[發明專利]一株異戊二烯厭氧降解細菌及其在環境生物修復中的應用

有效

• 申請號: 202210208300.3
• 申請日: 2022-03-04
• 公開（公告）號: CN114657092B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 楊毅;金慧娟;嚴俊;李秀穎
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽應用生態研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/02;C12P7/54;C02F3/34;B09C1/10;C12R1/02;C02F101/32
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 李穎

本發明公開了環境污染修復領域，具體為一株新型異戊二烯厭氧降解細菌及其在環境生物修復中的應用。菌株為威氏醋酸桿狀菌Acetobacteriumwieringae Z，其已于2021年11月30日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC No.24006。本發明所提供的菌株Z能在厭氧無機鹽培養基中以二氧化碳和氫氣為底物，共代謝降解異戊二烯污染物，表明該菌株能夠高效降解異戊二烯，對修復環境中異戊二烯污染具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明公開了環境污染修復領域，具體為一株新型異戊二烯厭氧降解細菌及其在環境生物修復中的應用。

背景技術

異戊二烯(又稱2-甲基-1,3-丁二烯，C₅H₈)是大氣中的最豐富的非甲烷生物揮發性有機化合物(BVOC)。陸地植物是異戊二烯的主要生產者，每年釋放產量高達5-7.5億噸；其不僅是生物體中類異戊二烯(包括葉綠素、膽固醇、古菌脂質等)合成的關鍵基石，而且是工業上生產高質量橡膠和航空燃料的主要成分。然而，釋放進入大氣中的異戊二烯與羥基自由基(OH·)發生光氧化導致對流層中臭氧及一氧化碳濃度升高、含氮化合物的全球運輸、二級有機氣溶膠的凝集，從而引起溫室效應。此外，動物實驗結果表明，長期或反復接觸異戊二烯可造成肝臟、肺部、乳腺等一系列器官的癌癥現象，因此，國際癌癥研究機構(IARC)將其列為人類疑似致癌物。

據估計，土壤中降解異戊二烯的微生物的豐度約每克干土中含10⁵細胞。從防線菌門和變形菌門中分離出了越來越多的細菌，如Rhodococcus sp.AD45、Gordonia sp.i37和Mycobacterium sp.AT1等，被鑒定可在有氧條件下降解異戊二烯，且其相關功能酶和代謝路徑也被闡明。相比而言，對異戊二烯厭氧生物降解的研究相當匱乏。最近，來自澳大利亞的研究團隊發現含有醋酸桿狀菌的富集培養物能夠在厭氧條件下高效轉化異戊二烯，但目前還沒有分離到該厭氧菌株。因此，獲得一株能夠厭氧降解異戊二烯的生物材料是環境生物修復領域的重大突破。

發明內容

本發明目的在于提供一株新型異戊二烯厭氧降解細菌及其在環境生物修復中的應用。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一株異戊二烯厭氧降解細菌，其特征在于：菌株為威氏醋酸桿狀菌Acetobacterium wieringae Z，其已于2021年11月30日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC No.24006。

一種異戊二烯厭氧降解細菌的分離方法，將樣品在半固體瓊脂糖培養基中進行絕跡稀釋獲得近似純培養物，挑取單菌落至液體厭氧無機鹽培養基中生長，獲取權所述的單菌落威氏醋酸桿狀菌Acetobacterium wieringae Z。

所述半固體瓊脂糖培養基為每100ml的含30-50mM碳酸氫鈉緩沖液的厭氧培養基中加入0.6-1.0g的具有低溫(30℃)凝膠性能的低硬度瓊脂糖。

其中，含30-50mM碳酸氫鈉緩沖液的厭氧培養基包含微量元素、混合維生素及無機鹽。

一種異戊二烯厭氧降解細菌的應用，所述菌株能在厭氧條件下降解環境中異戊二烯的應用。

所述菌株在厭氧條件下以CO₂和H₂為發酵底物，共代謝方式降解環境中異戊二烯的應用。

一種權利要求1所述的異戊二烯厭氧降解細菌的應用，所述菌株在厭氧條件下生產乙酸作為生物能源中的應用。

一種降解異戊二烯污染物的制劑，制劑含所述的威氏醋酸桿狀菌Acetobacteriumwieringae Z。

所述制劑含威氏醋酸桿狀菌Acetobacterium wieringae Z菌株的培養物、培養濃縮物、濃縮物分離上清液或培養菌懸液。