[发明专利]一株假单胞菌及其在生物去除含氮杂环化合物中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株假单胞菌及其在生物去除含氮杂环化合物中的应用。

背景技术

目前工业生产每天都产生和排放大量的芳香族化合物，这其中大约有三分之二都是杂环化合物。杂环化合物被广泛应用于工业溶剂、染料、炸药、医药及农药等领域。吡啶、喹啉是两种典型的含氮杂环化合物，常见于焦化废水、炼油废水、农药废水等，具有较大的刺激性气味、毒性、致癌性及致畸性，对人类、动植物及环境危害极大，由于它们对大多数微生物具有毒害作用，因此属于难生物降解的有机物。

利用生物强化技术处理杂环难降解有机物成为现今研究的热点之一，而向废水处理系统中投加特异性降解菌株的生物强化法，可以在不改变现有处理设施的基础上，提高污水处理的范围和能力，因而近年来受到了广泛的关注。但是，由于该方法中微生物的作用机制难以掌控，一些生物强化系统的处理效果并不理想，有的甚至是完全失败的。因此发现微生物的作用机理及代谢过程显得尤为重要。

以往发现的特异性降解吡啶的细菌主要包括Bacillus coagulans，Nocardioidessp.，Pimelobacter sp.，Pseudomonas putida，Pseudomonas sp.等；降解喹啉的细菌主要包括Pseudomonas stutzeri.，Rhodococcus sp.，Burkholderia pickettii，Comamonas sp.等。另外，白腐真菌对吡啶、喹啉也有一定的降解功能。以往的研究主要集中在单基质条件下微生物的降解过程及代谢途径，对双基质条件下，尤其是吡啶、喹啉含量都较高时，微生物的生长及生物去除研究很少，而实际废水往往含多种难降解有机物。

发明内容

本发明的目的是一株假单胞菌及其在生物去除含氮杂环化合物中的应用。

本发明所提供的假单胞菌为假单胞菌(Pseudomonas sp.)BC001 CGMCC№.2223。

所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)BC001 CGMCC №.2223为阴性革兰氏杆菌，好氧，有运动性。在固体培养基中是黄褐色、边缘整齐的圆形菌落，在无机盐液体培养基中的培养特征为黄褐色悬浊液。对氨苄青霉素、硫酸卡那霉素、氯霉素、四环素以及壮观均无抗性，且不携带质粒。该菌株在好氧条件下可利用喹啉作为唯一碳源和氮源，并同时可耐受高浓度的吡啶；对喹啉降解的中间产物主要为2-羟基喹啉和8-羟基香豆素，主要代谢终产物为NH₄⁺。

所述假单胞菌(Pseudomonas sp.)BC001 CGMCC №.2223，已于2007年10月23日保藏于中国微生物菌种保藏管委理员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为：中国北京市海淀区中关村北一条13号)，保藏号为CGMCC №.2223。

本发明的假单胞菌(Pseudomonas sp.)BC001 CGMCC №.2223来源于首钢焦化厂污水处理系统二沉池回流污泥，经驯化、分离、纯化得到，是废水处理系统中的优势菌株，适应废水处理系统实际运行条件的能力较强，因此该菌株能适应复杂的实际条件，这使得该菌的应用前景广阔。

本发明的假单胞菌(Pseudomonas sp.)BC001 CGMCC №.2223不仅可以利用喹啉作为唯一的碳、氮源进行新陈代谢，而且能在高浓度的吡啶、喹啉双基质条件下(吡啶约400mg/L，喹啉约500mg/L)良好生长。它对吡啶的去除主要通过生物吸附，对喹啉的去除包括生物吸附和生物降解两个阶段，并可达到很高的去除率(99.9％的喹啉可被降解)。同时适量的外加碳源不但不会影响本发明的菌株对喹啉的降解作用，而且对其降解具有促进作用。BC001菌降解喹啉的中间产物主要有2-羟基喹啉和8-羟基香豆素，其先将喹啉转化为其它一些含氮杂环化合物如2-羟基喹啉，当喹啉完全消耗，BC001菌便以这些中间产物做为碳、氮源生长，并将其中的氮部分转化为NH₄⁺，在整个代谢过程中，约有50％的氮转化为氨氮，NH₄⁺是BC001降解喹啉的一种最终产物。如果向培养液中补充充足的外加碳源(使微生物可利用的碳元素与氮元素质量比(C/N)约为20)，氨氮会被完全利用。上述特性使该菌株的实用性大大增强。

质粒检测结果表明该菌不携带质粒，因此降解基因编码于染色体上。这一特性使得在利用质粒进行水平基因转移的过程中，避免了质粒的不相容性，是构建具备多种降解能力的基因工程菌的良好材料。