泡囊短波單胞菌s3及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一株耐重金屬的可降解抗生素的微生物及其在環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]獸用抗生素和重金屬元素銅和鋅等在飼料中的添加不僅能夠預(yù)防和治療各種疾病，而且能夠提高飼料效率，促進畜禽生長，因此獸用抗生素和微量金屬元素作為飼料添加劑廣泛應(yīng)用于集約化畜禽養(yǎng)殖場。但是抗生素和微量金屬元素不能在動物體內(nèi)被完全代謝和吸收，除少部分殘留在體內(nèi)，大部分以原藥和代謝產(chǎn)物的形式隨動物糞便和尿液排出體夕卜，進入生態(tài)環(huán)境。由于畜禽糞便有機肥可以為農(nóng)作物提供豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，并且能夠改良土壤和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，因此被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，含有過量抗生素和重金屬的有機肥施于農(nóng)田土壤中，造成農(nóng)田土壤中抗生素和重金屬的交叉污染。
[0003]微生物降解被認為是抗生素進入環(huán)境中最主要的降解途徑。目前國內(nèi)外有關(guān)抗生素降解微生物的研究有很多，如光合菌、乳酸菌、放線菌、酵母菌、發(fā)酵絲狀菌、芽胞桿菌和硝化細菌等，但是有關(guān)能夠耐受重金屬環(huán)境的抗生素降解菌的報道還較少。
[0004]土壤污染具有隱蔽性、潛伏時間長、污染因子間相互作用的協(xié)同性的特點。土壤環(huán)境中的重金屬元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能被降解而逐漸蓄積，殘留時間長，具有不可逆性。當(dāng)土壤中的重金屬離子含量較高時，會破壞微生物的生理結(jié)構(gòu)，使其徹底喪失分解有機物、修復(fù)土壤的功能。因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種能夠耐受各種重金屬環(huán)境的抗生素降解菌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]解決的技術(shù)問題:本發(fā)明提供了一株耐重金屬具有抗生素降解作用的微生物菌株，為有效的降解抗生素奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0006]技術(shù)方案:泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3，該菌株已保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC N0.11072，保藏日期為2015年7月10日。
[0007]所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在降解抗生素中的應(yīng)用。
[0008]所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在重金屬環(huán)境下降解抗生素中的應(yīng)用。
[0009]所述重金屬為銅或鋅中的至少一種。
[0010]所述抗生素為慶大霉素、新霉素、鏈霉素、氨芐青霉素、青霉素鈉、頭孢霉素、磺胺噻唑中的至少一種。
[0011]所述降解選擇環(huán)境溫度為25?35°C，環(huán)境pH值為6?8的條件下進行。
[0012]—種降解抗生素的組合物，有效成分為泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3。
[0013]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3菌株在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板上于30°C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2d后，菌落呈圓形，不透明，淡黃色，中央部分突起，邊緣部分光滑，質(zhì)地致密而有光澤，在顯微鏡下觀察為桿狀。生理生化測試發(fā)現(xiàn)，菌株為革蘭氏陰性菌，硝酸鹽還原反應(yīng)和檸檬酸鹽試驗為陽性，吲哚反應(yīng)、甲基紅反應(yīng)和伏普試驗呈陰性反應(yīng)，淀粉水解酶呈陰性反應(yīng)，不產(chǎn)硫化氫氣體，過氧化氫酶呈陽性，糖醇發(fā)酵試驗為陰性。
[0014]泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3測序結(jié)果在GenBank中進行BLAST比對分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與菌株S3的16S rDNA序列相似性最高的是Brevundimonasnae jangsanensis，其相似性達到99%。結(jié)合其形態(tài)學(xué)和生理生化特征，可以初步確定S3為泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis)。
[0015]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3可降解慶大霉素(G)、新霉素(N)、鏈霉素(S)、氨芐青霉素(A)、青霉素鈉(P)、頭孢霉素(C)、磺胺噻唑(STZ)中的一種或其混合物，而且可以在Cu2+、Zn2+中的一種或其混合物添加的培養(yǎng)基中生長繁殖。
[0016]純培養(yǎng)條件下泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3在3天能將培養(yǎng)基中64yg/L的STZ降解90 %以上。
[0017]有益效果:本發(fā)明使用單一的微生物泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnae jangsanensis) S3對抗生素進行降解，避免了混合微生物之間的競爭，也避免了不同微生物代謝產(chǎn)物之間的拮抗作用，同時由于采用單一微生物材料，降解條件更容易控制，便于管理。修復(fù)環(huán)境時泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3作為優(yōu)勢菌群進行投加，具有受環(huán)境干擾因素小，受限制條件少等優(yōu)點。
[0018]本發(fā)明對未來修復(fù)重金屬和抗生素復(fù)合污染的生態(tài)系統(tǒng)、降低抗生素的生態(tài)危害具有重要的現(xiàn)實意義。
【附圖說明】
[0019]圖1 是泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3 與 Genbank中其他菌株的16S rRNA基因序列所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹。
[0020]圖2是泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3在400mg/L Zn2+存在時菌體生長曲線和鏈霉素降解曲線。
[0021 ]圖3是泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在400mg/L Zn2+存在時菌體生長曲線和青霉素鈉降解曲線。
【具體實施方式】
[0022]下面通過【具體實施方式】，對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步具體的說明，但本發(fā)明不局限于以下所列舉【具體實施方式】。
[0023]實施例1
[0024]泡囊短波假單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3;保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏地址是北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，保藏號為CGMCC N0.11072，保藏日期為2015年7月10日。
[0025]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3可在pH值為6?8環(huán)境中生長;適宜生長溫度為25°C?35°C。
[0026]將泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3培養(yǎng)于50mL的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，分別添加慶大霉素(G)、新霉素(N)、鏈霉素(S)、氨芐青霉素(A)、青霉素鈉(P)、頭孢霉素(C)、磺胺噻唑(STZ)的濃度為32mg/L、32mg/L、128mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L，Cu2+、Zn2+濃度分別為 200mg/L、400mg/L，震蕩培養(yǎng)箱中 120r/min，30°C 避光培養(yǎng)3天后對抗生素的降解率達90%以上。菌體生長曲線和抗生素降解曲線參見圖2、圖3。
[0027]實施例2
[0028]本實施方式按以下步驟分離獲得泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3。
[0029]在江蘇科技大學(xué)桑園采集土壤樣品。按5點取樣法采樣，然后將收集到的所有土壤混勾，風(fēng)干，過100目篩，可得土壤樣品。然后用300mg/kg硫酸銅及1000mg/kg硫酸鋅處理84天后。稱取土壤樣品Ig加入到99ml無菌生理鹽水中，25°C120r/min搖床振蕩2h制成土壤10一4稀釋液備用。取稀釋液涂布平板，30°C培養(yǎng)2-4天。所述平板培養(yǎng)基為基礎(chǔ)無機鹽(MSM)培養(yǎng)基(g/L):Κ2ΗΡθ45.8，ΚΗ2Ρ044.5，(NH4)2S042.0 ,MgCl20.16，CaCl20.02, Na2MoO4.2H20
0.0024,FeCl30.0018,MnCl2.2H20 0.0015，瓊脂 18g，pH=7.0，于 121°C濕熱滅菌20min。滅菌冷卻至50°C左右時，向其中分別添加慶大霉素(G)、新霉素(N)、鏈霉素(S)、氨芐青霉素(A)、青霉素鈉(P)、頭孢霉素(C)和磺胺噻唑(STZ)使其終濃度分別達到32mg/L、32mg/L、128mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L 及 64mg/L，Cu2+、Zn2+濃度分別為 200mg/L、400mg/L。挑取平板上的單菌落進行劃線分離純化，所用培養(yǎng)基仍為添加相應(yīng)濃度的抗生素培養(yǎng)基。后經(jīng)過3次單菌落劃線培養(yǎng)，即得到耐Cu2+、Zn2+的抗生素抗性菌株。對該菌株進行生理生化鑒定及分子鑒定。將其命名為泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3。菌體生長曲線和抗生素降解曲線參見圖2、圖3。
[0030]實施例3
[0031]本實施方式耐重金屬的抗生素降解菌泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3，可用于重金屬污染環(huán)境中抗生素的降解。
[0032]在受重金屬和抗生素復(fù)合污染的環(huán)境中投加泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnae jangsanensis) S3，選擇環(huán)境溫度為25°C_35°C，環(huán)境pH值為6-8的條件下進行。本實施方式泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3可用于受污染的土壤或水體修復(fù)。
[0033]選取慶大霉素、新霉素、鏈霉素、氨芐青霉素、青霉素鈉、頭孢霉素和磺胺噻唑使其終濃度分別達到 32mg/L、32mg/L、128mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L 及 64mg/L，Cu2+、Zn2+濃度分別為200mg/L、400mg/L的復(fù)合污染土壤100g，將培養(yǎng)于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基處于靜止期初期的泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanens i s) S3以20mL/kg比例，噴灑到模擬受重金屬和抗生素復(fù)合污染的土壤中，加入3天后土壤中的抗生素含量開始明顯下降。經(jīng)一周的降解，土壤中抗生素僅有微量檢出，說明泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3可有效地降解這些抗生素污染物。菌體生長曲線和抗生素降解曲線參見圖2、圖3。
[0034]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis stain)S3同樣可以修復(fù)受污染水體，實驗室水體修復(fù)效果與土壤修復(fù)過程基本相近。
[0035]本發(fā)明中所描述的具體實施例僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis)S3，該菌株已保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC N0.11072，保藏日期為2015年7月.10日。2.權(quán)利要求1所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在降解抗生素中的應(yīng)用。3.權(quán)利要求1所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在重金屬環(huán)境下降解抗生素中的應(yīng)用。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所述重金屬為銅或鋅中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用，其特征在于所述抗生素為慶大霉素、新霉素、鏈霉素、氨芐青霉素、青霉素鈉、頭孢霉素、磺胺噻唑中的至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于所述降解選擇環(huán)境溫度為25?35°C，環(huán)境pH值為6?8的條件下進行。7.一種降解抗生素的組合物，其特征在于有效成分為泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanens is)S3。
【專利摘要】泡囊短波單胞菌(Brevundimonas？naejangsanensis)S3及其應(yīng)用，該菌株已保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為CGMCC？NO.11072，保藏日期為2015年7月10日。該菌對抗生素進行降解，避免了混合微生物之間的競爭，也避免了不同微生物代謝產(chǎn)物之間的拮抗作用，同時由于采用單一微生物材料，降解條件更容易控制，便于管理。修復(fù)環(huán)境時泡囊短波單胞菌S3作為優(yōu)勢菌群進行投加，具有受環(huán)境干擾因素小，受限制條件少等優(yōu)點。CGMCC NO.1107220150710
【IPC分類】B09C1/10, C12N1/20, C12R1/01
【公開號】CN105567582
【申請?zhí)枴緾N201510689735
【發(fā)明人】楊統(tǒng)一, 楊芬
【申請人】江蘇科技大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年10月22日