[发明专利]高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌16F及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物学领域及环境生物技术领域，具体地说，涉及一株高效降解多环芳烃和苯系有机物的分枝杆菌16F及其应用。

背景技术

多环芳烃（PAHs）是指两个或两个以上苯环以稠环和非稠环形式相连接的有机化合物。PAHs在环境中普遍存在，其极低的水溶性、稳定的环状结构是造成这类化合物持久性的主要原因。人类及动物癌症病变有70%-90%是环境中化学物质引起的，而PAHs则是环境致癌化学物质中最大的一类。由于这类化合物具有致癌、致畸和致突变的特性，对人类健康和生态环境均具有潜在的危险而引起世界各国的普遍重视。近几十年来，环境中的多环芳烃（PAHs）含量不断增加，美国环保局已经列出了16种PAHs作为环境污染的优先控制污染物（Keith&Telliard,1979），我国政府也将7种PAHs列入中国环境优先污染物黑名单。因此，净化与修复PAHs污染的环境已成为研究的热点。

尽管PAHs能够通过化学氧化、光解和挥发等途径降解和转移，但是微生物降解是影响自然界中PAHs持久性的最关键因素。生物修复被认为是目前去除环境中有机物的最经济有效的方法。一般来说，随着多环芳烃苯环数量的增加，其生物降解速率降低。因此，低分子量的多环芳烃在环境中能较快被降解，在环境中存在的时间较短，而高分子量的多环芳烃因水溶性更低，吸附性更强，从而降低了生物可利用性，较长期存在于环境中。目前关于微生物降解PAHs的研究，主要集中于PAHs降解微生物的筛选、分离与纯化，目前分离到的降解微生物主要有分枝杆菌（Mycobacterium）、红球菌属（Rhodococcus）、假单胞菌属（Pseudomonas）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、微球菌属（Micrococcus）、新鞘氨醇杆菌属（Novosphingomonas）、气单胞菌属（Aeromonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、诺卡氏菌属（Nocardioides）、海杆菌属（Marinobacter）、弧菌属（Vibrio）、拜叶林克氏菌属（Beijernckia）、棒状杆菌属（Corynebacterium）、蓝细菌（Cyanobacteria）、解环菌属（Cycloclastieus）等。其中分枝杆菌是一类非常重要的降解细菌。Mycobacterium vanbaalenii PYR-1是第一株降解芘的分枝杆菌（Hetikamp,1988；Heitkamp等,1988）。之后，研究人员又发现许多不同的分枝杆菌，如Mycobacterium sp.strain BB1（Boldrin等,1993）、Mycobacterium sp.RJGII-135（Schneider等,1996）、Mycobaterium sp.KR20（Rehmann等,1998）、Mycobaterium sp.AP1（Vila等，2001）及Mycobaterium sp.JLS（Miller等,2004）、Mycobacterium flavescens（Dean-Ross,1996）、Mycobaterium sp.KMS（Chun等,2012）等。其中Mycobacterium vanbaalenii PYR-1、Mycobacterium sp.JLS和Mycobaterium sp.KMS已经完成全基因组的测序工作（http://img.jgi.doe.gov  ）。美国Cerniglia实验室对Mycobacterium vanbaalenii PYR-1的研究最为深入，率先阐明了芘、荧蒽的完整代谢途径和不同多环芳烃降解的代谢网络（Kim等，2006；Kweon等，2007；Kweon等，2011）。

苯系化合物是一类易挥发的单环芳香类化合物，包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯等，简称为BTEX，BTEX主要存在于原油和石油产品中，广泛应用于农药、化纤纺织、塑料化工等行业，是环境中分布较广的一类有毒化合物。与多环芳烃类似，BTEX也具有“三致效应”，被许多国家列入优先控制污染物，且已被确认为强致癌物质。研发废水、废气中BTEX的污染控制技术显得十分重要和迫切。