[发明专利]一种新型蜡样芽孢杆菌BY1及其应用

说明书

本发明涉及一株蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus strain）BY1，其在中国典型培养物保藏中心的保藏编号为CCTCC M 2017321，本发明的BY1菌株在固体培养基上对甲醛的抗性可达到10mM，在甲醛胁迫较短时期内，通过核酮糖单磷酸途径将甲醛同化为葡萄糖6‑磷酸和果糖,在甲醛胁迫较长时期内通过丝氨酸途径同化甲醛为丝氨酸、甘氨酸、苹果酸、乙醛酸、磷酸烯醇式丙酮酸及3磷酸甘油酸。随后这些代谢产物进入其他代谢途径被转化谷氨酰胺、天冬酰胺、谷氨酸、丙氨酸及乙酸和乙醇。在含有5mM甲醇的固体培养基中对乙醛、乙醇、异丙醇、二甲苯、苯、甲苯的抗性为20mM，在含有高浓度苯系物的培养液中生长较好，能以乙酸钠或苹果酸钠或柠檬酸钠为碳源生长时去除添加的苯系物，去除率达到100%。

技术领域

本发明属于环境微生物领域，具体的说，涉及一种具有两种甲醛同化途径且可以净化甲醛和苯系物污染的蜡样芽孢杆菌。

背景技术

随着生活质量的不断提高装修已成为现代人生活的一部分, 甲醛是很多装修材料中广泛使用的胶黏剂，用甲醛作胶黏剂的材料中或多或少都含有一些未交联的游离甲醛，游离甲醛会持续地（时间可长达5-10年）从这些材料中释放出来，造成严重的室内空气甲醛污染，这已经成为我国和发展中国家的一个严重的环境问题。人和动物暴露于污染甲醛的空气中后会引起皮肤炎症；甲醛进入呼吸系统导致呼吸道刺激和过敏；通过血液系统到达全身导致肺功能异常、肝功能异常、免疫功能异常等。长期饮用被甲醛污染的水源会对人类和动物产生急性或慢性的危害，引发头昏、贫血以及各种神经系统疾病。

苯系物为苯及衍生物的总称，是一类芳香族有机化合物，环境污染的苯系物来源包括工业生产、汽车尾气、装修装饰材料（如油漆、板材、装饰材料等）、办公设备（如复印机、打印机、传真机、电脑等）、人为活动（如吸烟、烹饪、燃香等）等。苯，甲苯、乙苯、二甲苯四类为环境污染苯系物的代表性物质。这些苯系物具有神经毒性，因此对人类健康能够产生直接危害，引起神经衰弱、头痛、失眠、眩晕、下肢疲惫等症状，长期接触可以导致人体患上贫血症和白血病。此外，苯系物能破坏DNA，因此也具有遗传毒性。

在生命出现之前的时代，甲醛(HCHO)是自然界最丰富的有机化合物之一。在生命演变过程中，能适应当时的环境条件并能很好地生存的生物体内都有一定的甲醛解毒机制。在进化过程中，微生物体内形成多种甲醛解毒机制，尤其是在甲基营养菌中形成了更为复杂有效的甲醛代谢系统。甲基营养菌是一类能利用CO₂的各种还原态一碳（C1）化合物如甲烷、甲醇、甲胺作为碳源和能源生长的微生物。C1化合物在甲基营养菌体内代谢过程中首先被氧化成甲醛，甲醛随后有两种代谢命运：一是甲醛经过各种异化途径最终氧化生成CO₂，同时提供能量供微生物生长；二是通过同化途径把甲醛转变为细胞的组成成分。已知有三个途径包括丝氨酸途径、核酮糖单磷酸途径（RuMP）和木酮糖单磷酸途径（Xu5P）可用甲醛作为前体合成C2或者C3化合物的骨架。丝氨酸途径和RuMP主要出现在原核生物中，Xu5P主要在甲基营养型酵母中起作用。很多能以甲醇为碳源生长的甲基营养型细菌都拥有同化甲醛的丝氨酸途径，RuMP途径作为高效捕捉游离甲醛的一个系统，在甲醛浓度极低的情况下还能发挥作用，它存在于很多甲基营养菌和非甲基营养菌中。

土壤和活性污泥中有丰富的微生物，有些微生物因为具有甲醛代谢途径，因此盆栽植物的土壤和河道中的活性污泥可吸收并降解甲醛，说明土壤和活性污泥在消除甲醛方面具有潜在的应用价值。有些研究用活性污泥（污水沟泥）、蛭石粉及陶瓷颗粒做成生物反应器，研究结果证实这类生物反应器能有效去除并降解空气中污染的甲醛及多种有机物，但是活性污泥中的微生物种类很多，组成不明确，可能含有一些致病菌。此外，由于活性污泥的成分复杂，在高温和高湿度条件下其所含的有机物可能会导致霉菌的繁殖和生长。

发明内容