[發明專利]一種青霉菌及其在降解芳香族化合物中的應用

有效

• 申請號: 201810073186.1
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108192831B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 葉波平;吳樂陽;彭程
• 申請（專利權）人: 中國藥科大學;南京晶瑪生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/14
• 分類號: C12N1/14;C02F3/34;B09C1/10;C12R1/80
• 代理公司: 南京中律知識產權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 沈振濤

本發明提供了一種青霉菌，其分類命名為青霉菌(Penicillium?sp.)TIBETAN2，保藏在中國典型培養物保藏中心，保藏編號為：CCTCC?M?2016228，保藏日期2016年04月26日。該青霉屬菌株具有很強的抗逆性能，在較寬的溫度與酸堿度范圍下以及添加氯化鈉與不同重金屬的情況下仍能夠高效、快速降解苯酚等芳香族化合物，該菌株對降解苯酚等芳香族化合物具有一定的廣譜性，而對苯酚具有更高效的降解能力，而且該菌株苯酚降解功能不受葡萄糖、蔗糖、酵母提取物等其他碳源的抑制。該菌株可應用于苯酚等芳香族化合物污染的廢水和土壤的生物凈化處理和生物修復。

技術領域

本發明屬于微生物生物技術和環境生物技術領域，特別涉及一種降解芳香族化合物中的應用。

背景技術

芳香族化合物是指含有芳香環(電子離域化的有機環)的化合物，包括苯及其衍生物，以及化學性質類似于苯的多環芳烴類和雜環芳烴類化合物。芳香族化合物廣泛應用于化工、醫藥、冶金等行業，是許多工業生產如農藥、紡織品、塑料、合成油等的副產品，也是原油中的組成成分。苯，甲苯，苯酚等單環芳烴，以及苯并芘等多環芳烴具有毒性和/或致癌性，是環境污染控制的重要指標(《污水綜合排放標準(GB?8978-1996)》，《中華人民共和國環境保護稅法》附表二)。因此，苯酚等芳香族污染物的降解和清除，是工業廢水治理、環境保護和環境修復面臨的一個重要課題。

芳香族化合物的芳香環含有偶聯的大pi鍵，這種環狀結構具有特殊的穩定性，很難在化學反應中打開，因此，芳香族化合物難以通過自發裂解或者化學裂解的方法去除。微生物可降解多種介質或環境中的芳香族化合物，并將它們轉變為對人類無害的代謝產物或二氧化碳和水。微生物含有的各種加氧酶能在芳香環上引入氧基團，降低芳香環的反應勢能，從而使芳香環裂解開環所需的能量降低了幾個數量級，使裂解開環變得容易(Fuchs,G.,M.et?al.Nat?Rev?Microbiol,2011.9(11):803-16)。通過微生物的代謝作用，使待處理土壤和水體中的有機污染物轉化為穩定、無害的物質，這種處理方法稱為生物處理法。目前，單純物理或化學處理的方法難以完全去除這類污染物，并且物理或者化學處理方法成本較高，結合使用生物處理法，可以降低成本，更有效從環境中清除有害芳香族化合物。

許多細菌和真菌能夠降解芳香族污染物，而真菌較細菌具有更強的環境耐受力，可以在更寬的溫度、pH及更為苛刻的條件下生長繁殖，因而受到越來越多的關注。青霉屬真菌能夠產生與芳香環裂解有關的各種高活性加氧酶，這些加氧酶不僅可用于降解在地球上數量僅次于纖維素的第二類天然有機高分子木質素(以苯丙烷類為結構單元組成)，同時，還可以裂解以苯酚為代表的多種芳香族環境污染物，在化工行業的廢水處理和環境污染物的生物治理方法研究中具有潛在的應用前景(Leitao,A.L.et?al,Int?JEnviron?ResPublic?Health,2009.6(4):p.1393-417.)。通過常規的功能篩選方法，目前已經獲取多株可降解芳香族污染物的青霉屬菌株，如：能降解4-正壬基酚(4-n-nonylphenol)并可以利用它作為唯一碳源生長的簡青霉(P.simplicissimum)菌株(Zhang,Y.,et?al.,Environ?SciPollut?Res?Int,2016.23(15):15122-32)等。

環境土壤和水體具有非常復雜的理化性質，在一些遭受污染的地區，其土壤和水源中往往存在較高濃度的重金屬離子或者表現為土壤的鹽堿化，這些不利的因素可能會抑制微生物生長或抑制微生物的酶活性，導致微生物對污染物降解能力的下降(Sandrin,T.R.and?R.M.Maier,Environ?Health?Perspect,2003.111(8):1093-101)。許多在實驗室中被證明具有降解污染物能力的菌株，在環境土壤和水體的處理過程中并未體現良好的污染物降解效果，甚至沒有效果。究其原因，可能與它們缺乏對環境不良條件的耐受性有關。因此，篩選具有各種不利環境因素耐受性的生物降解和生物修復菌株，是環境污染物生物治理的關鍵。