[发明专利]一种沃式葡萄球菌及其在农药废水的生物强化降解中的应用

说明书

本发明公开一种沃式葡萄球菌及其在农药废水的生物强化降解中的应用，所述沃式葡萄球菌分类命名为沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri），菌株名为JG‑3，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2022年2月28日，保藏编号为CGMCC No. 24442。本发明的沃式葡萄球菌能高效降解含除草剂中间体的生产废水，24h内可将咪草酸、咪唑喹啉酸、2‑甲基喹啉、2,3‑喹啉二甲酸降解达95.21%以上，且对pH条件的适应范围广，对于治理除草剂污染，保护生态环境，防治地下水污染，保护人民的身体健康等方面具有重要的意义。

技术领域

本发明属于环境微生物领域，具体涉及一种沃式葡萄球菌及其在农药废水的生物强化降解中的应用。

背景技术

除草剂既可用作土壤处理剂也可用作茎叶处理剂，广泛用于大豆田、花生地及林地杂草的防除。按照除草剂的不同化学结构，可以分为很多种，如苯甲酸类、环己烯酮类、酰胺类、咪唑啉酮类、磺酰脲类、嘧啶水杨酸类、磺酰胺类等。目前在有效登记状态的农药产品超过4万个，除草剂数量逐年上升。但随着农药残留及其淋溶入地下水，对农作物的轮作及水生生态系统产生了一定影响。因此寻找一种绿色高效的方法降低其在环境中的残留依然是世界各国研究的热点。大量文献表明，除草剂可以通过植物、动物、微生物和紫外线辐射等作用使其降解，其中，生物修复因其效果好、无二次污染等特点，已成为清除环境中农药污染的重要手段。

生物强化，即将目的菌株或者菌群接种到污水处理反应系统中以改善特定物质分解代谢的过程，其通过外加微生物来强化污水生物处理的菌群，将污染物转化为危害性更低的化合物来有效减少污染物负荷。一种方式是向反应系统中加入经驯化的纯菌株或者菌群，或者基因工程细菌；另一种是加入与生物降解相关的基因，把目的基因包埋在载体再进行投加。高效的生物强化方法能迅速降低污染物对系统中的微生物群落的毒性，或者有利于选择“合作者”通过协同作用处理复杂污水。

咪草酸、咪唑喹啉酸属于咪唑啉酮类除草剂。咪草酸、咪唑喹啉酸是两性分子，具有酸性羧基和碱性喹啉官能团，具有中等水溶性并且可以渗入地下水中。咪唑喹啉酸在食用鱼中的生物蓄积引起了人们对其对人类健康潜在影响的关注。因此，从应用或污染现场快速消除助于保护环境和人类健康。2-甲基喹啉、2,3-喹啉二甲酸是合成咪草酸、咪唑喹啉酸等咪唑啉酮类化合物的重要中间体，在药物分子、农药、染料及功能材料等领域有着广泛的应用。由于喹啉在各个领域中均有广泛的应用，因此进入环境的途径有很多种。研究表明，喹啉具有较低的可生物降解性，且喹啉自身具有毒性、致癌和致畸效应，如果不能有效降解，一旦排入环境体系，经过生态系统富集后，将对环境和人类造成极大的危害。

咪草酸、咪唑喹啉酸及其中间体在环境中的演变取决于受纳水体的pH值，酸性环境限制它们的流动性并减缓生物降解的速率。迄今为止，已有少数报道针对单一咪唑喹啉酸的生物降解技术，挑战在于研发多种除草化合物的微生物降解方法且保证不受环境影响。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一株能够降解多种除草剂及其中间体且在酸性条件下还能快速实现其降解的微生物。

本发明还要解决的技术问题是提供一种由上述沃式葡萄球菌制备得到的菌剂及其制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供上述沃式葡萄球菌和上述菌剂在降解除草剂中间体中的应用。

为了解决上述第一个技术问题，本发明公开了一种沃式葡萄球菌，其分类命名为沃式葡萄球菌（Staphylococcus warneri），菌株名为JG-3，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2022年2月28日，保藏编号为CGMCC No. 24442。