[发明专利]可高效分解雌激素与多环芳烃的耐辐射奇异球菌及其用途

说明书

本发明公开了一种可高效分解雌激素与多环芳烃的耐辐射奇异球菌及其用途；具体为耐辐射奇异球菌(Deinococcus actinosclerus)SJTR1，保藏编号为CGMCC No.15630；具有环境激素污染与芳烃污染的生物修复潜能。在雌激素为唯一碳源的培养条件下，菌株SJTR1可在48小时内将1mg/L的17‑β‑雌二醇完全分解，四天内分解90％的10mg/L的雌二醇或78％的雌三醇；七天对100mg/L的菲的降解率可达50％。且菌株环境适应性强，可耐受重金属和氧化环境；重金属铜与双氧水胁迫环境下，菌株对雌激素与多环芳烃的降解高效稳定。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一株可高效分解雌激素与多环芳烃的耐辐射奇异球菌及其用途。

背景技术

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。其中，雌二醇是天然雌激素中雌激素活性最强的物质。同时，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，在服用后亦会被人体排泄到污水处理厂。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。类雌激素物质在环境中分布广泛，种类繁多；其中，多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons PAHs)是类雌激素物质中三致效应最强的一类化合物，主要来源于石化有机物不完全燃烧时产生的挥发性碳氢化合物，是重要的环境和食品污染物。迄今已发现有200多种PAHs，相当部分具有致癌性，如萘、蒽、菲、芘、苯并α芘、苯并α蒽等。随着人类生产活动的加剧和工业生产的发展，环境中的PAHs数量大大增加。如何加快PAHs消除速度，减少PAHs对环境的污染等问题，也日益成为研究的重点。

常规活性污水处理系统尚难有效去除原水中的雌激素与类雌激素物质，雌酮与17-β-雌二醇虽能得到部分降解，17-α-乙炔基雌二醇和多环芳烃类物质却难于被降解，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，导致环境生物的性别异常等。因此，污水处理厂在阻止雌激素物质和多环芳烃类物质再次被释放到环境中担负着重要作用，必须探索有效的处理方法。

生物降解已被认为是去除环境雌激素的重要与有效方法之一。利用从环境分离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，挖掘可有效降解雌激素的微生物菌株或菌群一直是环境雌激素分解的研究热点。近年来，研究者陆续发现了多株可降解雌激素的微生物菌株，如睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosterom)，佐氏红球菌(Rhodococcus zopfii)，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。不同微生物在其降解效率、降解周期和底物偏好等性质上存在较大差异，但在实际的多种物质共存的复杂环境中需要环境适应性强且降解效能稳定高效的微生物才能有效实现对环境雌激素类污染物的去除。因此，获得一株环境适应性强、降解效能稳定高效的雌激素类物质降解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

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一株环境适应性强且降解效能稳定的可高效分解雌激素与多环芳烃的耐辐射奇异球菌及其用途。本发明的耐辐射奇异球菌可环境适应性强，可稳定高效地分解多种雌激素与多环芳烃类物质，具有用于环境雌激素生物降解与环境修复的应用潜能。