[發明專利]一種樹狀類芽孢桿菌、固定化菌劑及其應用

有效

• 申請號: 201910152925.0
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109762773B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 李紅娜;田云龍;朱昌雄;李峰;葉婧;耿兵;郭萍;李蓮芳
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N11/10;C12N11/084;C02F3/34;B09C1/10;A62D3/02;C12R1/01;A62D101/26;A62D101/28
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 董琳

本公開涉及一種樹狀類芽孢桿菌、固定化菌劑及其應用。本公開的樹狀類芽孢桿菌(Paenibacillus dendritiformis)的保藏編號為CGMCC No.14473。本公開還提供了一種固定化菌劑，該固定化菌劑含有如上所述的樹狀類芽孢桿菌作為有效成分。本公開還提供了如上所述的樹狀類芽孢桿菌和如上所述的固定化菌劑在降解土霉素及修復含有土霉素的水體、土壤和禽畜養殖廢棄物中的應用。通過上述技術方案，本公開可以更加有效地去除土霉素，尤其能夠在含有土霉素的水體中快速高效地去除土霉素，減少殘留，并且采用本公開的固定化菌劑還具有便于施用、分離和可重復使用的優點。

技術領域

本公開涉及一種樹狀類芽孢桿菌、固定化菌劑及其應用。

背景技術

四環素類抗生素是目前世界上應用最廣泛的抗生素之一，占畜禽和水產養殖行業抗生素用量的50％以上。其中，土霉素(Oxytetracycline，OTC)因抗菌譜廣、價格低廉，作為治療用藥及飼料添加劑在畜禽和水產養殖業中更是被廣泛應用。土霉素的作用機制是干擾蛋白質的合成。其毒副作用較小，主要應用于呼吸道和腸道感染。作為飼料添加劑，具有良好抗菌效果的土霉素可有效抑制畜禽消化道內的有害微生物，提高畜禽成活率，增強畜禽食欲，提高飼料利用率，降低養殖成本，因此土霉素是我國使用最多的飼料抗生素添加劑之一。我國每年生產的土霉素達1萬噸以上，占世界總產量的約65％。

我國畜禽養殖業中土霉素用量較大，每年可達到6000噸以上。由于土霉素具有吸收不完全的特點，因此其大量使用會造成環境中的大量蓄積。服藥后畜禽糞便中的土霉素殘留量可達到69-86％。而有報道顯示，土霉素在糞肥中的半衰期為30天，糞肥腐熟5個月后仍然可檢測出820μg/kg的含量，因此通過畜禽糞便還田的途徑進入土壤、水體等環境的土霉素殘留量也較大。同時，土霉素生產企業的廢水、水產養殖廢水、醫院廢水等也是環境中土霉素污染的重要來源。這些來源的土霉素在環境中大量蓄積，廣泛存在于各種環境介質中。有研究表明，在天津的蔬菜種植地檢測到的土霉素殘留量達到124-2683μg/kg。同時，多個研究的結果也說明土霉素在水體中廣泛殘留。研究人員對貴陽阿哈湖水庫、烏江渡水庫多個點位地表水中的土霉素進行檢測，發現其殘留量達到0.2-8μg/L。陳永山等人在苕溪流域的底泥中檢出土霉素的濃度達到276.6μg/kg。對廣州的污水處理廠出水進行檢測，土霉素濃度為0.11μg/L，說明污水處理措施對土霉素的去除效果不徹底。

大量的土霉素進入并蓄積在環境中，對環境和人類健康存在著嚴重威脅。土霉素會殘留在動物體內，同時會從土壤進入作物，這些土霉素通過食物鏈進入人體并富集，對人類健康形成危害。人體內的土霉素積累量達到一定程度后，會造成人體慢性或急性中毒，對肝、腎、淋巴等器官造成損傷。土霉素可以通過抑制葉綠體合成酶的活性，從而抑制植物的生長。土霉素在植物根系中的積累量最大，因此其對根的影響最大，其次是莖和葉。土霉素對動物也有一定的危害，但毒性較低。土霉素對水生動物的生態毒性報道較多，對土壤動物的毒性較低。研究顯示，土霉素能夠明顯抑制虹鱒魚體內對疾病的抗體水平，降低吞噬細胞活性，減少淋巴細胞的數量。土壤中殘留的土霉素會損害土壤中的微生物，導致微生物多性樣降低，微生物群落平衡失調，從而影響土壤微生態平衡，最終使得土壤質量與肥力下降。土霉素在環境中的大量殘留還會帶來一個嚴重的問題，即耐藥菌的產生和傳播。自1940年四環素類抗生素被廣泛使用以來，土壤中的四環素類抗性基因水平顯著增加，2008年土壤中部分基因的含量甚至是70年代土壤中的基因含量的15倍。隨著土霉素在畜禽業的大量使用和生產廠家的不斷排放，土霉素引起嚴重的環境污染問題受到廣泛關注。目前尚缺乏安全、有效、成本較低的降解土壤和水體中的土霉素的手段。

發明內容

為了克服現有抗生素污染處理方法存在的成本高、去除效率低等缺陷，本發明提供了一種樹狀類芽孢桿菌。

本公開的發明人分離了一株樹狀類芽孢桿菌，發現其可以高效地去除土霉素，可以實現土霉素類抗生素污染及含有土霉素的禽畜養殖廢棄物的高效處理及，由此得到了本發明。