泡囊短波單胞菌s3及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一株耐重金屬的可降解抗生素的微生物及其在環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]獸用抗生素和重金屬元素銅和鋅等在飼料中的添加不僅能夠預(yù)防和治療各種疾病，而且能夠提高飼料效率，促進(jìn)畜禽生長(zhǎng)，因此獸用抗生素和微量金屬元素作為飼料添加劑廣泛應(yīng)用于集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)。但是抗生素和微量金屬元素不能在動(dòng)物體內(nèi)被完全代謝和吸收，除少部分殘留在體內(nèi)，大部分以原藥和代謝產(chǎn)物的形式隨動(dòng)物糞便和尿液排出體夕卜，進(jìn)入生態(tài)環(huán)境。由于畜禽糞便有機(jī)肥可以為農(nóng)作物提供豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并且能夠改良土壤和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，因此被廣泛用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，含有過(guò)量抗生素和重金屬的有機(jī)肥施于農(nóng)田土壤中，造成農(nóng)田土壤中抗生素和重金屬的交叉污染。
[0003]微生物降解被認(rèn)為是抗生素進(jìn)入環(huán)境中最主要的降解途徑。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)抗生素降解微生物的研究有很多，如光合菌、乳酸菌、放線菌、酵母菌、發(fā)酵絲狀菌、芽胞桿菌和硝化細(xì)菌等，但是有關(guān)能夠耐受重金屬環(huán)境的抗生素降解菌的報(bào)道還較少。
[0004]土壤污染具有隱蔽性、潛伏時(shí)間長(zhǎng)、污染因子間相互作用的協(xié)同性的特點(diǎn)。土壤環(huán)境中的重金屬元素化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不能被降解而逐漸蓄積，殘留時(shí)間長(zhǎng)，具有不可逆性。當(dāng)土壤中的重金屬離子含量較高時(shí)，會(huì)破壞微生物的生理結(jié)構(gòu)，使其徹底喪失分解有機(jī)物、修復(fù)土壤的功能。因此，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種能夠耐受各種重金屬環(huán)境的抗生素降解菌。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]解決的技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明提供了一株耐重金屬具有抗生素降解作用的微生物菌株，為有效的降解抗生素奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。
[0006]技術(shù)方案:泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3，該菌株已保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC N0.11072，保藏日期為2015年7月10日。
[0007]所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在降解抗生素中的應(yīng)用。
[0008]所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在重金屬環(huán)境下降解抗生素中的應(yīng)用。
[0009]所述重金屬為銅或鋅中的至少一種。
[0010]所述抗生素為慶大霉素、新霉素、鏈霉素、氨芐青霉素、青霉素鈉、頭孢霉素、磺胺噻唑中的至少一種。
[0011]所述降解選擇環(huán)境溫度為25?35°C，環(huán)境pH值為6?8的條件下進(jìn)行。
[0012]—種降解抗生素的組合物，有效成分為泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3。
[0013]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3菌株在牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基平板上于30°C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2d后，菌落呈圓形，不透明，淡黃色，中央部分突起，邊緣部分光滑，質(zhì)地致密而有光澤，在顯微鏡下觀察為桿狀。生理生化測(cè)試發(fā)現(xiàn)，菌株為革蘭氏陰性菌，硝酸鹽還原反應(yīng)和檸檬酸鹽試驗(yàn)為陽(yáng)性，吲哚反應(yīng)、甲基紅反應(yīng)和伏普試驗(yàn)呈陰性反應(yīng)，淀粉水解酶呈陰性反應(yīng)，不產(chǎn)硫化氫氣體，過(guò)氧化氫酶呈陽(yáng)性，糖醇發(fā)酵試驗(yàn)為陰性。
[0014]泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3測(cè)序結(jié)果在GenBank中進(jìn)行BLAST比對(duì)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與菌株S3的16S rDNA序列相似性最高的是Brevundimonasnae jangsanensis，其相似性達(dá)到99%。結(jié)合其形態(tài)學(xué)和生理生化特征，可以初步確定S3為泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis)。
[0015]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3可降解慶大霉素(G)、新霉素(N)、鏈霉素(S)、氨芐青霉素(A)、青霉素鈉(P)、頭孢霉素(C)、磺胺噻唑(STZ)中的一種或其混合物，而且可以在Cu2+、Zn2+中的一種或其混合物添加的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)繁殖。
[0016]純培養(yǎng)條件下泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3在3天能將培養(yǎng)基中64yg/L的STZ降解90 %以上。
[0017]有益效果:本發(fā)明使用單一的微生物泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnae jangsanensis) S3對(duì)抗生素進(jìn)行降解，避免了混合微生物之間的競(jìng)爭(zhēng)，也避免了不同微生物代謝產(chǎn)物之間的拮抗作用，同時(shí)由于采用單一微生物材料，降解條件更容易控制，便于管理。修復(fù)環(huán)境時(shí)泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3作為優(yōu)勢(shì)菌群進(jìn)行投加，具有受環(huán)境干擾因素小，受限制條件少等優(yōu)點(diǎn)。
[0018]本發(fā)明對(duì)未來(lái)修復(fù)重金屬和抗生素復(fù)合污染的生態(tài)系統(tǒng)、降低抗生素的生態(tài)危害具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1 是泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3 與 Genbank中其他菌株的16S rRNA基因序列所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。
[0020]圖2是泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3在400mg/L Zn2+存在時(shí)菌體生長(zhǎng)曲線和鏈霉素降解曲線。
[0021 ]圖3是泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在400mg/L Zn2+存在時(shí)菌體生長(zhǎng)曲線和青霉素鈉降解曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明，但本發(fā)明不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】。
[0023]實(shí)施例1
[0024]泡囊短波假單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3;保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏地址是北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所，保藏號(hào)為CGMCC N0.11072，保藏日期為2015年7月10日。
[0025]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3可在pH值為6?8環(huán)境中生長(zhǎng);適宜生長(zhǎng)溫度為25°C?35°C。
[0026]將泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3培養(yǎng)于50mL的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基中，分別添加慶大霉素(G)、新霉素(N)、鏈霉素(S)、氨芐青霉素(A)、青霉素鈉(P)、頭孢霉素(C)、磺胺噻唑(STZ)的濃度為32mg/L、32mg/L、128mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L，Cu2+、Zn2+濃度分別為 200mg/L、400mg/L，震蕩培養(yǎng)箱中 120r/min，30°C 避光培養(yǎng)3天后對(duì)抗生素的降解率達(dá)90%以上。菌體生長(zhǎng)曲線和抗生素降解曲線參見(jiàn)圖2、圖3。
[0027]實(shí)施例2
[0028]本實(shí)施方式按以下步驟分離獲得泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3。
[0029]在江蘇科技大學(xué)桑園采集土壤樣品。按5點(diǎn)取樣法采樣，然后將收集到的所有土壤混勾，風(fēng)干，過(guò)100目篩，可得土壤樣品。然后用300mg/kg硫酸銅及1000mg/kg硫酸鋅處理84天后。稱取土壤樣品Ig加入到99ml無(wú)菌生理鹽水中，25°C120r/min搖床振蕩2h制成土壤10一4稀釋液備用。取稀釋液涂布平板，30°C培養(yǎng)2-4天。所述平板培養(yǎng)基為基礎(chǔ)無(wú)機(jī)鹽(MSM)培養(yǎng)基(g/L):Κ2ΗΡθ45.8，ΚΗ2Ρ044.5，(NH4)2S042.0 ,MgCl20.16，CaCl20.02, Na2MoO4.2H20
0.0024,FeCl30.0018,MnCl2.2H20 0.0015，瓊脂 18g，pH=7.0，于 121°C濕熱滅菌20min。滅菌冷卻至50°C左右時(shí)，向其中分別添加慶大霉素(G)、新霉素(N)、鏈霉素(S)、氨芐青霉素(A)、青霉素鈉(P)、頭孢霉素(C)和磺胺噻唑(STZ)使其終濃度分別達(dá)到32mg/L、32mg/L、128mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L 及 64mg/L，Cu2+、Zn2+濃度分別為 200mg/L、400mg/L。挑取平板上的單菌落進(jìn)行劃線分離純化，所用培養(yǎng)基仍為添加相應(yīng)濃度的抗生素培養(yǎng)基。后經(jīng)過(guò)3次單菌落劃線培養(yǎng)，即得到耐Cu2+、Zn2+的抗生素抗性菌株。對(duì)該菌株進(jìn)行生理生化鑒定及分子鑒定。將其命名為泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis) S3。菌體生長(zhǎng)曲線和抗生素降解曲線參見(jiàn)圖2、圖3。
[0030]實(shí)施例3
[0031]本實(shí)施方式耐重金屬的抗生素降解菌泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3，可用于重金屬污染環(huán)境中抗生素的降解。
[0032]在受重金屬和抗生素復(fù)合污染的環(huán)境中投加泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnae jangsanensis) S3，選擇環(huán)境溫度為25°C_35°C，環(huán)境pH值為6-8的條件下進(jìn)行。本實(shí)施方式泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3可用于受污染的土壤或水體修復(fù)。
[0033]選取慶大霉素、新霉素、鏈霉素、氨芐青霉素、青霉素鈉、頭孢霉素和磺胺噻唑使其終濃度分別達(dá)到 32mg/L、32mg/L、128mg/L、64mg/L、64mg/L、64mg/L 及 64mg/L，Cu2+、Zn2+濃度分別為200mg/L、400mg/L的復(fù)合污染土壤100g，將培養(yǎng)于牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基處于靜止期初期的泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanens i s) S3以20mL/kg比例，噴灑到模擬受重金屬和抗生素復(fù)合污染的土壤中，加入3天后土壤中的抗生素含量開(kāi)始明顯下降。經(jīng)一周的降解，土壤中抗生素僅有微量檢出，說(shuō)明泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanensis)S3可有效地降解這些抗生素污染物。菌體生長(zhǎng)曲線和抗生素降解曲線參見(jiàn)圖2、圖3。
[0034]泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis stain)S3同樣可以修復(fù)受污染水體，實(shí)驗(yàn)室水體修復(fù)效果與土壤修復(fù)過(guò)程基本相近。
[0035]本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.泡囊短波單胞菌(Brevundimonas nae jangsanensis)S3，該菌株已保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC N0.11072，保藏日期為2015年7月.10日。2.權(quán)利要求1所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在降解抗生素中的應(yīng)用。3.權(quán)利要求1所述泡囊短波單胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)S3在重金屬環(huán)境下降解抗生素中的應(yīng)用。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于所述重金屬為銅或鋅中的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的應(yīng)用，其特征在于所述抗生素為慶大霉素、新霉素、鏈霉素、氨芐青霉素、青霉素鈉、頭孢霉素、磺胺噻唑中的至少一種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于所述降解選擇環(huán)境溫度為25?35°C，環(huán)境pH值為6?8的條件下進(jìn)行。7.一種降解抗生素的組合物，其特征在于有效成分為泡囊短波單胞菌(Brevundimonasnaejangsanens is)S3。
【專利摘要】泡囊短波單胞菌(Brevundimonas？naejangsanensis)S3及其應(yīng)用，該菌株已保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC？NO.11072，保藏日期為2015年7月10日。該菌對(duì)抗生素進(jìn)行降解，避免了混合微生物之間的競(jìng)爭(zhēng)，也避免了不同微生物代謝產(chǎn)物之間的拮抗作用，同時(shí)由于采用單一微生物材料，降解條件更容易控制，便于管理。修復(fù)環(huán)境時(shí)泡囊短波單胞菌S3作為優(yōu)勢(shì)菌群進(jìn)行投加，具有受環(huán)境干擾因素小，受限制條件少等優(yōu)點(diǎn)。CGMCC NO.1107220150710
【IPC分類】B09C1/10, C12N1/20, C12R1/01
【公開(kāi)號(hào)】CN105567582
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510689735
【發(fā)明人】楊統(tǒng)一, 楊芬
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日