[发明专利]一株可高效分解雌激素的恶臭假单胞菌及其获取与应用

说明书

技术领域

本发明属基因工程技术领域，涉及一株可高效分解雌激素的恶臭假单胞菌及其获取与应用。

技术背景

雌激素作为环境中典型内分泌干扰物质，会以直接或间接的方式在生物体内蓄积与富集；在体内与激素受体结合后，环境雌激素会引起生物的神经系统失调、内分泌紊乱、免疫能力下降和生殖失常等，具有很强的致癌性与致病性，直接威胁着人类社会与生物圈的生存与繁衍，已引起了学术界与社会的广泛关注。雌酮(E1)、17-β-雌二醇(E2)和雌三醇(E3)是由人和动物的卵巢分泌的天然雌激素，可随着动物与人体的排泄物排放进入污水处理厂、土壤、农田等环境中。人工合成雌激素17-α-乙炔基雌二醇(EE2)是低剂量口服避孕药、月经不调治疗药和更年期治疗药的主要成分，亦会被排泄到污水处理厂中。牲畜养殖业排放的雌激素亦会通过堆肥发酵等处理处置后通过施肥进入农田土壤中。常规活性污水处理系统不能有效去除原水中的雌激素，雌酮与17-β-雌二醇虽能得到部分降解，17-α-乙炔基雌二醇却基本不被降解，导致受纳水体及土壤中ng/L水平的雌激素被检出。多个国家污水处理厂出水中的雌激素含量检测显示，雌酮、17β-雌二醇与17α-乙炔雌二醇的平均浓度范围在1-11ng/L。雌激素随着污水处理厂出水排放进入河流中，在环境中累积。研究表明，河流中可检出ng/L级的雌酮、17β-雌二醇与17α-乙炔雌二醇，造成环境的二次污染。研究还发现，ng/L水平的雌酮、17β-雌二醇与17α-乙炔雌二醇可导致雄鱼的雌性化，是引起鱼类雌性化的主要物质。毒理研究表明，不同雌激素物质的雌激素效应大小依次为17α-乙炔雌二醇＞17β-雌二醇＞雌酮。2002-2003年间，日本东京湾近污水处理厂的水域内，发现多条鲻鱼、青麟雄鱼体中存在雌性鱼才会发育的卵细胞；这一鱼类雌性化现象主要是由于长期排入东京湾的污水处理厂的出水中含有的雌激素类物质所致。因此，环境雌激素的污染对于水源水质、城镇供水、公共卫生及生态质量等方面构成的潜在威胁不容忽视。

污水处理厂在阻止雌激素排放到环境中担负着重要的作用。因此，必须探索污水处理厂对雌激素的有效的处理方法。生物降解已成为去除环境雌激素的重要方法之一。通常是利用从环境中分离获得的微生物菌株或菌群，以雌激素类物质为碳源或营养物质，经过复杂的代谢过程，最终将其完全分解为无害的终产物。因而，寻找能够有效降解雌激素的微生物菌株或菌群已成为环境雌激素分解的研究热点之一。近年来，一些可降解雌激素的微生物菌株陆续被发现，如睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosterom)，佐氏红球菌(Rhodococcus zopfii)与马红球菌(Rhodococcus equi)，再育镰刀菌(Fusarium proliferatum)，欧洲亚硝化单胞菌(Nitrosomonas europaea)，鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)和假单胞菌(Pseudomonas sp.)等。睾丸酮丛毛单胞菌可利用多种激素类物质为单一碳源和能源；欧洲亚硝化单胞菌可高效降解雌二醇，而对17α-乙炔基雌二醇的降解效率略差；鞘氨醇杆菌JCR5则对17α-乙炔基雌二醇的分解率可达87％；此外，香茅假单胞菌(P.citronellilis)SS-2对雌二醇和雌酮的分解率均达到99％，对17α-乙炔基雌二醇的分解效率为93.6％。这些研究显示微生物菌株在降解环境雌激素、修复环境雌激素污染方面具有重要意义。

尽管上述微生物均具有降解雌激素的能力，但其降解效率、降解周期和底物偏好等性质上存在较大差异，在实际应用中单一菌株难于实现对多种雌激素类物质的有效分解。同时，尽管某些微生物在实验室模拟条件下可有效分解雌激素，但由于实际环境的雌激素浓度仅为ng级水平，根本不能支持其生长，因而影响其降解效率。如鞘氨醇单胞菌KC8在ng级的雌激素条件下根本不生长。因此，获得一株可稳定高效地分解多种雌激素类物质的微生物菌株是进行有效的环境雌激素生物降解与环境修复的前提条件。

发明内容

本发明的目的，就是为了提供一株可高效分解雌激素的恶臭假单胞菌及其获取与应用，该恶臭假单胞菌可稳定高效地分解多种雌激素类物质，可有效地用于环境雌激素生物降解与环境修复。