可降解氯代烴的甲基桿菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可降解氯代烴的甲基桿菌及其應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 氯代烴作為重要的有機(jī)溶劑和產(chǎn)品中間體，廣泛應(yīng)用在化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域。 由于使用和存儲(chǔ)不當(dāng)，氯代烴通過(guò)揮發(fā)、泄漏、廢水排放等方式排入到自然環(huán)境中。近年來(lái) 的大量研宄表明，三氯乙烯等氯代烴污染物具有潛在的"三致"（致癌、致畸、致突變）效應(yīng) 和遺傳毒性效應(yīng)，如微量三氯乙烯暴露接觸可導(dǎo)致肝、腎及中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷，引起一系列 機(jī)體功能紊亂癥狀，嚴(yán)重危及人類健康。隨著國(guó)際、國(guó)內(nèi)在可持續(xù)發(fā)展中對(duì)生態(tài)環(huán)境提出越 來(lái)越高的要求，如何有效的消除氯代烴污染已成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重要研宄內(nèi)容。
[0003] 從解決大面積污染的角度考慮，生物降解因其具有高效性及低成本性，被認(rèn)為是 消除氯代烯烴污染物最有效的途徑。生物降解包括了厭氧和好氧生物降解兩種方式。厭氧 降解常用Hyphomicrobium、Dehalococcoides等脫氯菌，使高氯代有機(jī)物還原脫氯。脫氯菌 常與產(chǎn)乙酸菌（homoacgtogens)和產(chǎn)甲燒菌（methanogens)形成聚生體，在碳源和外源電 子供體存在的條件下，氯代烴作為電子受體為厭氧微生物提供能源并同時(shí)被降解。但厭氧 降解存在降解不徹底的缺陷，脫氯后的產(chǎn)物往往具有更大的生物毒性和致癌性。而好氧降 解途徑可通過(guò)羥基化作用或環(huán)氧化作用使得氯代烴完全降解，相對(duì)于降解不徹底的厭氧生 物降解，好氧生物降解具有顯著優(yōu)勢(shì)。
[0004] 甲燒氧化菌（Methanotrophs)降解氯代徑屬于該領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)。甲燒氧化菌中 含有的甲烷單加氧酶可以通過(guò)環(huán)氧化的途徑降解氯代烴，但由于甲烷氧化菌必須通過(guò)添加 碳源的共代謝的形式實(shí)現(xiàn)氯代烴的降解，這在一定程度上限制了氯代烴好氧氧化在工程 上的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可降解氯代烴的甲基桿菌，該菌能夠降解氯代烷烴和/ 或氯代烯烴，可應(yīng)用于廢水、飲用水和土壤修復(fù)等領(lǐng)域，特別適用于廢水中氯代烯烴污染物 降解和土壤生物修改，具有廣泛推廣的意義。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] 可降解氯代烴的甲基桿菌，其保藏號(hào)為CCTCCN0:M2015046(已于2015年1月18 日保藏于中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心，地址：武漢市武昌珞珈山武漢大學(xué)保藏中心），分類命 名為：Methylobacteriumsp.Rl，其 16SrDNA序列如SEQIDN0:1 所不。
[0008]本發(fā)明所述的可降解氯代烴的甲基桿菌，屬于甲基桿菌屬。菌落直徑1~2mm，半 透明，圓形規(guī)則菌落，低凸起，邊緣整齊，質(zhì)地均勻，表面有光澤，顏色多呈黃色，為革蘭氏陰 性菌，無(wú)孢子，有鞭毛，以單側(cè)生極性鞭毛運(yùn)動(dòng)，專性需氧，最佳生長(zhǎng)溫度為28~30°C，pH為 7. 0〇
[0009] 本發(fā)明所述的甲基桿菌能夠降解氯代烷烴和/或氯代烯烴。其中氯代烯烴選自三 氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯中的至少一種，氯代烷烴選自四氯甲烷、三氯甲烷和二氯乙烷中 的至少一種。
[0010] 本發(fā)明所述的可降解氯代烴的甲基桿菌可應(yīng)用于廢水、飲用水和土壤修復(fù)等領(lǐng) 域，可用于生物催化劑。
[0011] 本發(fā)明所述的可降解氯代烴的甲基桿菌，本申請(qǐng)中命名為甲基桿菌 Methylobacteriumsp.R1，是從生活垃圾填埋場(chǎng)覆蓋層中分離得到的，菌株DNA的測(cè)序委 托大連寶生物公司完成，甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1的16SrDNA堿基測(cè)定的長(zhǎng) 度為1233bp(SEQIDN0:1)，堿基序列在GenBank核酸序列數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)與甲基 桿菌Methylobacteriumsp.SAP462、Methylobacteriumsp.XJLW和Methylobacterium radiotolerans同源性最高，達(dá)到97%以上。通過(guò)對(duì)該菌株進(jìn)行的一系列生理生化以及工 藝優(yōu)化試驗(yàn)表明，本發(fā)明提供的甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1，可高效降解氯代稀徑 /氯代烷烴，主要優(yōu)點(diǎn)如下：
[0012] (1)甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1以氯代稀徑/氯代燒徑為碳源和能源生 長(zhǎng)，克服了甲烷氧化菌必須要依靠外加碳源的共代謝途徑才能實(shí)現(xiàn)氯代烯烴/氯代烷烴降 解的局限性。
[0013] (2)用甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1的完整細(xì)胞作為生物催化劑，液體培養(yǎng) 菌體密度（600nm下菌液吸光度）可達(dá)到1.2,脫離環(huán)境體系后仍可維持較高活性。
[0014] (3)該菌對(duì)氯仿具有高耐受性，可高效降解三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯等氯代烯 烴和四氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷等氯代烷烴。
[0015] (4)甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1擴(kuò)大培養(yǎng)所需的培養(yǎng)基成分簡(jiǎn)單，成本 低。特別適用于廢水中氯代烯烴污染物降解和土壤生物修改，可以廣泛推廣。
[0016] 本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中好氧生物降解氯代烴污染物無(wú)法工程化的問題。
[0017] 為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下特舉較佳實(shí)施例，并 配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為甲基桿菌Methylobacterium sp.R1的掃描電鏡照片；
[0019] 圖2為甲基桿菌Methylobacterium sp.R1的系統(tǒng)發(fā)育樹；
[0020] 圖3為甲基桿菌Methylobacterium sp.R1的生長(zhǎng)曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0022] 1、實(shí)驗(yàn)材料
[0023] 表1甲基桿菌無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基的組成如下：
[0024]
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可降解氯代烴的甲基桿菌，其特征在于，其保藏號(hào)為CCTCC NO:M 2015046,所述 甲基桿菌屬于甲基桿菌屬。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解氯代烴的甲基桿菌，其特征在于，所述甲基桿菌的16S rDNA序列如SEQ ID NO: 1所示。
3. 權(quán)利要求1所述的可降解氯代烴的甲基桿菌在降解氯代烷烴和/或氯代烯烴中的應(yīng) 用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述氯代烷烴選自四氯甲烷、三氯甲烷、 二氯乙烷中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述氯代烯烴選自三氯乙烯、二氯乙烯、 氯乙稀中的至少一種。
6. 權(quán)利要求1所述的可降解氯代烴的甲基桿菌在制備生物催化劑中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可降解氯代烴的甲基桿菌及其應(yīng)用，該菌株的保藏號(hào)為CCTCC NO:M 2015046。該菌不僅對(duì)氯代烴具有高耐受性，而且還可以氯代烴為唯一碳源和能源生長(zhǎng)，克服了共代謝降解工藝的不足，能夠在貧養(yǎng)環(huán)境中保持較高的活性，適用于廢水、飲用水和土壤修復(fù)等領(lǐng)域應(yīng)用，有望在氯代烴生物降解的工程應(yīng)用領(lǐng)域取得新的突破。CCTCC NO: M 201504620150118
【IPC分類】B09C1-10, C02F3-34, C02F101-36, C12R1-01, A62D101-22, A62D3-02, C12N1-20
【公開號(hào)】CN104830727
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510225653
【發(fā)明人】張麗杰, 何芝, 趙天濤, 全學(xué)軍, 邢志林
【申請(qǐng)人】重慶理工大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日