[發明專利]一種新型蠟樣芽孢桿菌BY1及其應用

有效

• 申請號: 201710698461.4
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107674845B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 陳麗梅;李昆志;王茹;馮永
• 申請（專利權）人: 云南萬魁生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;B01D53/84;B01D53/72;C12R1/085
• 代理公司: 北京隆達恒晟知識產權代理有限公司 11899
• 代理人: 楊青

本發明涉及一株蠟樣芽孢桿菌（Bacillus cereus strain）BY1，其在中國典型培養物保藏中心的保藏編號為CCTCC M 2017321，本發明的BY1菌株在固體培養基上對甲醛的抗性可達到10mM，在甲醛脅迫較短時期內，通過核酮糖單磷酸途徑將甲醛同化為葡萄糖6?磷酸和果糖,在甲醛脅迫較長時期內通過絲氨酸途徑同化甲醛為絲氨酸、甘氨酸、蘋果酸、乙醛酸、磷酸烯醇式丙酮酸及3磷酸甘油酸。隨后這些代謝產物進入其他代謝途徑被轉化谷氨酰胺、天冬酰胺、谷氨酸、丙氨酸及乙酸和乙醇。在含有5mM甲醇的固體培養基中對乙醛、乙醇、異丙醇、二甲苯、苯、甲苯的抗性為20mM，在含有高濃度苯系物的培養液中生長較好，能以乙酸鈉或蘋果酸鈉或檸檬酸鈉為碳源生長時去除添加的苯系物，去除率達到100%。

技術領域

本發明屬于環境微生物領域，具體的說，涉及一種具有兩種甲醛同化途徑且可以凈化甲醛和苯系物污染的蠟樣芽孢桿菌。

背景技術

隨著生活質量的不斷提高裝修已成為現代人生活的一部分, 甲醛是很多裝修材料中廣泛使用的膠黏劑，用甲醛作膠黏劑的材料中或多或少都含有一些未交聯的游離甲醛，游離甲醛會持續地（時間可長達5-10年）從這些材料中釋放出來，造成嚴重的室內空氣甲醛污染，這已經成為我國和發展中國家的一個嚴重的環境問題。人和動物暴露于污染甲醛的空氣中后會引起皮膚炎癥；甲醛進入呼吸系統導致呼吸道刺激和過敏；通過血液系統到達全身導致肺功能異常、肝功能異常、免疫功能異常等。長期飲用被甲醛污染的水源會對人類和動物產生急性或慢性的危害，引發頭昏、貧血以及各種神經系統疾病。

苯系物為苯及衍生物的總稱，是一類芳香族有機化合物，環境污染的苯系物來源包括工業生產、汽車尾氣、裝修裝飾材料（如油漆、板材、裝飾材料等）、辦公設備（如復印機、打印機、傳真機、電腦等）、人為活動（如吸煙、烹飪、燃香等）等。苯，甲苯、乙苯、二甲苯四類為環境污染苯系物的代表性物質。這些苯系物具有神經毒性，因此對人類健康能夠產生直接危害，引起神經衰弱、頭痛、失眠、眩暈、下肢疲憊等癥狀，長期接觸可以導致人體患上貧血癥和白血病。此外，苯系物能破壞DNA，因此也具有遺傳毒性。

在生命出現之前的時代，甲醛(HCHO)是自然界最豐富的有機化合物之一。在生命演變過程中，能適應當時的環境條件并能很好地生存的生物體內都有一定的甲醛解毒機制。在進化過程中，微生物體內形成多種甲醛解毒機制，尤其是在甲基營養菌中形成了更為復雜有效的甲醛代謝系統。甲基營養菌是一類能利用CO₂的各種還原態一碳（C1）化合物如甲烷、甲醇、甲胺作為碳源和能源生長的微生物。C1化合物在甲基營養菌體內代謝過程中首先被氧化成甲醛，甲醛隨后有兩種代謝命運：一是甲醛經過各種異化途徑最終氧化生成CO₂，同時提供能量供微生物生長；二是通過同化途徑把甲醛轉變為細胞的組成成分。已知有三個途徑包括絲氨酸途徑、核酮糖單磷酸途徑（RuMP）和木酮糖單磷酸途徑（Xu5P）可用甲醛作為前體合成C2或者C3化合物的骨架。絲氨酸途徑和RuMP主要出現在原核生物中，Xu5P主要在甲基營養型酵母中起作用。很多能以甲醇為碳源生長的甲基營養型細菌都擁有同化甲醛的絲氨酸途徑，RuMP途徑作為高效捕捉游離甲醛的一個系統，在甲醛濃度極低的情況下還能發揮作用，它存在于很多甲基營養菌和非甲基營養菌中。

土壤和活性污泥中有豐富的微生物，有些微生物因為具有甲醛代謝途徑，因此盆栽植物的土壤和河道中的活性污泥可吸收并降解甲醛，說明土壤和活性污泥在消除甲醛方面具有潛在的應用價值。有些研究用活性污泥（污水溝泥）、蛭石粉及陶瓷顆粒做成生物反應器，研究結果證實這類生物反應器能有效去除并降解空氣中污染的甲醛及多種有機物，但是活性污泥中的微生物種類很多，組成不明確，可能含有一些致病菌。此外，由于活性污泥的成分復雜，在高溫和高濕度條件下其所含的有機物可能會導致霉菌的繁殖和生長。

發明內容