[發明專利]一種高效降解四環素類抗生素的微生物菌劑及其在土壤污染修復中的應用

在審

• 申請號: 201911376370.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111172144A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 趙月春;洪夏曉
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12N11/02
• 分類號: C12N11/02;C12N1/20;C12N1/02;C02F3/34;B09C1/10;C12R1/01;C02F101/38
• 代理公司: 中山市科創專利代理有限公司 44211
• 代理人: 毛海娟

本發明公開了一種高效降解四環素類抗生素的微生物菌劑及其在土壤污染修復中的應用，該微生物菌劑為含有約氏不動桿菌AJ6菌懸液的固定化微生物菌劑。本發明公開的約氏不動桿菌AJ6菌株對土壤中和無機鹽培養基中四環素的降解效果最好，其次是土霉素。本發明為抗生素污染修復提供了重要的微生物菌種資源，為能夠根據主要抗生素殘留類型、與介質原生微生物菌群兼容情況等具體應用情況選擇不同的抗生素降解菌種提供可能。本發明利用固定化載體將菌體固定，快速、大量增殖微生物的技術，使微生物高度密集并保持生物活性，并延長菌體壽命。

【技術領域】

本發明涉及一種高效降解四環素類抗生素的微生物菌劑及其在土壤污染修復中的應用，屬于環境污染物生物處理技術領域。

【背景技術】

由于其低成本，低毒性和理想的有效抗菌性，四環素類抗生素作為一種重要的廣譜抗生素已被廣泛應用于人類和動物疾病的預防和治療，特別是用作水產養殖中和畜牧業的生長促進劑。已經證明，一旦進入細胞內，它們可逆地結合易感生物的30S核糖體亞基受體，阻止氨?；D移酶與DNA結合，進而抑制蛋白質合成，阻止細胞生長。然而，大部分四環素類抗生素在人類和動物的人體中吸收較差，約30％-90％的抗生素劑量以活性形式(母體或代謝產物)隨排泄物排出體外，釋放到環境中。此外，由于缺乏有效的環境管理和及時、有效的降解或消除，不恰當或濫用四環素類抗生素導致環境中四環素類抗生素的大量殘留，這不僅會導致生物受到慢性毒害，更會使得環境中微生物耐藥性增強，產生各種抗性菌和抗性基因?？剐曰蛟诃h境中會發生轉移進入其他生物體中，從而嚴重危害生態環境和人體健康。

由于其強大的結合能力，土壤被認為是各種污染物在環境中的最終歸宿。據報道，污染物在土壤中的轉移和轉化是確定土壤環境中污染物命運的關鍵過程。因為一旦釋放到環境中，抗生素的行為和轉化將不僅取決于它們的物理化學性質，包括水溶性，揮發性，親脂性和吸附能力，還取決于土壤性質，如pH，離子強度，有機物含量和陽離子交換容量和環境條件。然而，由于土壤成分的復雜性，土壤中污染物的轉移和轉化尚不清楚。

四環素類抗生素通過兩個渠道進入農田，一是畜禽糞便和魚塘污泥作為有機肥施用到農田，二是糞便中抗生素經雨水徑流和養殖場廢水排放等進入水體，并用于農田灌溉。土壤中長期大量累積的四環素類抗生素，導致土壤四環素類抗生素污染嚴重。因此，清除土壤中四環素類抗生素污染對生態環境和人體健康造成的危害已成為目前迫切需要解決的問題之一。

鑒于土壤中四環素類抗生素的污染對生態環境和人類健康的危害性與常規去除四環素類抗生素技術的局限性，人們迫切找到一種有效且經濟的去除土壤四環素類抗生素的修復技術。雖然物理、化學的方法對有機污染物降解具有速度快、設備和方法簡單等優點，但由于其相對成本高，處理效果不徹底產生次級降解產物二次污染環境的可能，所以實際應用起來比較困難。而生物修復技術的出現，為治理環境污染帶來了希望。

生物修復技術是清除和治理環境污染的一種生物工程技術，主要利用生物特有的分解有毒和有害物質的能力，去除環境中污染物，達到凈化的目的，是當前環境污染治理研究的熱點之一。生物修復技術具有條件簡單、容易控制、成本較低、專一性較強、降解徹底、無二次污染等特點，因此成為了現階段處理抗生素污染的最理想的方法。然而，目標污染物的低生物利用度和艱難的的環境如缺乏營養物質，土著微生物的競爭，不利土壤條件的侵害和污染物對生物體的生長毒性將大大降低游離微生物降解污染物的效率。