一株可降解鹽環(huán)境中多環(huán)芳烴的海旋菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境污染生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一株能在鹽環(huán)境中降解多環(huán)芳 烴類有機污染物的海旋菌株及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 多環(huán)芳香徑化合物（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)是一類由兩個或 兩個以上苯環(huán)以線性、角狀或者簇聚等不同方式排列形成的有機化合物。PAHs污染物在空 氣、水體、土壤及其沉積物等環(huán)境介質(zhì)中廣泛分布。環(huán)境中的PAHs主要來源于自然界的活 動（例如森林火災(zāi)、動植物遺體腐爛、石油煤炭形成、火山噴發(fā)等）和人類活動（如木材加 工、石油冶煉、運輸業(yè)、煤氣制造、軍事設(shè)施、危險物處理和填埋等）。多環(huán)芳烴大多數(shù)為有毒 物質(zhì)，許多甚至具有三致效應(yīng)（致癌、致畸變和致突變），迄今為止已發(fā)現(xiàn)的多環(huán)芳烴類致 癌物及其衍生物已經(jīng)超過400種，其中不乏苯并芘等這樣的強致癌物質(zhì)。由于多環(huán)芳烴類 物質(zhì)具有低水溶解性、親脂性、難降解性和高生物蓄積性等特性，使得其可以在環(huán)境中長期 穩(wěn)定的存在，并且能長距離迀移，最終富集于生物體中，對自然界生物安全和人類健康構(gòu)成 巨大威脅。因此，上世紀80年代美國環(huán)保局（USEPA)就將16種未帶分支的PAHs列入了環(huán) 境優(yōu)先控制污染物的黑名單，而我國國家環(huán)保局在第一批公布的68種優(yōu)先控制的污染物 中就包含了 7種PAHs。因此，控制和去除環(huán)境中的多環(huán)芳烴具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
[0003] 環(huán)境中的多環(huán)芳烴除少部分可以發(fā)生光化學(xué)分解外，大部分主要依賴微生 物降解途徑慢慢消失。自上世紀70年代開始，研宄人員就嘗試利用微生物技術(shù)對受 PAHs污染的土壤進行修復(fù)（受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復(fù)方法，專利號 200910184601. 1)，80年代科學(xué)家認識到微生物技術(shù)是修復(fù)PAHs污染最有前景的技術(shù)，并 將其應(yīng)用于石油污染環(huán)境的修復(fù)。然而，近些年來科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)多環(huán)芳烴污染常常發(fā)生在 鹽濃度較高的環(huán)境中，例如由于石油的突發(fā)事故、落地油及含油污水排放等造成的鹽堿灘 環(huán)境的污染；同時，含油和含鹽量都比較高（鹽度>3.5% w/v)的油田采出水的排放，會使 接納環(huán)境中的鹽度和多環(huán)芳烴含量同時升高，形成污染。在這些特殊的鹽環(huán)境中，普通的多 環(huán)芳烴高效降解菌株由于難以在較高的鹽濃度條件中生長而不能發(fā)揮作用，因而嗜鹽多環(huán) 芳烴高效降解菌株的篩選與應(yīng)用有著迫切的需求與重要的現(xiàn)實意義。
[0004]目前已發(fā)現(xiàn)并報道的多環(huán)芳烴降解菌種嗜鹽微生物較少，多集中于假單胞菌 屬（Pseudomonas)、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter)、分支桿菌（Mycobacterium)、芽抱桿菌屬 (Bacillus)等。Ashok等從煉油廠附近的土壤中篩選出了四株能耐受7. 5%NaCl，且能利用 萘、蒽以及能利用萘與菲進行共代謝的菌株，經(jīng)鑒定它們屬于微球菌屬（Micrococcus)、假 單胞菌屬（Pseudomonas)和產(chǎn)堿菌屬（Alcaligenes)。Sohn等從韓國某海域派泥中分離到 一株能降解2-5個苯環(huán)的多環(huán)芳徑的新鞘氨醇桿菌（Novosphingobiumpentaromativorans )，其能在鹽度為1%_6%的豐富培養(yǎng)基中生長。Plotikova等從鹽土環(huán)境中分離到了 15株 蔡降解菌，有紅球菌屬（Rhodococcus)、節(jié)桿菌屬（Arthrobacter)、芽抱桿菌屬（Bacillus) 和假單胞菌屬（Pseudomonas)，它們能夠耐受5. 8% NaCl，其中6株還能利用菲；通過對其 中部分含質(zhì)粒的菌株進行轉(zhuǎn)化改造，獲得了兩株含有外源質(zhì)粒的惡臭假單胞菌，其耐鹽性 有所提高，而且能夠降解萘、菲和水楊酸。趙百鎖等（一株可降解多環(huán)芳烴的海旋菌及其 應(yīng)用，專利號200910080014. 8)從高鹽度的石油污染土壤中分離得到一株能夠高效降解菲 的海旋菌（Thalassospiraxianhensis P-4)，在鹽度為5%，加有酵母粉的液體培養(yǎng)基中， 9天內(nèi)對菲（初始濃度為100mg/L)的平均降解速率可達10. 8mg/(L ? d)。由于高環(huán)芳香 烴的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、水溶性差、熱穩(wěn)定性強、生物可利用性低，高環(huán)芳香烴的降解嗜鹽菌株 的研宄就更少了，如目前對于高環(huán)芳烴代表物一一芘的嗜鹽或耐鹽降解菌的研宄僅限于 分支桿菌屬（Mycobacterium)、蒼白桿菌屬（Ochrobactrum)、解環(huán)菌屬（Cycloclasticus) 和海桿菌屬（Marinobacter)。最早的一株花降解耐鹽菌株是由Heitkamp等在上世紀 90年代從Redfish Bay河口石油污染的沉積物中分離得到的。Cui等從黃海的沉積物 中分離得到了三株能降解高環(huán)芳烴的嗜鹽菌，它們屬于解環(huán)菌屬（Cycloclasticus)。可 以看出用于鹽環(huán)境中多環(huán)芳香烴污染修復(fù)的微生物有效資源仍然相對匱乏。多環(huán)芳烴 降解海旋菌 Thalassospiratepidiphila sp. nov. 1_1BT(JCM 14578T= DSM 18888 T)和 Thalassospiraxianhensis sp.nov.P_4T(CGMCC 1.6849T=JCM 14850 T)并不能降解焚蒽、 苯并芘和苯并蒽。
[0005] 可見，這些微生物耐鹽范圍都相對窄，而且耐受濃度低。多數(shù)耐鹽微生物只對低環(huán) 芳香烴有較高的降解性能，不能適用于高鹽環(huán)境中高環(huán)芳香烴污染的生物治理。因此，為解 決高鹽環(huán)境中多環(huán)芳烴的污染，亟待研發(fā)耐鹽范圍廣、降解效率高的嗜鹽性多環(huán)芳烴降解 菌株。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個目的是提供一株海旋菌。
[0007] 本發(fā)明提供的一株海旋菌TSL5-1，其保藏號為CGMCC No. 10278。
[0008] 上述的海旋菌或其菌懸液或其培養(yǎng)產(chǎn)物或其發(fā)酵產(chǎn)物在降解鹽環(huán)境中的多環(huán)芳 烴中的應(yīng)用也是本發(fā)明保護的范圍。
[0009] 上述應(yīng)用中，所述多環(huán)芳烴為芘、菲、熒蒽、苯并芘和/或苯并蒽。
[0010] 上述應(yīng)用中，所述鹽環(huán)境的鹽度為〇? 5-20. 0 %。
[0011] 上述應(yīng)用中，所述鹽環(huán)境的鹽度為3. 5-5. 0 %。
[0012] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種降解多環(huán)芳烴的方法。
[0013] 本發(fā)明提供的方法，包括如下步驟：用上述的海旋菌或其菌懸液或其培養(yǎng)產(chǎn)物降 解鹽環(huán)境中的多環(huán)芳烴。
[0014] 上述方法中，所述降解為將上述的海旋菌或其菌懸液或其培養(yǎng)產(chǎn)物接種于被多環(huán) 芳烴污染的鹽環(huán)境中，實現(xiàn)降解多環(huán)芳烴。
[0015] 上述方法中，所述鹽環(huán)境的鹽度為0.5-20. 0%，具體為3. 5-5.0%。
[0016] 上述方法中，所述多環(huán)芳烴為芘、菲、熒蒽、苯并芘和/或苯并蒽。
[0017] 本發(fā)明第三個目的是提供一種降解鹽環(huán)境中多環(huán)芳烴類有機污染物的微生物菌 劑，其活性成分為上述的海旋菌或其菌懸液或其培養(yǎng)產(chǎn)物或其發(fā)酵產(chǎn)物；所述多環(huán)芳烴類 有機污染物為菲、芘、熒蒽、苯并蒽和/或苯并芘；
[0018] 所述鹽環(huán)境的鹽度為0?5-20. 0%，具體為3. 5-5.0%。
[0019]本發(fā)明所提供的高效降解菌--海旋菌TSL5-1(Thalassospirasp.TSL5-1)，已 于2015年1月6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（簡稱CGMCC， 地址為：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3,中國科學(xué)院微生物研宄所），保藏登記號為CGMCC No. 10278,分類命名為海旋菌Thalassospirasp.。
[0020] 與現(xiàn)有的技術(shù)和現(xiàn)有多環(huán)芳烴降解菌株相比，本發(fā)明的海旋菌 TSL5-1 (Thalassospira sp.TSL5-l，CGMCC No. 10278)能夠在更高鹽度下和更大的鹽度范 圍內(nèi)生長（0.5-20%鹽度），且能在上述鹽環(huán)境中分別以種類更多、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的多環(huán)芳 烴化合物（包括菲、芘、熒蒽、苯并芘與苯并蒽等）作為唯一碳源