[发明专利]一株六溴环十二烷降解菌株及其在环境修复中的应用

说明书

本发明公开了一种六溴环十二烷降解菌及其在环境修复中的应用。该菌是铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)HS9，于2019年2月18日保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO.M2019094。本发明的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)HS9对六溴环十二烷具有高效的降解率和降解速度，作为环境生物催化剂，不仅成本低、反应条件温和，还能节省能源。

技术领域

本发明涉及环境生物技术领域，尤其涉及一株六溴环十二烷降解菌株及其在环境修复中的应用。

背景技术

溴代阻燃剂(brominated flame retardants，BFRs)是目前全球产量最大、阻燃效率最高的有机阻燃剂之一，广泛应用于国民生产的各个领域以及人们的日常生活中。随着溴代阻燃剂的大量生产和广泛使用，溴代阻燃剂所导致的环境问题也日益突出。其中，六溴环十二烷(1,2,5,6,9,10-hexabromocyclododecanes,HBCDs)，作为溴代阻燃剂的主要代表之一，主要用于建筑材料膨胀聚苯板(EPS)和挤塑聚苯板(XPS)，纺织品和高抗冲聚苯乙烯(HIPS)中。由于HBCDs具有持久性、迁移性、蓄积性，故积累到一定水平后对人体具有导致血清甲状腺激素浓度下降、抑制神经递质正常吸收、引起肝组织病理学改变等生物毒性，因此受到国际社会的高度关注。2010年8月，HBCDs被欧洲化学品管理局(ECHA)列入“高关注度化学品清单”(EPA's List of Chemicals of Concern)(https://www.epa.gov/assessing-and-managing-chemicals-under-tsca/hexabromocyclodode cane-hbcd-action-plan)。2013年5月，斯德哥尔摩环境大会将其正式列为持久性有机污染物(persistent organicpollutants,POPs)。2014年5月，日本成为第一个全面实施禁止进口和生产HBCDs的国家。我国是HBCDs生产和消耗大国，年产量高达18,000吨，占全球产量的60％。目前，在我国各种环境样品和生物基质中都检测到不同浓度的HBCDs污染，甚至在婴儿用品、食品和人体中也有检出，如奶瓶、鸡蛋和普通人群母乳。因此，高效降解环境各介质中的HBCDs，对于维护人类健康和环境保护具有重要意义。

目前，降解HBCDs的方法主要有光降解法、电化学降解法和生物降解法。光降解法受外界影响较大，极易被抑制，难以实现产物分离和再利用。电化学降解法存在降解效率低，能源消耗大的缺点。微生物降解法具有经济高效、绿色环保、无二次污染的优点，被认为是最具发展潜力的环境治理方法。鉴于我国的实际情况，利用微生物对HBCDs进行生物降解处理具有现实意义。近年来，人们已经发现了能在好氧或厌氧条件下降解HBCD的菌群和菌株，其中降解菌株有好氧的假单孢菌(Pseudomonas sp.)和厌氧的反硝化菌(Achromobacter sp.)，但研究报道甚少。所以，开展有关HBCDs降解菌株筛选、HBCDs微生物分解代谢途径、生理生化性质研究，揭示微生物代谢HBCDs的遗传机理，为微生物降解HBCDs在相关领域的应用提供理论支持。同时，HBCDs代谢机理的阐明是溴代阻燃剂脱溴机制的有力补充，为合成生物学提供新的基因元器件，利用合成生物学手段协同各元件，从而实现以HBCDs为代表的难降解污染物的彻底矿化，以达到环境修复的目的。并且，在微生物代谢HBCDs机理阐明的基础上，利用微生物来处理环境中的HBCDs将会有更广阔的应用前景。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够高效降解六溴环十二烷的铜绿假胞菌及其在环境修复中的应用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何在提高六溴环十二烷的降解效率的同时降低环境污染处理的成本。