[发明专利]一种可降解微囊藻毒素的芽孢杆菌及其应用

说明书

本发明涉及一种可降解微囊藻毒素的芽孢杆菌，所述芽孢杆菌于2017年6月26日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M2017381；还涉及所述芽孢杆菌在降解微囊藻毒素中的应用以及在制备可降解微囊藻毒素的组合物中的应用；还涉及一种制备可降解微囊藻毒素的组合物的方法以及该方法制备的可降解微囊藻毒素的组合物。通过本发明的芽孢杆菌以及使用该芽孢杆菌制备的组合物，可有效降解水体中的微囊藻毒素，净化水质，防止水环境恶化，保护水体生态。

技术领域

本发明涉及降解微囊藻毒素的微生物及方法领域，更特别地，涉及一种 可降解微囊藻毒素的芽孢杆菌及其应用。

背景技术

随着人类生产、生活方式的迅速发展，工业化、城市化的进程加快，大 量含有丰富氮、磷污染物的工业废水和生活污水排入水体，水体污染和富营 养化问题日趋严重。在我国淡水湖泊如滇池、太湖、巢湖和东湖等频繁有蓝 藻水华爆发。

水华对人类和自然环境都会造成巨大的影响。首先，水华藻类浮在水面， 使水体透明度明显降低，气味变得腥臭难闻，藻类的光合作用明显受抑制， 使溶解氧来源减少，藻类死亡后腐烂分解，也消耗水体的大量溶解氧，导致 水体中的鱼等水生动植物由于缺少氧而死亡，严重时将会导致生态系统紊 乱。其次，据研究报道，一些藻类尤其是微囊藻死亡后会释放出藻毒素。水 华中，藻毒素的释放量巨大，危害严重，不仅危及水体生态，还危及人类引 用水安全。

毒理学研究发现，将藻类的提取物和纯微囊藻毒素，经口、腹腔注射， 均可引起肝脏病变。无论动物的种系、性别、年龄有何差别，急性、亚急性 和慢性毒理试验及离体、在体试验中，微囊藻毒素均呈现出相似的、高度特 异的、以肝脏为靶器官的毒性。微囊藻毒素进入肝细胞后，能强烈抑制蛋白 磷酸酶的活性，并专一性地抑制蛋白磷酸酶1型(PP1)和蛋白磷酸酶2A型 (PP2A)的活性，相应地增加了蛋白激酶的活性，导致细胞内多种蛋白质的过磷酸化，打破细胞内蛋白磷酸化和脱磷酸化的平衡。通过细胞信号系统进一 步放大这种生化效应，改变了多种酶的活性，造成细胞内一系列的生理生化 反应紊乱，导致细胞质中微丝网络重排，细胞结构与整体稳定性破坏，引起 肝细胞变形。微囊藻毒素毒理作用的主要靶器官为肝脏，随着有关微囊藻毒 素毒性的研究进展，也有多器官毒性、遗传毒性和致癌性的相关报道。除了 抑制磷酸酶致毒外，氧化应激以及线粒体通透性转换在微囊藻毒素致毒机理 中也起着很重要的作用。微囊藻毒素可以诱导细胞内活性氧(ROS)产生，导 致细胞损伤和脂质过氧化，并有可能通过某些通路诱导细胞凋亡，微囊藻毒 素的肝脏毒性部分也是由于诱导活性氧(ROS)的产生所致。

微囊藻毒素性质稳定，熔点高，可在300℃仍可保持活性结构。藻毒素 易稳定溶解于水或者甲醇中，无法通过混凝、沉淀、过滤等物理方法使溶解 在水中的微囊藻毒素除去。藻毒素化学性质也比较稳定，对酸碱变化不敏感， 需使用臭氧、氯气、高锰酸钾等强氧化剂才可显著提高藻毒素的降解率。藻 毒素的稳定结构在紫外光下仍可保持，但紫外线长时间照射的情况下，可减 少水中藻毒素含量。

研究表明，使用物理和化学的方法均可有效去除藻毒素。物理方法中较 为常用有活性炭吸附、混凝沉淀、超滤、纳滤、反渗透膜等方法。这些物理 方法可以快速大量地去除藻细胞和藻毒素，但其成本高，不易回收，藻毒素 去除不完全等缺点，制约着物理法的发展。化学方法使用臭氧、氯气、高锰 酸钾等强氧化剂去除藻毒素，其残留的化学物质，会对水体产生二次污染的 影响。同时会造成依赖这片水域生活的动植物的损伤，最终破坏水体的生态 平衡。

有研究发现，一些细菌能产生分解微囊藻毒素的物质。然而，目前分离 培养的这类细菌很少，并且多数停留在实验室阶段。因此，需要一种可在自 然水体中高效降解微囊藻毒素的细菌或其他微生物。

发明内容