[發(fā)明專利]一株能降解PAEs的反硝化無色桿菌LJC-02及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210822267.3
• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN115975840A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藺中;陳藝杰;甄珍;吳偉健;梁燕秋
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東海洋大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;B09C1/10;C02F3/34;C12R1/025;C02F101/34;C02F101/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 趙崇楊

本發(fā)明公開一株能降解PAEs的反硝化無色桿菌LJC?02及其應(yīng)用。本發(fā)明提供的反硝化無色桿菌(Achromobacter?denitrificans)LJC?02已于2021年9月30日保存于廣東省微生物菌種保藏中心，保藏號為GDMCC?No：61971。LJC?02菌株具有良好的PAEs去除能力和好氧反硝化性能，能夠有效降解多種PAEs污染物，降解率均能達(dá)到80％以上，屬于PAEs的高效降解菌。LJC?02菌還能以硝酸鹽氮或DEHP作為唯一碳源進(jìn)行好氧反硝化作用，進(jìn)行脫氮，能在好氧階段即可實(shí)現(xiàn)DEHP和硝酸鹽氮的同步去除。因此能廣泛應(yīng)用于入海河口處PAEs污染的修復(fù)和治理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一株能降解PAEs的反硝化無色桿菌LJC-02及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

塑化劑廣泛用作塑料工業(yè)的增塑劑和軟化劑，是塑料的重要組成成分。PAEs作為外增塑劑，與塑料基質(zhì)間以氫鍵與范德華力結(jié)合而不是化學(xué)鍵，因此易于釋放出塑料制品之外，在河口處水體、沉積物和動植樣品中廣泛檢出。PAEs結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不易降解，具有“致畸、致癌、致突變”等毒性和累積性，嚴(yán)重破壞水體中微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性，抑制水環(huán)境中多種污染物的自凈能力。

微生物降解是PAEs自凈的重要途徑。眾所周知，PAEs污染環(huán)境中自身蘊(yùn)含著多種降解微生物，已報(bào)道的PAEs降解微生物主要為細(xì)菌和真菌，如：細(xì)菌普羅威登斯菌屬(Providencia)，枯草芽孢桿菌(Bacillus?subtilis)，分枝桿菌屬?()Mycobacterium和真菌毛霉(Mucor)，亞粘團(tuán)鐮孢霉(Fusarium?Subglutinans)，繩狀青霉(PenicilliumFuniculosum)等。細(xì)菌由于強(qiáng)適應(yīng)能力和多樣性，在PAEs?生物降解中發(fā)揮主要作用。目前，已有一定量的PAEs降解菌被分離報(bào)道(分離于城市廢水、土壤、淤泥等)。然而，陸海交匯區(qū)中PAEs降解微生物卻鮮有報(bào)道。目前已知分離于高鹽脅迫下的降解菌僅有燕井鞘鞘氨醇單胞菌?(Sphingomonas?yanoikuyae)DOS01，粘質(zhì)紅酵母(Rhodotorula?mucilaginosa)?Mar-Y3及海洋絲狀真菌花斑曲霉(Aspergillus?versicolor)IR-M4等。但不同的環(huán)境條件，微生物降解PAEs方式亦不相同。好氧條件下，PAEs水解生成單酯和相應(yīng)的醇化合物，接著在酶催化下將中間產(chǎn)物代謝為鄰苯二甲酸(PA)，同時(shí)生成醇類物質(zhì)(上游途徑)。鄰苯二甲酸開環(huán)形成相應(yīng)的有機(jī)酸，再轉(zhuǎn)化成丙酮酸、琥珀酸和延胡索酸等進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后降解為CO₂和H₂O(下游途徑)。?PAEs厭氧降解知之甚少，自然環(huán)境中較難實(shí)現(xiàn)。盡管獲得的降解菌可利用PAEs?作為唯一碳源生長，但其降解能力又受到不同環(huán)境因素的影響，如溫度、pH、鹽離子濃度、污染物濃度等。入海河口處PAEs生物降解面臨相對更為復(fù)雜或極端的條件(如咸淡水交界、過高或過低的pH、含有多種污染物等)，導(dǎo)致PAEs?在入海河口處降解效果較差，殘留時(shí)間較長，嚴(yán)重抑制反硝化菌的生長和反硝化速率，對水生態(tài)環(huán)境中反硝化作用產(chǎn)生明顯的負(fù)面效應(yīng)。

入海河口處有機(jī)污染常常伴隨著氨氮超標(biāo)等水體富營養(yǎng)化問題。長期以來厭養(yǎng)反硝化菌被認(rèn)為是唯一能夠進(jìn)行反硝化作用的細(xì)菌。由于現(xiàn)實(shí)環(huán)境復(fù)雜，厭養(yǎng)反硝化在真實(shí)的生態(tài)系統(tǒng)中，是比較難實(shí)現(xiàn)的。好氧反硝化菌是上世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的可同時(shí)進(jìn)行氧氣和硝酸鹽呼吸的功能微生物。好氧反硝化菌打破了傳統(tǒng)厭氧反硝化的壁壘，在水體溶解氧存在條件下可將亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮代謝為氮?dú)狻：醚醴聪趸亲匀画h(huán)境中常見的細(xì)菌之一，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、生長速率快、繁殖周期短，具有較高的遺傳適應(yīng)性，在多種不同自然水生態(tài)環(huán)境的脫氮自凈過程中起到關(guān)鍵作用。目前從環(huán)境中分離出來的好氧反硝化菌主要有假單胞菌?(Pseudomonas)、不動桿菌(Acinetobacter)、芽孢桿菌(Bacillus)、糞產(chǎn)堿菌(Alcaligenes?faecalis)、硫桿菌(Thiobacillus)等。近年來更多的高效好氧反硝化菌株得到分離，并因其工藝簡單、脫氮效果好、不需補(bǔ)加酸堿等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于大面積污染水域修復(fù)。