[发明专利]一株硫丹降解菌JW2的筛选及其在红壤中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株硫丹降解菌JW2的筛选及其在红壤中的应用，属于生物降解处理技术领域。

背景技术

硫丹（Endosulfan），化学名为1，2，3，4，7，7-六氯双环（2.2.1）庚烯-(2)双羟甲基-5，6-亚硫酸酯，分子式为C9H6Cl6O3S，分子量为406.91。工业级硫丹（Technical endosulfan）是由含量大于95%的两种特定的异构体组成。这两种异构体分别是α-硫丹和β-硫丹，两者比例从2:1到7:3不等，α-硫丹和β-硫丹结构式如图1所示：

硫丹一般被归为环戊二烯类有机氯杀虫剂，但它只含有一个双键。工业级硫丹是一种浅棕到深棕色的结晶固体。α-硫丹的熔点范围为108-110℃，β-硫丹熔点范围为208-210℃。工业硫丹熔点范围为70-100℃。β-硫丹的水溶性是α-硫丹的10倍，因此β-硫丹更容易进入水相中。α-硫丹和β-硫丹有明显的亲脂性，非常接近于联合国环境规划署确定的POPs物质logKOW＞5的标准，表明硫丹具有生物积累的潜力。在2011年召开的《斯德哥尔摩公约》第五次缔约方大会上，硫丹被列入禁用物质列表，全球将在5年后实现禁止硫丹的生产、使用和进出口。

硫丹是由德国Farbwerke Hoechst公司于1954年开发的一种广谱杀虫剂和杀螨剂，使用历史已经超过50年。硫丹具有触杀和胃毒作用，在气温高于20℃时，也可以通过蒸汽熏蒸起到杀虫作用。硫丹广泛用于棉花、甘蔗、茶叶、谷物、大豆、花生、胡椒、大麦、胡萝卜、黄瓜、葡萄、草莓、梨、苹果、烟草等农作物以及观赏植物上金龟子、蚜虫、盲椿象、玉米食心虫、蓟马、斜纹夜蛾害虫的防治。由于半挥发性和相对的持久性，在环境介质中硫丹是一种无处不在的环境污染物，即使在北极也检测到了硫丹的存在，造成了严重的土壤污染和茶叶等农作物硫丹残留的超标。硫丹可经口服、吸入或皮肤吸收会使人或动物发生中毒。硫丹能够对中枢神经系统、肾脏、肝脏、循环系统，以及甲状腺造成损伤，并会影响生殖系统，造成突变和畸形。代谢产物硫酸酯、醇、醚、羟基醚和内酯，但只有硫丹硫酸酯仍然含硫元素，具有比硫丹更高的毒性。

对于环境中的农药残留的解决，可以采用物理化学方法、生物修复方法、禁止生产和使用等。物理化学方法工程大、费用高、副作用大且易引起二次污染，生物修复方法具有高效安全、成本低、无二次污染等优点，主要包括动植物修复、微生物修复、根际环境的生物降解等。其中，利用微生物修复污染土壤是近年来新兴的一种生物学污染修复方法，被广大学者所研究报道。微生物能以农药作为碳源和氮源，对农药进行代谢分解，从而达到修复环境的目的。该方法既保护了生态系统的完整性，又不产生二次污染，效率高、成本低。迄今，国内外已经报道筛选到多株高效硫丹降解菌。但是，关于高效硫丹降解菌以及在中国南方地区的应用报道则几乎没有。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一株硫丹降解菌JW2的筛选及其在红壤中的应用，是利用微生物能够迅速降解硫丹，缩短硫丹的半衰期这一特点，筛选出在偏酸性且温度高的环境中具有降解硫丹能力的微生物应用于中国南方地区的土壤中，以达到修复硫丹污染土壤的目的。

本发明从生产硫丹农药的污水排污口的污泥中采集分离得到了一株高效硫丹降解菌JW2，属于Pusillimonas sp.，经实验证明其对硫丹具有降解能力。本发明菌株JW2（Pusillimonas sp.JW2）已于2012年9月6日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，)保藏号为CCTCC No：M2012326。

所述一株高效硫丹降解菌JW2形态特征如下：对菌株进去革兰氏染色，为革兰氏阳性菌；显微镜形态观察发现菌落呈黄色，粘稠，不透明，菌落为圆形凸起，四周规则，呈短杆状。

以高效硫丹降解菌JW2的总DNA为模板，利用细菌16S rDNA通用引物（27F：AGAGTTTGATCCTGGCTCAG,1392R:ACGGGCGGTGTGTAC）进行PCR扩增，得到约为1.4kb的扩增产物，测序由上海生工生物工程技术服务有限公司完成，其核苷酸序列如SEQ ID NO1所示。

根据Gene Bank序列同源性比较，高效硫丹降解菌JW2与Pusillimonas sp.同处于一个最小的分支，同源性达到96%。结合菌株的生理生化特征，将高效硫丹降解菌JW2初步鉴定为Pusillimonas sp.JW2，命名为高效硫丹降解菌JW2（Pusillimonas sp.JW2）。