[发明专利]一株苯并[a]芘高效降解菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环境有机污染物生物处理技术领域，具体涉及一株新型降解高环多环芳烃苯并[a]芘(BaP)的真菌降解特性的筛选及其在污染土壤生物处理和环境污染修复中的应用。

背景技术

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons，PAHs)是环境中广泛存在的有机污染物，因为某些PAHs具有“三致”效应，16种PAHs被美国环保局列为环境优先监测污染物，其中五环的PAH-BaP因其高的致癌和致畸作用而被广泛关注，是中国环境主要污染物之一。微生物修复技术是PAHs污染去除最主要的方式。虽然，微生物修复技术具有经济、高效、无二次污染、适用范围广等优点，但是PAHs污染的微生物修复却因高环(四环以上)PAHs的难降解性而受到限制。以往报道中，研究者发现了一系列的菌株能够降解、共代谢氧化或是矿化部分的高环多环芳烃，其中包括红球菌、洋葱伯克氏菌、少动鞘氨醇假单胞菌等，它们能以四环多环芳烃(如芘和屈)为唯一的碳源和能源进行矿化作用，而能够利用BaP作为唯一的碳源和能源进行降解的菌株非常少见。Sudarat等报道了由真菌一微紫青霉菌和细菌-嗜麦芽糖寡养单胞菌组成的复配菌群可以利用BaP作为唯一的碳源和能源进行降解，但两株菌单独使用时都不能利用其作为唯一的碳源和能源，这也增加了实际修复中的难度。Rafin等筛选出一株腐皮镰孢霉菌，能以BaP为唯一的碳源和能源进行降解，但对BaP(100mg/L)的12d降解率仅为4％。因此，筛选一株能单独、高效降解BaP的菌株是非常有科学价值和环境污染修复现实意义的。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有BaP降解技术存在的瓶颈问题，提供一种能高效、快速降解高浓度BaP的菌株，并对其降解特性进行研究。

本发明的另一目的是提供上述菌株进行污染土壤生物处理和环境污染修复中的应用。

本发明提供的BaP高效降解真菌来源于北京焦化厂污染土壤，经人工富集、筛分及纯化所得到。经中国科学院微生物研究所鉴定，该菌株具有以下分类学特征：麦芽汁琼脂培养基(MEA)上菌落生长快，25℃黑暗条件下3天菌落直径65-70mm，初期白色，后期灰黑色，质地絮状，稀疏；菌落背面与正面同色，无水溶性色素。菌丝无色，光滑，多分枝，具分隔，宽2.5-12.1μm。培养后期形成少量黑点，为分生孢子器，发育成熟后分生孢子从孔口挤出。分生孢子深褐色，椭圆形或卵圆形，直，双细胞。此外，进行rRNA基因序列测定：(包括18SrRNA片段，ITS1、5.8rRNA，ITS2的全序列及28S区序列片段)，最终，鉴定为可可毛色二孢(Lasiodiplodia theobromae)。

与现有技术相比，本发明菌株L.theobromae在无机盐培养基(MSM)中，对BaP(100mg/L)10天降解率达到52.5％，此外在加入营养物质(1mL)土豆培养基(PDA)、调节pH＝5及加入底物水杨酸和琥珀酸钠时，都能促进菌株对于BaP的降解，最高降解率可达58.7％。L.theobromae同样能降解高浓度(200mg/L)的菲(PHE)和芘(PYR)，对三者的降解能力：PHE＞PYR＞BaP。此外L.theobromae在优化条件(1mL PDA，pH＝5，水杨酸(200mg/L))下对于BaP染毒(50mg/L)土壤35天降解率可达到51.4％，对于实际焦化厂污染土壤中16种PAHs 20天的降解率达到39.0％～96.7％，降解率随着苯环数增加而降低。利用这些特点，本发明L.theobromae可用于降解单一高环多环芳烃BaP或PAHs，或者用于PAHs污染土壤的生物修复，并为利用BaP作为唯一碳源和能源进行降解提供了一种新的种质资源。

附图说明

图1L.theobromae对MSM及PDA加入体系中BaP的降解比较图

图2L.theobromae对不同pH下BaP的降解比较图

图3添加不同代谢底物L.theobromae对BaP的降解比较图

图4L.theobromae对PHE、PYR和BaP的降解比较图

图5初始和优化条件下L.theobromae对土壤中BaP的降解比较图

图6L.theobromae对实际焦化厂污染土壤中PAHs的降解图

具体实施方式

下面结合实施对本发明进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。

实施例1：BaP降解菌L.theobromae的筛选分离。