可降解氯代烴的甲基桿菌及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于環境微生物技術領域，具體涉及一種可降解氯代烴的甲基桿菌及其應 用。
【背景技術】
[0002] 氯代烴作為重要的有機溶劑和產品中間體，廣泛應用在化工、醫藥、農藥等領域。 由于使用和存儲不當，氯代烴通過揮發、泄漏、廢水排放等方式排入到自然環境中。近年來 的大量研宄表明，三氯乙烯等氯代烴污染物具有潛在的"三致"（致癌、致畸、致突變）效應 和遺傳毒性效應，如微量三氯乙烯暴露接觸可導致肝、腎及中樞神經系統損傷，引起一系列 機體功能紊亂癥狀，嚴重危及人類健康。隨著國際、國內在可持續發展中對生態環境提出越 來越高的要求，如何有效的消除氯代烴污染已成為環境保護領域的重要研宄內容。
[0003] 從解決大面積污染的角度考慮，生物降解因其具有高效性及低成本性，被認為是 消除氯代烯烴污染物最有效的途徑。生物降解包括了厭氧和好氧生物降解兩種方式。厭氧 降解常用Hyphomicrobium、Dehalococcoides等脫氯菌，使高氯代有機物還原脫氯。脫氯菌 常與產乙酸菌（homoacgtogens)和產甲燒菌（methanogens)形成聚生體，在碳源和外源電 子供體存在的條件下，氯代烴作為電子受體為厭氧微生物提供能源并同時被降解。但厭氧 降解存在降解不徹底的缺陷，脫氯后的產物往往具有更大的生物毒性和致癌性。而好氧降 解途徑可通過羥基化作用或環氧化作用使得氯代烴完全降解，相對于降解不徹底的厭氧生 物降解，好氧生物降解具有顯著優勢。
[0004] 甲燒氧化菌（Methanotrophs)降解氯代徑屬于該領域的研宄熱點。甲燒氧化菌中 含有的甲烷單加氧酶可以通過環氧化的途徑降解氯代烴，但由于甲烷氧化菌必須通過添加 碳源的共代謝的形式實現氯代烴的降解，這在一定程度上限制了氯代烴好氧氧化在工程 上的應用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種可降解氯代烴的甲基桿菌，該菌能夠降解氯代烷烴和/ 或氯代烯烴，可應用于廢水、飲用水和土壤修復等領域，特別適用于廢水中氯代烯烴污染物 降解和土壤生物修改，具有廣泛推廣的意義。
[0006]本發明的技術方案是：
[0007] 可降解氯代烴的甲基桿菌，其保藏號為CCTCCN0:M2015046(已于2015年1月18 日保藏于中國典型培養物保藏中心，地址：武漢市武昌珞珈山武漢大學保藏中心），分類命 名為：Methylobacteriumsp.Rl，其 16SrDNA序列如SEQIDN0:1 所不。
[0008]本發明所述的可降解氯代烴的甲基桿菌，屬于甲基桿菌屬。菌落直徑1~2mm，半 透明，圓形規則菌落，低凸起，邊緣整齊，質地均勻，表面有光澤，顏色多呈黃色，為革蘭氏陰 性菌，無孢子，有鞭毛，以單側生極性鞭毛運動，專性需氧，最佳生長溫度為28~30°C，pH為 7. 0〇
[0009] 本發明所述的甲基桿菌能夠降解氯代烷烴和/或氯代烯烴。其中氯代烯烴選自三 氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯中的至少一種，氯代烷烴選自四氯甲烷、三氯甲烷和二氯乙烷中 的至少一種。
[0010] 本發明所述的可降解氯代烴的甲基桿菌可應用于廢水、飲用水和土壤修復等領 域，可用于生物催化劑。
[0011] 本發明所述的可降解氯代烴的甲基桿菌，本申請中命名為甲基桿菌 Methylobacteriumsp.R1，是從生活垃圾填埋場覆蓋層中分離得到的，菌株DNA的測序委 托大連寶生物公司完成，甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1的16SrDNA堿基測定的長 度為1233bp(SEQIDN0:1)，堿基序列在GenBank核酸序列數據庫進行比較發現與甲基 桿菌Methylobacteriumsp.SAP462、Methylobacteriumsp.XJLW和Methylobacterium radiotolerans同源性最高，達到97%以上。通過對該菌株進行的一系列生理生化以及工 藝優化試驗表明，本發明提供的甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1，可高效降解氯代稀徑 /氯代烷烴，主要優點如下：
[0012] (1)甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1以氯代稀徑/氯代燒徑為碳源和能源生 長，克服了甲烷氧化菌必須要依靠外加碳源的共代謝途徑才能實現氯代烯烴/氯代烷烴降 解的局限性。
[0013] (2)用甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1的完整細胞作為生物催化劑，液體培養 菌體密度（600nm下菌液吸光度）可達到1.2,脫離環境體系后仍可維持較高活性。
[0014] (3)該菌對氯仿具有高耐受性，可高效降解三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯等氯代烯 烴和四氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷等氯代烷烴。
[0015] (4)甲基桿菌Methylobacteriumsp.R1擴大培養所需的培養基成分簡單，成本 低。特別適用于廢水中氯代烯烴污染物降解和土壤生物修改，可以廣泛推廣。
[0016] 本發明解決了現有技術中好氧生物降解氯代烴污染物無法工程化的問題。
[0017] 為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下特舉較佳實施例，并 配合附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0018] 圖1為甲基桿菌Methylobacterium sp.R1的掃描電鏡照片；
[0019] 圖2為甲基桿菌Methylobacterium sp.R1的系統發育樹；
[0020] 圖3為甲基桿菌Methylobacterium sp.R1的生長曲線。
【具體實施方式】
[0021] 下面結合實施例對本發明作進一步的描述，但本發明的實施方式不限于此。
[0022] 1、實驗材料
[0023] 表1甲基桿菌無機鹽培養基的組成如下：
[0024]
[0025]
【主權項】
1. 一種可降解氯代烴的甲基桿菌，其特征在于，其保藏號為CCTCC NO:M 2015046,所述 甲基桿菌屬于甲基桿菌屬。
2. 根據權利要求1所述的可降解氯代烴的甲基桿菌，其特征在于，所述甲基桿菌的16S rDNA序列如SEQ ID NO: 1所示。
3. 權利要求1所述的可降解氯代烴的甲基桿菌在降解氯代烷烴和/或氯代烯烴中的應 用。
4. 根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述氯代烷烴選自四氯甲烷、三氯甲烷、 二氯乙烷中的至少一種。
5. 根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述氯代烯烴選自三氯乙烯、二氯乙烯、 氯乙稀中的至少一種。
6. 權利要求1所述的可降解氯代烴的甲基桿菌在制備生物催化劑中的應用。
【專利摘要】本發明涉及一種可降解氯代烴的甲基桿菌及其應用，該菌株的保藏號為CCTCC NO:M 2015046。該菌不僅對氯代烴具有高耐受性，而且還可以氯代烴為唯一碳源和能源生長，克服了共代謝降解工藝的不足，能夠在貧養環境中保持較高的活性，適用于廢水、飲用水和土壤修復等領域應用，有望在氯代烴生物降解的工程應用領域取得新的突破。CCTCC NO: M 201504620150118
【IPC分類】B09C1-10, C02F3-34, C02F101-36, C12R1-01, A62D101-22, A62D3-02, C12N1-20
【公開號】CN104830727
【申請號】CN201510225653
【發明人】張麗杰, 何芝, 趙天濤, 全學軍, 邢志林
【申請人】重慶理工大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月6日