[发明专利]一种高效降解四环素类抗生素的微生物菌剂及其在土壤污染修复中的应用

说明书

本发明公开了一种高效降解四环素类抗生素的微生物菌剂及其在土壤污染修复中的应用，该微生物菌剂为含有约氏不动杆菌AJ6菌悬液的固定化微生物菌剂。本发明公开的约氏不动杆菌AJ6菌株对土壤中和无机盐培养基中四环素的降解效果最好，其次是土霉素。本发明为抗生素污染修复提供了重要的微生物菌种资源，为能够根据主要抗生素残留类型、与介质原生微生物菌群兼容情况等具体应用情况选择不同的抗生素降解菌种提供可能。本发明利用固定化载体将菌体固定，快速、大量增殖微生物的技术，使微生物高度密集并保持生物活性，并延长菌体寿命。

【技术领域】

本发明涉及一种高效降解四环素类抗生素的微生物菌剂及其在土壤污染修复中的应用，属于环境污染物生物处理技术领域。

【背景技术】

由于其低成本，低毒性和理想的有效抗菌性，四环素类抗生素作为一种重要的广谱抗生素已被广泛应用于人类和动物疾病的预防和治疗，特别是用作水产养殖中和畜牧业的生长促进剂。已经证明，一旦进入细胞内，它们可逆地结合易感生物的30S核糖体亚基受体，阻止氨酰基转移酶与DNA结合，进而抑制蛋白质合成，阻止细胞生长。然而，大部分四环素类抗生素在人类和动物的人体中吸收较差，约30％-90％的抗生素剂量以活性形式(母体或代谢产物)随排泄物排出体外，释放到环境中。此外，由于缺乏有效的环境管理和及时、有效的降解或消除，不恰当或滥用四环素类抗生素导致环境中四环素类抗生素的大量残留，这不仅会导致生物受到慢性毒害，更会使得环境中微生物耐药性增强，产生各种抗性菌和抗性基因。抗性基因在环境中会发生转移进入其他生物体中，从而严重危害生态环境和人体健康。

由于其强大的结合能力，土壤被认为是各种污染物在环境中的最终归宿。据报道，污染物在土壤中的转移和转化是确定土壤环境中污染物命运的关键过程。因为一旦释放到环境中，抗生素的行为和转化将不仅取决于它们的物理化学性质，包括水溶性，挥发性，亲脂性和吸附能力，还取决于土壤性质，如pH，离子强度，有机物含量和阳离子交换容量和环境条件。然而，由于土壤成分的复杂性，土壤中污染物的转移和转化尚不清楚。

四环素类抗生素通过两个渠道进入农田，一是畜禽粪便和鱼塘污泥作为有机肥施用到农田，二是粪便中抗生素经雨水径流和养殖场废水排放等进入水体，并用于农田灌溉。土壤中长期大量累积的四环素类抗生素，导致土壤四环素类抗生素污染严重。因此，清除土壤中四环素类抗生素污染对生态环境和人体健康造成的危害已成为目前迫切需要解决的问题之一。

鉴于土壤中四环素类抗生素的污染对生态环境和人类健康的危害性与常规去除四环素类抗生素技术的局限性，人们迫切找到一种有效且经济的去除土壤四环素类抗生素的修复技术。虽然物理、化学的方法对有机污染物降解具有速度快、设备和方法简单等优点，但由于其相对成本高，处理效果不彻底产生次级降解产物二次污染环境的可能，所以实际应用起来比较困难。而生物修复技术的出现，为治理环境污染带来了希望。

生物修复技术是清除和治理环境污染的一种生物工程技术，主要利用生物特有的分解有毒和有害物质的能力，去除环境中污染物，达到净化的目的，是当前环境污染治理研究的热点之一。生物修复技术具有条件简单、容易控制、成本较低、专一性较强、降解彻底、无二次污染等特点，因此成为了现阶段处理抗生素污染的最理想的方法。然而，目标污染物的低生物利用度和艰难的的环境如缺乏营养物质，土著微生物的竞争，不利土壤条件的侵害和污染物对生物体的生长毒性将大大降低游离微生物降解污染物的效率。