一种节杆菌PSC及其在降解均三嗪类除草剂中的应用的制作方法

专利2025-06-11  49


本发明涉及微生物,更具体地说,涉及一种节杆菌psc及其在降解均三嗪类除草剂中的应用。


背景技术:

1、自1952年均三嗪类除草剂首次被发现具有除草活性以来,均三嗪类除草剂得到了迅速的发展和广泛的应用,目前已在100多个国家被注册并使用。这类除草剂(如阿特拉津)可以通过选择性抑制光合作用等机制阻碍杂草的生长,有些还被应用于海产品养殖业,如扑草净被用于抑制海参养殖过程中藻类的繁殖。作为一类外源性有机物,均三嗪类除草剂的大量使用势必造成其在环境中的积累,毒理学研究表明,均三嗪类化合物是潜在的致癌、致畸胎和内分泌干扰物,并且它们在环境中具有很强的流动性,广泛分布于土壤、地表及地下水体等环境中,对人类健康及环境安全产生了严重的威胁。

2、目前被用于治理均三嗪类除草剂污染的方法主要包括物理法、化学法和生物法三大类。其中,物理法主要为吸附,常用吸附剂主要包括活性炭和生物炭,此外还有膨润土和沸石;而化学法主要有芬顿及类芬顿法、臭氧氧化、光催化等。尽管物理及化学法能够对不同环境中的均三嗪类除草剂污染有较好的去除效果,但存在能耗大、成本高、处理效能低、易产生二次污染等问题,因而不适于大规模实地应用。相比之下,生物法是公认的集高效、低耗、经济、安全等优点于一身的环境污染治理技术,被广泛应用于土壤、水体、大气等不同类型环境的污染修复,其基本原理是利用微生物的新陈代谢作用将环境中的污染物通过降解、吸收或吸附等方式去除,从而达到净化环境的目的,可以通过人工筛选(驯化)、培育、(通过基因工程等手段)构建等方法获取具有特定功能的微生物。近年来,随着均三嗪类污染物分布范围越来越广泛,受其污染的区域已不仅限于土壤及地表/地下淡水环境,还包括了诸如海洋这样的高盐环境,而相关生产废水也常含有高浓度无机盐,对传统生物处理工艺造成较大的冲击。诸多研究显示,一些微生物可以在高盐条件下维持较高甚至(比低盐条件下)更好的生物活性,通常称之为耐盐菌或嗜盐菌,有目的的筛选并应用高效耐/嗜盐菌种能有效克服高盐环境带来的负面影响,可在不显著增加成本的前提下最大程度保证生物处理效果。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种能够高效降解均三嗪类除草剂的耐盐、好氧节杆菌菌株及其应用,以解决现有技术无害化处理含均三嗪类除草剂高盐废水方面存在的效率低下、成本高、容易引起二次污染等问题。发明人从高盐环境且含有目标污染物的环境微生物群落(近海海参育苗池池底沉积物)中分离筛选到一株能够高效降解多种均三嗪类除草剂的细菌菌株,经系统鉴定其为一株节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc。本发明提供的一株耐盐节杆菌菌株,其能够在高盐条件下高效好氧降解多种均三嗪类除草剂,具有潜在的均三嗪类化合物污染修复应用价值。

2、本发明的第一方面,提供了一种节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc,所述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为cgmcc no.30806,保藏日期为2024年5月29日。

3、本发明的第二方面,提供了一种上述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc的应用,在盐浓度为0~30g/l的条件下,以2%(v/v)的接种量接种并富集培养所述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc降解浓度为5~30mg/l均三嗪类除草剂,所述富集培养的时间为8~16h。

4、优选方案下,所述均三嗪类除草剂选自阿特拉津、扑草净、莠灭净和西玛津中的至少一种。

5、优选方案下,所述富集培养包括将所述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc接种至含有均三嗪类除草剂的共代谢培养基中,在ph为7、温度为35℃、转速为160rpm的条件下进行振荡培养,所述含有均三嗪类除草剂的共代谢培养基的组分包括酵母浸粉0.1g/l、磷酸二氢钾2g/l、磷酸氢二钠3.3g/l、硫酸镁0.2g/l、氯化钠0~30g/l、均三嗪类除草剂5~30mg/l、微量元素溶液1ml/l和水。

6、优选方案下,氯化钠的浓度为10~30g/l。

7、优选方案下,所述微量元素溶液的组分包括硫酸铜0.8g/l、硫酸亚铁2g/l、钼酸铵0.5g/l、硫酸锰2g/l、硫酸锌10g/l和水。

8、优选方案下,用于无害化处理含有均三嗪类除草剂的高盐环境和/或高盐废水。

9、优选方案下,所述高盐环境包括盐碱地和海洋。

10、本发明的有益效果

11、1、本发明提供耐盐节杆菌psc菌株具有广谱的均三嗪类除草剂降解能力,且均具有较高降解效率,同时能够耐受高盐度。该菌株培养方法简单,生长迅速,环境适应性强。鉴于目前有关能够降解均三嗪类除草剂耐盐菌种的报道极少,因而亟需开发相关菌种资源。节杆菌psc菌株用于含均三嗪类污染物的高盐环境修复及高盐工业废水处理,可解决现有技术存在的问题,具有较好的工业化应用前景。

12、2、节杆菌psc在含30g/l氯化钠的盐度条件下,其生长细胞能够在14h内对初始浓度均为20.0mg/l的阿特拉津、扑草净、莠灭净和西玛津的降解率分别高可达98.9%、99.7%、100.0%和100.0%。

13、3、节杆菌psc能够在含有30.0g/l氯化钠的高盐环境中高效降解多种均三嗪类除草剂,且能以这些除草剂为唯一氮源进行生长代谢。该菌株可以用于修复受均三嗪类除草剂污染的环境,尤其是诸如盐碱地、海洋水体等高盐环境,而利用耐盐节杆菌菌株处理三嗪类除草剂的相关研究截至目前尚属首例。



技术特征:

1.一种节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc,其特征在于,所述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为cgmcc no.30806,保藏日期为2024年5月29日。

2.一种权利要求1所述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc的应用,其特征在于,在盐浓度为0~30g/l的条件下,以2%(v/v)的接种量接种并富集培养所述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc降解浓度为5~30mg/l均三嗪类除草剂,所述富集培养的时间为8~16h。

3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述均三嗪类除草剂选自阿特拉津、扑草净、莠灭净和西玛津中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述富集培养包括将所述节杆菌(paenarthrobacter sp.)psc接种至含有均三嗪类除草剂的共代谢培养基中,在ph为7、温度为35℃、转速为160rpm的条件下进行振荡培养,所述含有均三嗪类除草剂的共代谢培养基的组分包括酵母浸粉0.1g/l、磷酸二氢钾2g/l、磷酸氢二钠3.3g/l、硫酸镁0.2g/l、氯化钠0~30g/l、均三嗪类除草剂5~30mg/l、微量元素溶液1ml/l和水。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,氯化钠的浓度为10~30g/l。

6.根据权利要求4或5所述的应用,其特征在于,所述微量元素溶液的组分包括硫酸铜0.8g/l、硫酸亚铁2g/l、钼酸铵0.5g/l、硫酸锰2g/l、硫酸锌10g/l和水。

7.根据权利要求2~6任一项所述的应用,其特征在于,用于无害化处理含有均三嗪类除草剂的高盐环境和/或高盐废水。

8.根据权利要7所述的应用,其特征在于,所述高盐环境包括盐碱地和海洋。


技术总结
本发明公开了一种节杆菌PSC及其在降解均三嗪类除草剂中的应用,属微生物技术领域。节杆菌PSC是一株能够在高盐条件下高效降解多种均三嗪类除草剂的好氧节杆菌,该菌株分离自海参育苗池池底沉积物微生物群落,经16SrDNA序列分析比对法鉴定其与节杆菌(Arthrobacter sp.,又名Paenarthrobactersp.)TBD185(LC005609)菌株具有100%的序列相似性,因此将其命名为节杆菌(Arthrobacter sp.)PSC,其16S rDNA序列的GenBank登录号为PP825136。2024年5月29日,将节杆菌PSC保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.30806。该菌株能在高盐(含30.0g/L NaCl)条件下高效降解多种均三嗪类除草剂,展现出其对含相应污染物高盐废水处理方面的巨大应用潜力。

技术研发人员:许炳雯,谭靓,葛祥武,孙程鹏,王姣娟,魏孝楠
受保护的技术使用者:大连市检验检测认证技术服务中心
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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