專利名稱：一株丙烯菊酯降解菌及其土壤修復(fù)應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境污染物生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一株高效降解丙烯菊酯的細(xì)菌及其在土壤污染修復(fù)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
農(nóng)藥作為重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，在保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、促進(jìn)糧食穩(wěn)定增產(chǎn)和農(nóng)民持續(xù)增收等方面發(fā)揮著極其重要的作用。中國既是農(nóng)藥生產(chǎn)大國，也是使用大國，年使用量和平均用量均位居世界第一。然而，農(nóng)藥的利用率卻不足20%，其余部分全部進(jìn)入土壤、水體和大氣，形成了嚴(yán)重的污染和危害。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，中國受農(nóng)藥殘留污染的農(nóng)田面積約為1500萬公頃，占可耕面積的10%，近半數(shù)作物農(nóng)藥殘留超標(biāo)，每年因農(nóng)殘超標(biāo)問題蒙受出口損失逾80億美元。
擬除蟲菊酯農(nóng)藥是一類人工合成的模擬天然除蟲菊素的殺蟲劑，其以神經(jīng)鈉離子通道為作用靶標(biāo)，具有用量低、藥效高、殺蟲譜廣等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于防治農(nóng)業(yè)及家庭衛(wèi)生害蟲。目前，擬除蟲菊酯農(nóng)藥品種數(shù)和使用量僅次于有機(jī)磷農(nóng)藥，位居殺蟲劑市場的第二位，約占世界農(nóng)藥市場的四分之一。第二代以后的擬除蟲菊酯農(nóng)藥具有對(duì)光和熱穩(wěn)定的特點(diǎn)，在環(huán)境中的半衰期較長，很難在自然條件下快速降解。擬除蟲菌酯農(nóng)藥的大量使用帶來了一系列環(huán)境和食品安全問題，如對(duì)部分有益昆蟲的毒害，對(duì)魚、蛘和沼蝦等水生生物的高急性毒性。此外，某些擬除蟲菊酯農(nóng)藥還具有神經(jīng)毒性、生物富集毒性和生殖毒性，有致癌、致畸和致突變的“三致”危害。當(dāng)前，如何有效清除環(huán)境中的擬除蟲菊酯農(nóng)藥殘留物成為了亟待解決的重大社會(huì)問題。丙烯菊酯(Allethrin)，又名烯丙菊酯，化學(xué)名稱右旋-順，反式_2，2_ 二甲基-3-(2-甲基-I-丙烯基)環(huán)丙烷羧酸_(R，S)-2-甲基-3-烯丙基-4-氧代-環(huán)戊-2-烯基酯。廣泛應(yīng)用于防治茶樹、蔬菜、果樹、棉花、花卉、林木和衛(wèi)生害蟲，用量較大；可擾亂鈉離子通道，是皮膚和呼吸系統(tǒng)的過敏原；對(duì)ATP酶有明顯抑制作用，具有抗雌激素活性，是一種環(huán)境激素；性質(zhì)穩(wěn)定，不易發(fā)生降解；對(duì)水生生物毒性較強(qiáng)，如研究顯示其對(duì)虹鱒魚和水蚤的LC5tl值分別為19iig/L和40mg/L。此外，越來越多的研究顯示，丙烯菊酯在環(huán)境中會(huì)對(duì)其它魚類、鳥類和老鼠等動(dòng)物的內(nèi)分泌系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。近年來，隨著人們對(duì)生物修復(fù)理論研究的不斷深入，微生物環(huán)境修復(fù)技術(shù)以高效、廉價(jià)、安全和簡便等特點(diǎn)，日益成為農(nóng)藥殘留等多種有機(jī)污染物環(huán)境修復(fù)的核心技術(shù)。目前，已報(bào)道的擬除蟲菊酯農(nóng)藥降解菌有芽孢桿菌、施氏假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌、黑曲霉、酸單胞菌、克雷白色桿菌、鞘氨醇桿菌、微球菌和蒼白桿菌，等等。然而，能夠高效降解丙烯菊酯的菌株卻極為有限。Paingankar等人報(bào)道過一株具備丙烯菊酯降解能力的酸單胞菌屬(Acidomonassp.)菌株,該菌株能夠在72小時(shí)降解70%左右的供試丙烯菊酯(初始濃度為 5g/L) (Paingankar M. , Jain M. , Deobagkar D. Biodegradation of allethrin,a pyrethroid insecticide， by an Acidomonas sp.Biotechnology Letters，2005，27 1909-1913)。李玉清通過富集馴化培養(yǎng)，獲得了降解丙烯菊酯的混合微生物(李玉清.丙烯菊酯農(nóng)藥的微生物修復(fù)作用研究.襄樊學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，29 :27-29，44)。在初始丙烯菊酯濃度為50mg/L條件下，在培養(yǎng)液中添加lg/L葡萄糖，72小時(shí)降解率可達(dá)76% ;而以丙烯菊酯為唯一碳源、氮源和能源時(shí)，72小時(shí)丙烯菊酯降解率僅為55%。此外，上述降解菌的抗生素抗性和重金屬耐受性尚未探明，也沒有進(jìn)行過實(shí)際應(yīng)用測試，存在環(huán)境施用風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述，篩選更為高效、對(duì)常用抗生素敏感且能夠耐受多種重金屬，并在實(shí)際土壤環(huán)境下具備丙烯菊酯降解能力的降解菌株成為了相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有丙烯菊酯微生物降解中存在的問題或不足，提供一種高效丙烯菊酯降解菌。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述菌種在修復(fù)丙烯菊酯污染土壤中的應(yīng)用。
本發(fā)明的上述技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施的
一株丙烯菊酯降解菌，該菌是產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes sp.)的菌株A_6,于2012年4月13日在中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心保藏，編號(hào)為CGMCC No. 6011，該菌具有降解丙烯菊酯的能力。保藏單位的地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院中科院微生物研究所，該菌的分類命名為產(chǎn)堿菌Alcaligenes sp.。一種所述丙烯菊酯降解菌在受丙烯菊酯污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
作為優(yōu)選，將所述菌株CGMCC No. 6011接種至含丙烯菊酯l_6g/L的基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中，150r/min震蕩培養(yǎng)48h以上，所述的基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基成份為(g/L)MgCl2 0.2，NH4NO3 I, KH2PO4 2, K2HPO4 7. 5，NaCl 1，去離子水 1L。作為優(yōu)選，所述的液體培養(yǎng)溫度為25_30°C，基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基的pH為
6.0-7. 4。更為優(yōu)選的方案是，所述的液體培養(yǎng)溫度為30°C，基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基的pH為 7.4。作為優(yōu)選，將所述菌株CGMCC No. 6011接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中30°C恒溫培養(yǎng)32小時(shí)以上，得到菌體發(fā)酵液，對(duì)受丙烯菊酯污染的土壤噴施菌體發(fā)酵液進(jìn)行降解；發(fā)酵培養(yǎng)基的成份為(g/L):玉米粉 10，豆柏粉 8，(NH4)2SO4 6，玉米漿 6，MgSO4 7H20 1，K2HPO4 3H202，MnSO4 0. 05，pH 7. 4。本發(fā)明所提供的丙烯菊酯降解菌Alcaligenes sp. A-6源自浙江省臨安市污水處理廠活性污泥池的活性污泥，經(jīng)人工富集培養(yǎng)、壓力篩選和分離純化得到。該菌屬產(chǎn)堿菌屬，其生物學(xué)特征在于接觸酶陽性，氧化酶陽性，V. P.試驗(yàn)陰性，吲哚試驗(yàn)陰性，專性好氧，菌體形態(tài)為短桿狀，菌落呈乳黃色、圓形、邊緣齊整、光滑濕潤，具體參見表I。菌株于2012年4月13日在中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心保藏，編號(hào)為CGMCCNo.6011。
表I、Alcaligenes sp. A-6的生理生化特征
權(quán)利要求
1.一株丙烯菊酯降解菌，該菌是產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes sp.)的菌株A_6,于2012年4月13日在中國普通微生物菌種保藏管理中心保藏，編號(hào)為CGMCC No. 6011，該菌具有降解丙烯菊酯的能力。
2.權(quán)利要求I所述丙烯菊酯降解菌在受丙烯菊酯污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用。
3.權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于將所述菌株CGMCCNo. 6011接種至含丙烯菊酯1-6 g/L的基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中，150 r/min震蕩培養(yǎng)48h以上，所述的基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基成份為(g/L) =MgCl2 0.2，NH4NO3 LKH2PO4 2，K2HPO4 7. 5，NaCl 1，去離子水 IL0
4.權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所述的液體培養(yǎng)溫度為25-30°C，基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基的PH為6. 0-7.4。
5.權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所述的液體培養(yǎng)溫度為30°C，基礎(chǔ)無機(jī)鹽液體 培養(yǎng)基的PH為7.4。
6.權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于將所述菌株CGMCCNo. 6011接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中30°C恒溫培養(yǎng)32小時(shí)以上，得到菌體發(fā)酵液，對(duì)受丙烯菊酯污染的土壤噴施菌體發(fā)酵液進(jìn)行降解；發(fā)酵培養(yǎng)基的成份為(g/L):玉米粉10，豆柏粉8，(NH4)2SO4 6，玉米漿6，MgSO4 7H20 1，K2HPO4 3H20 2，MnSO4 0. 05，pH 7. 4。
全文摘要
本發(fā)明公開了一株丙烯菊酯降解菌及其土壤修復(fù)應(yīng)用。本發(fā)明所提供的丙烯菊酯降解菌是產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenessp.)的菌株A-6，該菌可在好氧條件下，48小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)6g/L丙烯菊酯的完全降解；菌株A-6對(duì)氨芐青霉素、鏈霉素、氯霉素、卡那霉素和四環(huán)素呈不同程度敏感反應(yīng)，對(duì)13種供試重金屬呈現(xiàn)耐受性；具備在實(shí)際土壤環(huán)境下高效降解丙烯菊酯的能力，能夠顯著縮短丙烯菊酯降解時(shí)長，具備實(shí)際應(yīng)用意義和價(jià)值。
文檔編號(hào)C12N1/20GK102747010SQ20121014188
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者單勝道, 戴朝卿, 管莉菠, 虞方伯 申請(qǐng)人:浙江農(nóng)林大學(xué)