[发明专利]一种产脂肽短小芽孢杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环境微生物工程领域，具体涉及一种产脂肽短小芽孢杆菌及其应用。

背景技术

石油的开采、运输、储存以及事故性泄漏等原因造成每年约有上千万吨石油烃进入环境，引起土壤、地下水、水系和海洋环境的严重污染，日益受到人们的关注。石油污染物进入水体后，不仅使水体的化学需氧量升高，同时水表层的油膜又阻止了空气中的氧向水中扩散，造成局部水域的厌氧状态，使水生动物因缺氧而死亡，水生植物的光合作用也会遭到破坏，给生态系统带来严重危害。石油泄漏渗入土壤，当量超过土壤的自净容量后，积累的油类物质将长期残留于其中，破坏土壤结构，影响土壤通透性，损害植物根部，阻碍根的呼吸与吸收，对土壤植物和土壤微生物生态系统，甚至地下水都产生危害，严重影响土壤生产力和农作物产量。治理石油污染已成为当今各国环境专家的研究热点。

98％以上的杀虫剂和95％以上的除草剂都没有作用到靶标生物上，而是到达了非靶标生物、进入土壤、空气、水和食物之中，破坏生态系统，引起人和动植物急性或慢性中毒。由于大多数农药(例如功夫菊酯等人工合成的拟除虫菊酯类杀虫剂)的水溶性较差、在生物降解过程中与微生物的接触表面积小，使得生物修复过程较慢，这也是农药生物降解周期长的一个主要因素。

最近十年来，一类新的由细菌非核糖体合成的脂肽类次生代谢物不断被发现和研究。细菌脂肽为既亲水又亲脂的两性分子，是功能强大的表面活性剂，能极大地降低表面张力与改变表面特性，因而在环境污染治理方面，特别是在石油和农药等难溶性污染物生物修复方面具有极大的应用潜力。已经发现芽孢杆菌能产生三类脂肽类次生代谢物：表面活性素类(Surfactins)是由一个手性为LLDLLDL的七肽与一个β-羟基脂肪酸(脂肪链长C13～C15)通过内酯键形成的环状结构；伊枯草素类(Iturins)是由一个手性为LDDLLDL的七肽和一个β-氨基脂肪酸(脂肪链长C14～C17)(βAA)形成的环状结构；丰原素类(Fengycins)是由一个手性为LDDDLDLLLL的十肽和一个β-羟基脂肪酸(脂肪链长C15～C17)通过内酯键形成环状结构。这三大类脂肽的手性和3D空间结构不同，性能也有差异，这是为什么不同菌种间产生的生物表面活性剂强度有差异的重要原因，因此筛选高效产脂肽菌株是一项十分重要的工作。细菌脂肽除了具有促进生物修复功能外，还能抑制病原微生物生长，与人工合成的抗生素相比，具有副作用小、靶标活性高的特点，属于一类新型抗生素。此外，由于对人体无毒，也可作为食品和化妆品的添加剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效产脂肽的短小芽孢杆菌，所产生的脂肽能显著促进石油和/或功夫菊酯农药降解菌的生物降解过程。

本发明还要解决的一个技术问题是提供上述短小芽孢杆菌在促进石油和/或功夫菊酯农药降解菌的生物降解过程中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

本发明人从山东胜利油田石油污染土壤中分离、筛选得到并保藏的短小芽孢杆菌新菌株为Y8A，其分类命名为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。

目前该菌株保藏于武汉大学中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC)；地址：武汉武汉大学；邮编：430072；登记入册的编号：CCTCC NO：M 209108；保藏日期：2009年5月18日。以此菌作为生产菌株。

CCTCC NO：M 209108菌株具有下述性质：

1、形态特征：

短小芽孢杆菌Y8A为杆状，大小为1.5～1.7μm×2.5～3.0μm，革兰氏阳性，能运动，有侧生鞭毛，产芽孢。LB固体平板上30℃培养48h，菌落呈淡黄色、圆形、不透明、边缘不平整、表面扁平、湿润粗糙。

2、生理生化特征：

短小芽孢杆菌Y8A的生理生化特性见表1。

表1菌株Y8A的生理生化特征

注：“+”：表示利用或呈阳性反应；“-”：即为阴性反应

3、16S rDNA序列分析

测得短小芽孢杆菌Y8A的16S rDNA序列长度为1471bp，具体见SEQ ID No.1所示。将所测序列在RDP数据库比对分析，选取数据库中相关的16S rDNA序列，采用Bioedit，MEGA3.1软件对Y8A进行系统发育分析，构建系统进化树。结果表明，菌株Y8A与短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)同源性达100％，再结合以上生理生化特性，将Y8A鉴定为短小芽孢杆菌，具体为短小芽孢杆菌Y8A(CCTCC NO：M 209108)。

4、生物表面活性剂的特性：