[发明专利]一株可降解环烷酸的芽孢杆菌及其应用

说明书

本发明涉及一株可降解环烷酸的芽孢杆菌及其应用。具体涉及分离并鉴定了一株可生物降解5种不同化学结构的环烷酸的芽孢杆菌CR1(保藏编号CGMCC No.7368)。该菌可以利用反‑4‑甲基‑环己烷甲酸、顺‑4‑甲基‑环己烷甲酸、反‑4‑叔丁基环己羧酸、反‑4‑戊基环己烷甲酸、二环己基乙酸为唯一碳源进行生长。对反‑4‑甲基‑环己烷甲酸和反‑4‑戊基‑环己烷甲酸的降解率分别为93.2％和42.2％，可应用环烷酸的生物降解之用。

技术领域

本发明涉及一株可降解环烷酸的芽孢杆菌及其应用。

背景技术

石油中的酸性物质包括环烷酸、芳香酸、脂肪酸和酚类等，这些酸性物质总称为石油酸。其中，环烷酸最为重要，约占石油酸总质量的90％以上。因此，在石油工业中通常不加区分，将石油酸称为环烷酸。环烷酸的化学成分复杂，通常由多种脂肪族羧酸和具有支链的单环或多环的脂环羧酸构成。环烷酸的经验通式为C_nH_2n+ZO₂，式中n为碳数(一般为11～30)；Z为氢不饱和度，为0或负的偶数。

环烷酸废水污染是近年来伴随石油工业发展而产生的一种新环境问题。环烷酸是石油的天然组分，其含量越高，商业价值越低。目前，随着世界范围内高品质石油储量的不断减少，人们越来越多地把目光投向环烷酸的含量较高的重原油和含油沥青砂等。但是，重原油和含油沥青砂提炼过程会产生大量有毒的环烷酸。环烷酸是炼油厂污水和油砂处理污水中毒性最强的成分之一。环烷酸对细菌、浮游植物、浮游动物、鱼类、高等植物和哺乳动物等多种具有生物毒性。环烷酸废水特别是对水生生物危害较大，对水生态系统和人类健康具有潜在危害，如何有效处理环烷酸废水问题已引起国际社会和科学界的关注。

环烷酸化学性质稳定、难降解。采用絮凝气浮、光解法、臭氧氧化等物理和化学方法处理环烷酸废水不仅费用高而且难以实现大规模处理。微生物转化降解既是自然环境中有机污染物转化的重要途径，也是有机污染物污染控制与污染环境修复的有效技术方法，具有费用低、效果好、无二次污染和有利于大规模实施等特点。因此，寻找具有降解环烷酸的微生物对于处理环烷酸废水有重要意义。

目前，有关环烷酸微生物降解研究主要集中于国外，国内的相关研究的报道较少，尚处于起步阶段。已有关环烷酸微生物降解的研究主要围绕降解菌株的分离和代谢途径等。环烷酸的微生物降解以细菌好氧降解为主，目前已经报道的环烷酸的降解细菌主要包括 Arthrobacter sp.，Acinetobacter anitratum，Alcaligenes faecallis，Pseudomonas，Corynebacterium cyclohexanicum，Trichosporon cutaneum，Cupriavidus，Rhodococcus和Dietzia 等。这些细菌多以降解单一结构的环烷酸为主。为此，亟待研发能降解多种环烷酸的降解菌，从而为采用生物降解方法处理大规模环烷酸废水提供有效的菌种资源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的特点，提供一株可降解环烷酸的芽孢杆菌CR1。

本发明所提供的芽孢杆菌是从油砂中筛选得到的。根据其形态特征、培养特性、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析等证实属于芽孢杆菌属(Bacillus)，将其命名为芽孢杆菌(Bacillus sp.)CR1(以下简称菌株CR1)。菌株CR1已于2013年3月25日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏登记号为CGMCC No.7368。

菌株CR1为革兰氏阳性菌，在LB琼脂平板培养基上，30℃，培养24h，形成圆形、扁平、光滑、边缘整齐的乳白菌落、直径为5-7mm。

菌株CR1属于兼性好氧。生长温度范围20～45℃，最适生长温度为30℃，可生长pH范围为4.0-10.0，最适生长pH值为7.2。