[发明专利]一株能降解PAEs的反硝化无色杆菌LJC-02及其应用

说明书

本发明公开一株能降解PAEs的反硝化无色杆菌LJC‑02及其应用。本发明提供的反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans)LJC‑02已于2021年9月30日保存于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCC No：61971。LJC‑02菌株具有良好的PAEs去除能力和好氧反硝化性能，能够有效降解多种PAEs污染物，降解率均能达到80％以上，属于PAEs的高效降解菌。LJC‑02菌还能以硝酸盐氮或DEHP作为唯一碳源进行好氧反硝化作用，进行脱氮，能在好氧阶段即可实现DEHP和硝酸盐氮的同步去除。因此能广泛应用于入海河口处PAEs污染的修复和治理。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域。更具体地，涉及一株能降解PAEs的反硝化无色杆菌LJC-02及其应用。

背景技术

塑化剂广泛用作塑料工业的增塑剂和软化剂，是塑料的重要组成成分。PAEs作为外增塑剂，与塑料基质间以氢键与范德华力结合而不是化学键，因此易于释放出塑料制品之外，在河口处水体、沉积物和动植样品中广泛检出。PAEs结构稳定、不易降解，具有“致畸、致癌、致突变”等毒性和累积性，严重破坏水体中微生物群落结构和功能多样性，抑制水环境中多种污染物的自净能力。

微生物降解是PAEs自净的重要途径。众所周知，PAEs污染环境中自身蕴含着多种降解微生物，已报道的PAEs降解微生物主要为细菌和真菌，如：细菌普罗威登斯菌属(Providencia)，枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)，分枝杆菌属 ()Mycobacterium和真菌毛霉(Mucor)，亚粘团镰孢霉(Fusarium Subglutinans)，绳状青霉(PenicilliumFuniculosum)等。细菌由于强适应能力和多样性，在PAEs 生物降解中发挥主要作用。目前，已有一定量的PAEs降解菌被分离报道(分离于城市废水、土壤、淤泥等)。然而，陆海交汇区中PAEs降解微生物却鲜有报道。目前已知分离于高盐胁迫下的降解菌仅有燕井鞘鞘氨醇单胞菌 (Sphingomonas yanoikuyae)DOS01，粘质红酵母(Rhodotorula mucilaginosa) Mar-Y3及海洋丝状真菌花斑曲霉(Aspergillus versicolor)IR-M4等。但不同的环境条件，微生物降解PAEs方式亦不相同。好氧条件下，PAEs水解生成单酯和相应的醇化合物，接着在酶催化下将中间产物代谢为邻苯二甲酸(PA)，同时生成醇类物质(上游途径)。邻苯二甲酸开环形成相应的有机酸，再转化成丙酮酸、琥珀酸和延胡索酸等进入三羧酸循环，最后降解为CO₂和H₂O(下游途径)。 PAEs厌氧降解知之甚少，自然环境中较难实现。尽管获得的降解菌可利用PAEs 作为唯一碳源生长，但其降解能力又受到不同环境因素的影响，如温度、pH、盐离子浓度、污染物浓度等。入海河口处PAEs生物降解面临相对更为复杂或极端的条件(如咸淡水交界、过高或过低的pH、含有多种污染物等)，导致PAEs 在入海河口处降解效果较差，残留时间较长，严重抑制反硝化菌的生长和反硝化速率，对水生态环境中反硝化作用产生明显的负面效应。

入海河口处有机污染常常伴随着氨氮超标等水体富营养化问题。长期以来厌养反硝化菌被认为是唯一能够进行反硝化作用的细菌。由于现实环境复杂，厌养反硝化在真实的生态系统中，是比较难实现的。好氧反硝化菌是上世纪80年代发现的可同时进行氧气和硝酸盐呼吸的功能微生物。好氧反硝化菌打破了传统厌氧反硝化的壁垒，在水体溶解氧存在条件下可将亚硝态氮、硝态氮代谢为氮气。好氧反硝化菌是自然环境中常见的细菌之一，环境适应性强、生长速率快、繁殖周期短，具有较高的遗传适应性，在多种不同自然水生态环境的脱氮自净过程中起到关键作用。目前从环境中分离出来的好氧反硝化菌主要有假单胞菌 (Pseudomonas)、不动杆菌(Acinetobacter)、芽孢杆菌(Bacillus)、粪产碱菌(Alcaligenes faecalis)、硫杆菌(Thiobacillus)等。近年来更多的高效好氧反硝化菌株得到分离，并因其工艺简单、脱氮效果好、不需补加酸碱等优势，被广泛应用于大面积污染水域修复。