一株降解農(nóng)藥的蘇云金芽孢桿菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及應(yīng)用環(huán)境微生物和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一株降解農(nóng)藥的蘇云金芽孢桿 菌及其應(yīng)用。具體用于農(nóng)作物、農(nóng)產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的去除，也可用于修復(fù)農(nóng)藥污染的土壤、 水體等自然環(huán)境。
【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)藥殘留污染給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來嚴(yán)重危害，特別是甲氧基丙烯酸酯類和 擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的廣泛使用導(dǎo)致的農(nóng)藥殘留污染。甲氧基丙烯酸酯類農(nóng)藥主要包括嘧菌 酯、醚菌酯和吡唑醚菌酯等，擬除蟲菊酯類農(nóng)藥主要包括高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯 氟氰菊酯和甲氰菊酯等。這兩類農(nóng)藥化學(xué)結(jié)構(gòu)上均帶有酯鍵，是目前市場(chǎng)上的主要農(nóng)藥類 型。其大量、頻繁的使用已經(jīng)嚴(yán)重危害到生態(tài)環(huán)境的安全，引發(fā)食品安全問題，進(jìn)而損害人 體健康。大量研究表明，這兩類農(nóng)藥對(duì)一些有益昆蟲如蜜蜂等造成了極大危害，對(duì)魚類和水 生無脊椎動(dòng)物具有很高的毒性。此外，這兩類農(nóng)藥具有環(huán)境激素效應(yīng)，長(zhǎng)期接觸或攝入將 導(dǎo)致慢性疾病，對(duì)人類、鳥類和其他哺乳動(dòng)物具有慢性毒性，甚至有致癌、致畸、致突變的危 險(xiǎn)。這表明擬除蟲菊酯類農(nóng)藥和甲氧基丙烯酸酯類農(nóng)藥并不像先前人們所認(rèn)為的那樣對(duì)非 靶標(biāo)生物安全和環(huán)境友好，不會(huì)造成污染或中毒。隨著高靈敏度生物檢測(cè)技術(shù)的發(fā)明和人 們對(duì)農(nóng)藥毒理的進(jìn)一步研究，這兩類農(nóng)藥的危害還會(huì)被人們更深入地認(rèn)識(shí)和了解。因此，消 除農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境中的擬除蟲菊酯類和甲氧基丙烯酸酯類農(nóng)藥殘留污染已成為科研工作者 亟待解決的具有重大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義的科研命題。
[0003] 微生物降解以其高效、廉價(jià)、安全等特點(diǎn)，成為處理各類有機(jī)污染物的有效措施。 近年來，研究利用降解微生物治理農(nóng)藥殘留污染已引起廣泛關(guān)注。目前許多發(fā)達(dá)國(guó)家和大 公司都投入巨資以從事農(nóng)藥殘留高效降解菌的研究和開發(fā)，如美國(guó)BCI公司、美國(guó)工程服 務(wù)生物修復(fù)公司已經(jīng)將降解微生物及其制劑產(chǎn)品規(guī)?；a(chǎn)，國(guó)內(nèi)的北京佳農(nóng)新貿(mào)易發(fā)展 有限公司已成功生產(chǎn)"比亞"生物降解劑可用于去除有機(jī)磷類農(nóng)藥殘留。但是，利用微生物 實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)藥進(jìn)行降解，專一性高，往往一種微生物不能同時(shí)降解多類農(nóng)藥。而污染環(huán)境通常 是多農(nóng)藥殘留并存，因此研究開發(fā)能同時(shí)降解多類農(nóng)藥的降解微生物具有非常重要的理論 和應(yīng)用價(jià)值。特別是，目前還沒有可同時(shí)降解甲氧基丙烯酸酯類和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留 的降解微生物的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一株可同時(shí)降解甲氧基丙烯酸 酯類和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的蘇云金芽孢桿菌菌株Bt-I。
[0005] 本發(fā)明另一目的是提供上述菌株在制備降解甲氧基丙烯酸酯類和擬除蟲菊酯類 農(nóng)藥的制劑中的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明另一目的是提供一種降解甲氧基丙烯酸酯類和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥的制劑。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提供該蘇云金芽孢桿菌Bt-I的應(yīng)用，Bt-I可用于農(nóng)作物、農(nóng) 產(chǎn)品中農(nóng)藥殘留的去除，生產(chǎn)無公害綠色農(nóng)產(chǎn)品；同時(shí)可用于修復(fù)農(nóng)藥污染的土壤、水體等 自然環(huán)境，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)： 一株降解農(nóng)藥的蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis)Bt-l，菌種保存在中國(guó)典 型培養(yǎng)物保藏中心（CCTCC)，地址為湖北省武漢市武漢大學(xué)，保藏號(hào)為CCTCC M 2013680,保 藏日期為2013年12月20日。
[0009] 所述菌株經(jīng)鑒定為蘇云金芽孢桿菌，在LB固體平板 中呈現(xiàn)淡黃色，菌落較大、邊緣不整齊，具芽孢。通過生理生化特性測(cè)定，顯示該菌株屬于革 蘭氏陽性菌；可利用葡萄糖、甘油、核糖、果糖、麥芽糖、淀粉；不利用木糖、半乳糖、甘露醇、 鼠李糖、乳糖、海藻糖、阿拉伯糖。該菌株16S rDNA的GenBank登錄號(hào)為KF290569。
[0010] 所述蘇云金芽孢桿菌Bt-I在降解農(nóng)藥方面的應(yīng)用。
[0011] 優(yōu)選地，所述蘇云金芽孢桿菌Bt-I在降解農(nóng)作物、土壤或水體中農(nóng)藥的應(yīng)用。
[0012] 優(yōu)選地，所述農(nóng)藥選自嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高 效氯氟氰菊酯或甲氰菊酯中的一種或幾種。
[0013] 更優(yōu)選地，所述的蘇云金芽孢桿菌Bt-I菌體數(shù)量為I. OX IO7 CFU/mL。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 1.本發(fā)明篩選獲得一株蘇云金芽孢桿菌Bt-I (CCTCC M 2013680)，該菌株安全性高， 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，在20?40°C、pH 6.0?9.0和接種量0.05?0.25 g/L下能有效降解嘧 菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和甲氰菊酯等農(nóng)藥殘 留，降解率達(dá)到80%以上，降解效率高，具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0015] 2.蘇云金芽孢桿菌Bt-I使用方便，直接施用可在短時(shí)間內(nèi)有效降解農(nóng)作物、土壤 和水體環(huán)境中的甲氧基丙烯酸酯類和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥殘留超 標(biāo)問題，同時(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康。
【附圖說明】
[0016] 圖1.蘇云金芽孢桿菌Bt-I的菌落形態(tài)。
[0017] 圖2.蘇云金芽孢桿菌Bt-I的16S rDNA系統(tǒng)進(jìn)化分析。
[0018] 圖3.蘇云金芽孢桿菌Bt-I降解50 mg/L嘧菌酯的HPLC色譜圖。
[0019] 圖4.蘇云金芽孢桿菌Bt-I降解50 mg/L溴氰菊酯的HPLC色譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例來進(jìn)一步詳細(xì)闡述本發(fā)明。以下實(shí)施例為本 發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但并不對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做任何形式的限定。本發(fā)明主要闡述所 述菌株以及基于所述菌株的應(yīng)用思想，實(shí)施方式中簡(jiǎn)單參數(shù)的替換不能一一在實(shí)施例中贅 述，但并不因此限制本發(fā)明，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修 飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，應(yīng)被視為等效的置換方式，都應(yīng)包含在本發(fā)明范圍內(nèi)。
[0021] 除非特別說明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)試劑、方法和設(shè) 備。除非特別說明，本發(fā)明所用試劑和材料均為市購。
[0022] 實(shí)施例1蘇云金芽孢桿菌Bt-I的獲得 本發(fā)明人通過富集培養(yǎng)法篩選獲得蘇云金芽孢桿菌Bt-1。用來富集的土壤樣品采集自 新加坡。取土壤樣品5 g加入50 mL基礎(chǔ)培養(yǎng)基(配方為：(NH4)2S04, 2 g; MgS04, 0. 2 g; CaCl2, 0.01 g; FeSO4, 0.005 g; MnCl2, 0.002 g; K2HPO4, 10.5 g; KH2PO4, 4.5 g，蒸餾 水1000 mL，pH 7. 5)中。同時(shí)加入嘧菌酯原藥母液（DMS0為溶劑），使嘧菌酯最終質(zhì)量濃 度為50 mg/L，于30 ° C、150 r/min搖床下進(jìn)行降解菌富集培養(yǎng)。培養(yǎng)7 d后，按10%的 接種量轉(zhuǎn)接到第二批含100 mg/L嘧菌酯的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中。相同條件培養(yǎng)7 d后，再按10% 的接種量轉(zhuǎn)接到含嘧菌酯為200 mg/L的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中，繼續(xù)培養(yǎng)7 d。以此類推，不斷增加 嘧菌酯的質(zhì)量濃度。最后取0.2 mL基礎(chǔ)培養(yǎng)基發(fā)酵液均勻涂抹到含嘧菌酯的固體平板中 反復(fù)進(jìn)行劃線分離，直至得到單菌落。采用上述方法從土壤中成功篩選獲得一株農(nóng)藥高效 降解菌，命名為Bt-I。
[0023] 實(shí)施例2蘇云金芽孢桿菌Bt-I的鑒定 所述菌株在LB固體平板中呈現(xiàn)淡黃色，菌落較大、邊緣不整齊，具芽孢。通過生理生 化特性測(cè)定，顯示該菌株屬于革蘭氏陽性菌；可利用葡萄糖、甘油、核糖、果糖、麥芽糖、淀 粉；不利用木糖、半乳糖、甘露醇、鼠李糖、乳糖、海藻糖、阿拉伯糖。該菌株16S rDNA的 GenBank登錄號(hào)為KF290569。因此，經(jīng)形態(tài)學(xué)特征、生理生化特性及16S rDNA系統(tǒng)發(fā)育分 析，菌株Bt-I鑒定為蘇云金芽孢桿菌。
[0024] 將所述菌株保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心（CCTCC)，保藏日期是2013年 12月20,保藏號(hào)是CCTCC M 2013680,所述菌株命名為蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis)菌株 Bt_l〇
[0025] 所述中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心的地址為湖北省武漢市武漢大學(xué)。
[0026] 實(shí)施例3蘇云金芽孢桿菌Bt-I對(duì)不同農(nóng)藥的生物降解效果 在基礎(chǔ)培養(yǎng)基(配方同實(shí)施例1)中分別加入嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效氯氰菊 酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和甲氰菊酯，使其終濃度為50 mg/L;接種濃度為L(zhǎng)OXlO7 CFU/mL的菌劑，并設(shè)不接菌的培養(yǎng)基為對(duì)照，31 ° C培養(yǎng)0?5 d，定期取樣，應(yīng)用HPLC檢 測(cè)農(nóng)藥的殘留量并計(jì)算降解率，結(jié)果見表1所示。結(jié)果表明，蘇云金芽孢桿菌Bt-I在短時(shí) 間內(nèi)可有效降解嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和 甲氰菊酯，5 d內(nèi)對(duì)上述農(nóng)藥的降解率分別達(dá)到82. 5%、86. 2%、85. 4%、97. 1%、90. 9%、82. 4% 和86. 5%，降解效率高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一株降解農(nóng)藥的蘇云金芽孢桿菌菌株(Atfriflgiefl1Si1S) Bt-1，其特征在 于，所述菌株于2013年12月27日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心（CCTCC)，菌種保藏號(hào)為 CCTCC M 2013680。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的菌株，其特征在于，所述菌株在LB固體平板中呈現(xiàn)淡黃色，菌 落較大、邊緣不整齊，具芽孢。
3. 權(quán)利要求1所述菌株在降解農(nóng)藥中的應(yīng)用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的農(nóng)藥為嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌 酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯或甲氰菊酯中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述菌株在降解農(nóng)作物、土壤或水體 中農(nóng)藥的應(yīng)用。
6. 權(quán)利要求1所述菌株在制備降解農(nóng)藥的制劑中的應(yīng)用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述的蘇云金芽孢桿菌Bt-I菌體的 數(shù)量為 I. OXlO7 CFU/mL。
8. -種降解農(nóng)藥的制劑，其特征在于，含有蘇云金芽孢桿菌Bt-I和其他輔劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一株降解農(nóng)藥的蘇云金芽孢桿菌及其應(yīng)用。所述菌株為蘇云金芽孢桿菌(<i>Bacillus？thuringiensis</i>)Bt-1，菌種保藏號(hào)為CCTCC？M？2013680。Bt-1在20～40℃、pH6.0～9.0和接種量0.05～0.25g/L下能有效降解嘧菌酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯、高效氯氰菊酯、溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯和甲氰菊酯等農(nóng)藥，降解率達(dá)到80%以上。Bt-1安全性高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，降解效率高，使用方便，可用于去除蔬菜、果樹、茶葉、棉花、煙草等農(nóng)作物中的農(nóng)藥殘留，解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥殘留超標(biāo)問題，生產(chǎn)無公害綠色農(nóng)產(chǎn)品；也可用于修復(fù)農(nóng)藥污染的土壤、水體等自然環(huán)境，解決環(huán)境污染問題，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康。CCTCC NO: M 20136802013.12.20
【IPC分類】C12N1-20, A62D3-02, A62D101-04, C12R1-07, C02F3-34
【公開號(hào)】CN104560791
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410774202
【發(fā)明人】陳少華, 張煉輝, 鄧音樂, 常長(zhǎng)青, 廖立勝
【申請(qǐng)人】華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日