[发明专利]一株硫丹降解菌及其在土壤修复方面的应用

说明书

技术领域

本发明属于环境污染物生物处理技术领域，具体涉及一株高效降解硫丹的细菌及其在土壤环境污染修复中的应用。 

背景技术

农药作为一种重要的农业生产资料，在保护农业生产、提高农业综合生产能力、促进粮食稳定增产和农民持续增收等方面发挥着极其重要的作用。中国既是农药生产大国，也是使用大国，年使用量和平均用量分别约为120万吨和2.34 kg/ha，位列世界第一。然而，农药的利用率却仅为10-20%，其余部分全部进入土壤、水体和大气，造成了严重的污染。据统计，全国受农药残留污染的农田约有1300-1600万公顷，占可耕面积的10%；近半数蔬菜农药残留超标，每年因农残超标问题蒙受出口损失近80亿美元。 

我国自20 世纪50 年代开始发展有机氯农药，主要包括六六六、艾氏剂、狄氏剂、氯丹和七氯等产品，它们曾在工农业生产中发挥重大作用。但由于这类化合物在食物链中有着极强的富集作用，是重要的环境类激素和持久性有机污染物，大部分已停止生产和使用。至今，此类农药残留仍在不断威胁国民健康，制约农业经济良性发展。 

硫丹（Endosulfan）由α和b硫丹组成，商品名为赛丹（Thionex）、硕丹（Thiodan），是一种高效广谱有机氯杀虫剂，价格相对低廉，广泛用于茶叶、棉花、果树和蔬菜等作物的虫害防治。硫丹属高毒农药，对动物尤其是鱼类有毒，会损害动物的中枢神经系统、免疫系统、生殖系统，以及脑、肝和肾等器官。硫丹残留期长，是有机氯杀虫剂中环境残留浓度最高的几类品种之一，具有生物富集作用，在土壤中的半衰期长达6-11个月。 

目前，通过人工富集培养等技术，已经分离出许多具有降解有机氯农药化合物能力的细菌和真菌。其中，细菌由于具有适应能力强、繁殖快和降解快速等特点占据主要地位。然而，已分离到的具硫丹降解能力的高效降解菌仍十分有限，绝大多数菌株无法于10日内实现对100 mg/L硫丹的完全降解，且降解产物多为毒性更大、残留期更长和环境危害更大的硫丹硫酸盐（Endosulf sulfate）。李文等人曾报道过一株具硫丹降解能力的高效苍白杆菌（C7），但该菌株对50 mg/L硫丹的降解能力在90.2%左右，无法实现完全降解（降解速率为每日5.64 mg/L）（李文，彭香，张京顺，张琛，闫艳春。硫丹降解菌的筛选及降解性能研究。山东农业科学，2009,1：67-70）。已报道降解速率最高的菌株为绿色木霉（Trichoderma viride）H082，该菌株能够于7日内高效降解100 mg/L硫丹，降解率达95%（竺利红，吴吉安，孙东昌，施跃峰。硫丹降解菌H082的分离、筛选和抑菌性能研究），但无法实现完全降解。此外，菌株H082属丝状真菌，与细菌菌株相比，存在以下明显不足：1）生长速率迟缓。细菌工业发酵一般介于2-3天，而丝状真菌发酵则不少于4日，多介于6-8日。就一般工业发酵而言，细菌发酵液菌体浓度可达1-5×10⁹ CFU/mL（CFU，菌落形成单位），而真菌固体发酵孢子数则要低一个数量级；2）发酵设备通用性差。丝状真菌发酵多采用固体发酵床或发酵罐，设备通用性差。细菌发酵用发酵罐除可生产菌体外还可用于次生代谢物生产，如抗生素、色素和维生素等，通用性能良好；3）菌剂施用效果相对迟缓。细菌菌剂喷施后，细菌直接作用于农药残留，而丝状真菌孢子则需待萌发、形成菌丝后方可作用。此外，上述二株降解菌的硫丹代谢产物、抗生素抗性和重金属耐受性等均尚未探明，存在一定的环境施用风险。综上所述，筛选高效、耐受重金属、对抗生素敏感，且降解产物非硫丹硫酸盐的硫丹降解细菌成为了研究热点。 

发明内容

本发明的目的是针对上述现有硫丹微生物对硫丹降解存在的无法于10日内实现对100 mg/L硫丹的完全降解，且降解产物多为毒性更大、残留期更长和环境危害更大的硫丹硫酸盐（Endosulf sulfate）的缺陷，提供一种高效硫丹降解菌。 

本发明的另一个目的是提供上述菌种在修复硫丹污染土壤中的应用。 

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的： 

一株硫丹降解菌，该菌是嗜根寡养单胞菌（Stenotrophomonas rhizophila）的菌株LD-6，于2012年3月2日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，编号为CGMCC No.5839，该菌具有高效降解硫丹的能力。保藏单位的地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中国科学院微生物研究所，该菌的分类命名为嗜根寡养单胞菌Stenotrophomonas rhizophila。