[发明专利]一种降解土壤中抗生素的混合菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，特别是一种降解土壤中抗生素的混合菌剂及其制备方法。

背景技术

抗生素(四环素类、青霉素类、磺胺嘧啶类、喹诺酮类等)是一种以低微浓度即能抑制或影响它种生物机能的化学物质。它的发现与应用,在人类保健及动植物病虫害防治方面发挥了巨大的作用。但是,随着其大量生产及应用,污染问题也变得越来越严重，其滥用可造成抗生素普遍存在于环境中(尤其是土壤环境中)，造成土壤环境的严重污染，进而危及人类健康。我国抗生素污染来源主要有三个方面：

一是医用抗生素污染。医用抗生素污染被认为是目前抗生素污染的主要途径之一，抗生素已被广泛地用来保护人类的健康,据世界卫生组织调查显示,目前我国住院患者抗生素药物使用率高达80％,其中使用广谱抗生素和联合使用两种以上抗生素的占58％,远远高于30％的国际水平。而家庭自备抗生素的也已达80％。与世界其它国家比,我国已成为世界上滥用抗生素最为严重的国家之一。

二是饲用抗生素污染。由于抗生素成本低,自20世纪50年代以来,被广泛用在畜禽养殖中，在畜禽业及水产养殖业中，用作动物的疾病预防剂及生长促进剂来提高生长速率获得较大的经济效益。目前，大量的饲用抗生素作为饲料添加剂使用，称之为抗菌生长促进剂(antimicrobial growthpromoter,AGP)。AGP在使用时,动物本身并无明确的病症,目的也并不是为了治疗某种疾病，而是为促进动物的生长,提高畜禽生产效率。

三是农用抗生素污染。利用抗生素防治植物病害，很早就有人研究。最早在农业上大面积应用的抗生素要推链霉素、土霉素及其混合液“农霉素”。它们对苹果、梨、胡桃、柑桔、烟草、蔬菜、豆类等植物的细菌性病害等有特效，对少数真菌性病害如霜霉、疫霉等也有防治作用。杀稻瘟菌素是第一个在大面积上应用并得到十分成功的农用抗生素，它曾在日本稻瘟病大流行的1963年发挥了巨大作用。

据统计，中国是世界上最大的抗生素生产和消费国，年产21万t,每年生产2.8万t的青霉素和1万t的土霉素，分别占世界总产量的60％和65％。大多数医药抗生素被设计成能够迅速从体内排出，因此，通常多达30～90％的抗生素以母体化合物排出体外。长期服用抗生素的养殖动物，其肠道菌群产生耐药菌株，耐药基因随粪便进入环境；另外，水产养殖废水、制药厂废水和医院废水等排放致使环境中抗生素污染物不断积聚进而诱导耐药基因。在自然界，抗生素耐药因子可以通过多种途径如土壤、食水、粪便、微生物、植物、动物和人之间相互传递。土壤含有丰富的微生物资源，如果抗生素污染导致耐药菌产生，将可导致土壤成为巨大的耐药基因库。若某种致病菌或条件致病菌获得某一种或几种抗药因子，则会给社会带来巨大的潜在危害。抗生素可通过多个途径进入环境，特别是进入土壤环境以后，可使土壤微生物区系发生变化。抗生素可诱导菌体内产生耐药基因，又由于耐药基因的易传播性，将极易产生高度耐药的多重耐药菌，使土壤变成一个极大的耐药基因库。研究表明，自2000—2015年，土壤中的抗生素耐药基因数量急剧增长。如果耐药基因从非致病菌转入致病菌，则可对人类造成相当大的危害。

减少抗生素的使用是解决抗生素污染的根本出路，抗生素残留的去除也是减少抗生素污染的有效途径。土壤中抗生素污染的消除方法有许多，包括物理的、化学的和生物的。传统的物理方法(以客土、土壤淋洗、施加稳定剂为主)和化学方法(包括氧化、还原和水解)成本高，可能产生新的污染物，且作用相对较慢。利用生物或生物产品来降解污染物的生物修复方法具有无毒、无残留、无二次污染等优点，是消除和降解抗生素残留的一种安全、有效、廉价的方法。目前，国外许多专家学者致力于研究土壤中抗生素的生物降解技术，国内也有许多土壤中抗生素降解技术以及降解微生物筛选方面的研究报道，已报道的能降解土壤中抗生素的微生物有细菌、真菌、放线菌和藻类等。例如，王立群等从内酰胺环类抗生素生产废水中分离筛选到了4株对此类抗生素具有高效降解作用并有较强耐受能力的效应菌株，它们分别为不动杆菌属、假单胞菌属、埃希菌属和芽孢杆菌属；王永杰等从污泥中分离筛选到1株以共代谢方式可广谱降解抗生素的芽孢杆菌，初步鉴定为地衣芽孢杆菌(B.licheniformis)。

国内外研究比较多的降解抗生素的微生物大部分是专一性裂解，仅起到降解某一类抗生素的作用，降解范围具有局限性，并且降解率较低。