[发明专利]一株在高盐条件下降解烷烃的盐东方菌菌株及其培养方法

说明书

本发明公开了一株盐东方菌菌株(Halorientalis sp.)IM1011，保藏编号为CGMCC No.13754，具有在高盐条件下降解石油污染物的能力，在含盐采出水的处理领域具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及石油微生物领域，尤其涉及一种在高盐条件下降解烷烃的盐东方菌菌株。

背景技术

在石油开采过程中会产生大量的采出水(Produced water)，即使相当部分回注产油层和含盐层，但是仍有相当体积的采出水需要排放，基于物理、化学方法去除石油污染物而达到排放标准是普遍采取的方法。生物法如活性污泥法以其成本低廉和环境友好的优点广泛应用于水处理工艺中，科学家也很早就开展石油污染物的微生物处理的研究。地质环境的差异，有些采出水除含有石油污染物外，还含有较高盐度(100-400,000mg/L，海水盐度是35,000mg/L)。石油污染物本就属于较难生物降解的化合物，而盐分(尤其是较高浓度的盐分)会显著抑制微生物的代谢活性，进一步增加了处理难度。很多海洋细菌(如Alcanivorax属)和耐盐细菌(如Marinobacter属)通过代谢合成或从胞外转入水溶性溶质进而在胞内累积，来维持胞内的渗透压，在0-3M NaCl的条件下具有较好的降解石油污染物的能力，在低盐度和中盐度采出水的处理中具有潜在的应用前景；而极端嗜盐古菌普遍采取在极端高盐条件下最节能的“盐泵入”策略，在3-5M NaCl的条件下，均能够维持正常的菌体生长和代谢能力。

近年来，已有多株能够在高盐条件下降解石油污染物的极端嗜盐古菌被分离到。早在1990年，科学家从盐沼分离到一株能够降解烷烃的极端嗜盐古菌EH4，在最适盐度3.5MNaCl条件下培养30天，十四烷烃，十六烷烃和二十烷烃的降解率分别为88％，66％和64％。截至目前，已有多株降解烷烃的极端嗜盐古菌被分离到，分属于Haloarcula属，Haloferax属，Halobacterium属和Halococcus属等，他们都能在不小于3M NaCl的条件下降解烷烃，且对钾离子和镁离子的优化可以进一步提高石油污染物的降解率。混合菌的批次培养实验显示，在3.9M NaCl条件下酸水解酪素和光照可以显著提高石油污染物的去除率；而且在添加细菌特异的抗生素(不抑制或杀死古菌)后降解效率反而提高，暗示了极端嗜盐古菌在烷烃降解过程中发挥的重要作用。Haloferax sp.MSNC 14菌株还具有降解多环芳烃菲的能力，并可以产生表面活性剂，利于烷烃等水溶性较差的石油污染物的溶解和吸收。

在高盐条件下降解芳香族化合物的极端嗜盐古菌同样受到科学家的关注。早在1994年科学家就分离到一株能够在高盐条件下降解多种芳香族化合物(如对甲基苯甲酸，苯丙酸，肉桂酸和苯甲酸等)的极端嗜盐古菌Haloferax sp.D1227。巴西科学家对从玻利维亚、智利、波多黎各、沙特阿拉伯和约旦五个国家的高盐样品中分离到的44株能够以对羟基苯甲酸为唯一碳源生长的极端嗜盐古菌的代谢和遗传多样性以及分布规律进行分析，结果显示极端嗜盐古菌可能普遍具有对羟基苯甲酸的降解能力。对其中10株Haloferax属菌株的深入研究表明，很多菌株能够在高达20％NaCl的培养基中以单环芳香族化合物的混合物(苯甲酸、对羟基苯甲酸和水杨酸)和多环芳香族化合物的混合物(萘、蒽、菲、芘、苯并[a]蒽)为碳源生长，而且可以降解这些芳香族化合物；将这些极端嗜盐古菌添加到石油开采的含油含盐废水中，可以明显降低COD(化学需氧量，是有机物相对含量的综合指标之一)，且远好于过氧化氢单独处理。随后又有多篇极端嗜盐古菌降解芳香族化合物的报道，包括在174g/L NaCl条件下能够降解对羟基苯甲酸的Haloarcula sp.D1和在20％NaCl条件下具有苯酚降解能力的A235(与Haloarcula菌株近缘)。

到目前为止，已有多株能够在高盐条件下降解石油污染物的极端嗜盐古菌被分离获得，主要集中在Haloferax属和Haloarcula属，但是通过非培养的方式对石油污染的高盐样品进行分析，结果显示Halomicrobium属，Halorussus属和Halorientalis属的菌株是极端嗜盐古菌的主要类群，暗示可能有降解效率更高的极端嗜盐古菌尚未被分离和报道。

发明内容