAHs）是指兩個或兩個以上苯環以稠環和非稠環形式相連接的有機化合物。PAHs在環境中普遍存在，其極低的水溶性、穩定的環狀結構是造成這類化合物持久性的主要原因。人類及動物癌癥病變有70%-90%是環境中化學物質引起的，而PAHs則是環境致癌化學物質中最大的一類。由于這類化合物具有致癌、致畸和致突變的特性，對人類健康和生態環境均具有潛在的危險而引起世界各國的普遍重視。近幾十年來，環境中的多環芳烴（PAHs）含量不斷增加，美國環保局已經列出了16種PAHs作為環境污染的優先控制污染物（Keith&Telliard,1979），我國政府也將7種PAHs列入中國環境優先污染物黑名單。因此，凈化與修復PAHs污染的環境已成為研究的熱點。

盡管PAHs能夠通過化學氧化、光解和揮發等途徑降解和轉移，但是微生物降解是影響自然界中PAHs持久性的最關鍵因素。生物修復被認為是目前去除環境中有機物的最經濟有效的方法。一般來說，隨著多環芳烴苯環數量的增加，其生物降解速率降低。因此，低分子量的多環芳烴在環境中能較快被降解，在環境中存在的時間較短，而高分子量的多環芳烴因水溶性更低，吸附性更強，從而降低了生物可利用性，較長期存在于環境中。目前關于微生物降解PAHs的研究，主要集中于PAHs降解微生物的篩選、分離與純化，目前分離到的降解微生物主要有分枝桿菌（Mycobacterium）、紅球菌屬（Rhodococcus）、假單胞菌屬（Pseudomonas）、鞘氨醇單胞菌屬（Sphingomonas）、微球菌屬（Micrococcus）、新鞘氨醇桿菌屬（Novosphingomonas）、氣單胞菌屬（Aeromonas）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、諾卡氏菌屬（Nocardioides）、海桿菌屬（Marinobacter）、弧菌屬（Vibrio）、拜葉林克氏菌屬（Beijernckia）、棒狀桿菌屬（Corynebacterium）、藍細菌（Cyanobacteria）、解環菌屬（Cycloclastieus）等。其中分枝桿菌是一類非常重要的降解細菌。Mycobacterium?vanbaalenii?PYR-1是第一株降解芘的分枝桿菌（Hetikamp,1988；Heitkamp等,1988）。之后，研究人員又發現許多不同的分枝桿菌，如Mycobacterium?sp.strain?BB1（Boldrin等,1993）、Mycobacterium?sp.RJGII-135（Schneider等,1996）、Mycobaterium?sp.KR20（Rehmann等,1998）、Mycobaterium?sp.AP1（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-1、Mycobacterium?sp.JLS和Mycobaterium?sp.KMS已經完成全基因組的測序工作（http://img.jgi.doe.gov??）。美國Cerniglia實驗室對Mycobacterium?vanbaalenii?PYR-1的研究最為深入，率先闡明了芘、熒蒽的完整代謝途徑和不同多環芳烴降解的代謝網絡（Kim等，2006；Kweon等，2007；Kweon等，2011）。

苯系化合物是一類易揮發的單環芳香類化合物，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯等，簡稱為BTEX，BTEX主要存在于原油和石油產品中，廣泛應用于農藥、化纖紡織、塑料化工等行業，是環境中分布較廣的一類有毒化合物。與多環芳烴類似，BTEX也具有“三致效應”，被許多國家列入優先控制污染物，且已被確認為強致癌物質。研發廢水、廢氣中BTEX的污染控制技術顯得十分重要和迫切。