一株可降解鹽環境中多環芳烴的海旋菌及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于環境污染生物處理技術領域，具體涉及一株能在鹽環境中降解多環芳 烴類有機污染物的海旋菌株及其應用。
【背景技術】
[0002] 多環芳香徑化合物（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)是一類由兩個或 兩個以上苯環以線性、角狀或者簇聚等不同方式排列形成的有機化合物。PAHs污染物在空 氣、水體、土壤及其沉積物等環境介質中廣泛分布。環境中的PAHs主要來源于自然界的活 動（例如森林火災、動植物遺體腐爛、石油煤炭形成、火山噴發等）和人類活動（如木材加 工、石油冶煉、運輸業、煤氣制造、軍事設施、危險物處理和填埋等）。多環芳烴大多數為有毒 物質，許多甚至具有三致效應（致癌、致畸變和致突變），迄今為止已發現的多環芳烴類致 癌物及其衍生物已經超過400種，其中不乏苯并芘等這樣的強致癌物質。由于多環芳烴類 物質具有低水溶解性、親脂性、難降解性和高生物蓄積性等特性，使得其可以在環境中長期 穩定的存在，并且能長距離迀移，最終富集于生物體中，對自然界生物安全和人類健康構成 巨大威脅。因此，上世紀80年代美國環保局（USEPA)就將16種未帶分支的PAHs列入了環 境優先控制污染物的黑名單，而我國國家環保局在第一批公布的68種優先控制的污染物 中就包含了 7種PAHs。因此，控制和去除環境中的多環芳烴具有重要的理論和現實意義。
[0003] 環境中的多環芳烴除少部分可以發生光化學分解外，大部分主要依賴微生 物降解途徑慢慢消失。自上世紀70年代開始，研宄人員就嘗試利用微生物技術對受 PAHs污染的土壤進行修復（受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，專利號 200910184601. 1)，80年代科學家認識到微生物技術是修復PAHs污染最有前景的技術，并 將其應用于石油污染環境的修復。然而，近些年來科學家們發現多環芳烴污染常常發生在 鹽濃度較高的環境中，例如由于石油的突發事故、落地油及含油污水排放等造成的鹽堿灘 環境的污染；同時，含油和含鹽量都比較高（鹽度>3.5% w/v)的油田采出水的排放，會使 接納環境中的鹽度和多環芳烴含量同時升高，形成污染。在這些特殊的鹽環境中，普通的多 環芳烴高效降解菌株由于難以在較高的鹽濃度條件中生長而不能發揮作用，因而嗜鹽多環 芳烴高效降解菌株的篩選與應用有著迫切的需求與重要的現實意義。
[0004]目前已發現并報道的多環芳烴降解菌種嗜鹽微生物較少，多集中于假單胞菌 屬（Pseudomonas)、節桿菌屬（Arthrobacter)、分支桿菌（Mycobacterium)、芽抱桿菌屬 (Bacillus)等。Ashok等從煉油廠附近的土壤中篩選出了四株能耐受7. 5%NaCl，且能利用 萘、蒽以及能利用萘與菲進行共代謝的菌株，經鑒定它們屬于微球菌屬（Micrococcus)、假 單胞菌屬（Pseudomonas)和產堿菌屬（Alcaligenes)。Sohn等從韓國某海域派泥中分離到 一株能降解2-5個苯環的多環芳徑的新鞘氨醇桿菌（Novosphingobiumpentaromativorans )，其能在鹽度為1%_6%的豐富培養基中生長。Plotikova等從鹽土環境中分離到了 15株 蔡降解菌，有紅球菌屬（Rhodococcus)、節桿菌屬（Arthrobacter)、芽抱桿菌屬（Bacillus) 和假單胞菌屬（Pseudomonas)，它們能夠耐受5. 8% NaCl，其中6株還能利用菲；通過對其 中部分含質粒的菌株進行轉化改造，獲得了兩株含有外源質粒的惡臭假單胞菌，其耐鹽性 有所提高，而且能夠降解萘、菲和水楊酸。趙百鎖等（一株可降解多環芳烴的海旋菌及其 應用，專利號200910080014. 8)從高鹽度的石油污染土壤中分離得到一株能夠高效降解菲 的海旋菌（Thalassospiraxianhensis P-4)，在鹽度為5%，加有酵母粉的液體培養基中， 9天內對菲（初始濃度為100mg/L)的平均降解速率可達10. 8mg/(L ? d)。由于高環芳香 烴的化學結構復雜、水溶性差、熱穩定性強、生物可利用性低，高環芳香烴的降解嗜鹽菌株 的研宄就更少了，如目前對于高環芳烴代表物一一芘的嗜鹽或耐鹽降解菌的研宄僅限于 分支桿菌屬（Mycobacterium)、蒼白桿菌屬（Ochrobactrum)、解環菌屬（Cycloclasticus) 和海桿菌屬（Marinobacter)。最早的一株花降解耐鹽菌株是由Heitkamp等在上世紀 90年代從Redfish Bay河口石油污染的沉積物中分離得到的。Cui等從黃海的沉積物 中分離得到了三株能降解高環芳烴的嗜鹽菌，它們屬于解環菌屬（Cycloclasticus)。可 以看出用于鹽環境中多環芳香烴污染修復的微生物有效資源仍然相對匱乏。多環芳烴 降解海旋菌 Thalassospiratepidiphila sp. nov. 1_1BT(JCM 14578T= DSM 18888 T)和 Thalassospiraxianhensis sp.nov.P_4T(CGMCC 1.6849T=JCM 14850 T)并不能降解焚蒽、 苯并芘和苯并蒽。
[0005] 可見，這些微生物耐鹽范圍都相對窄，而且耐受濃度低。多數耐鹽微生物只對低環 芳香烴有較高的降解性能，不能適用于高鹽環境中高環芳香烴污染的生物治理。因此，為解 決高鹽環境中多環芳烴的污染，亟待研發耐鹽范圍廣、降解效率高的嗜鹽性多環芳烴降解 菌株。
【發明內容】
[0006] 本發明的一個目的是提供一株海旋菌。
[0007] 本發明提供的一株海旋菌TSL5-1，其保藏號為CGMCC No. 10278。
[0008] 上述的海旋菌或其菌懸液或其培養產物或其發酵產物在降解鹽環境中的多環芳 烴中的應用也是本發明保護的范圍。
[0009] 上述應用中，所述多環芳烴為芘、菲、熒蒽、苯并芘和/或苯并蒽。
[0010] 上述應用中，所述鹽環境的鹽度為〇? 5-20. 0 %。
[0011] 上述應用中，所述鹽環境的鹽度為3. 5-5. 0 %。
[0012] 本發明的另一個目的是提供一種降解多環芳烴的方法。
[0013] 本發明提供的方法，包括如下步驟：用上述的海旋菌或其菌懸液或其培養產物降 解鹽環境中的多環芳烴。
[0014] 上述方法中，所述降解為將上述的海旋菌或其菌懸液或其培養產物接種于被多環 芳烴污染的鹽環境中，實現降解多環芳烴。
[0015] 上述方法中，所述鹽環境的鹽度為0.5-20. 0%，具體為3. 5-5.0%。
[0016] 上述方法中，所述多環芳烴為芘、菲、熒蒽、苯并芘和/或苯并蒽。
[0017] 本發明第三個目的是提供一種降解鹽環境中多環芳烴類有機污染物的微生物菌 劑，其活性成分為上述的海旋菌或其菌懸液或其培養產物或其發酵產物；所述多環芳烴類 有機污染物為菲、芘、熒蒽、苯并蒽和/或苯并芘；
[0018] 所述鹽環境的鹽度為0?5-20. 0%，具體為3. 5-5.0%。
[0019]本發明所提供的高效降解菌--海旋菌TSL5-1(Thalassospirasp.TSL5-1)，已 于2015年1月6日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心（簡稱CGMCC， 地址為：北京市朝陽區北辰西路1號院3,中國科學院微生物研宄所），保藏登記號為CGMCC No. 10278,分類命名為海旋菌Thalassospirasp.。
[0020] 與現有的技術和現有多環芳烴降解菌株相比，本發明的海旋菌 TSL5-1 (Thalassospira sp.TSL5-l，CGMCC No. 10278)能夠在更高鹽度下和更大的鹽度范 圍內生長（0.5-20%鹽度），且能在上述鹽環境中分別以種類更多、結構更復雜的多環芳 烴化合物（包括菲、芘、熒蒽、苯并芘與苯并蒽等）作為唯一碳源