本發(fā)明屬于環(huán)境污染物生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種伯克霍爾德菌gyp1及其在降解溴代阻燃劑中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

多溴聯(lián)苯醚(pbdes)作為一種性能優(yōu)越的溴代阻燃劑，已廣泛用于電子電器設(shè)備、自動控制設(shè)備、建筑材料和紡織品等商品化產(chǎn)品中，是環(huán)境中廣泛存在的全球性有機污染物。其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、難以降解、環(huán)境持久性、遷移性、水溶性低、不易降解、生物富集性等特性，很難通過常規(guī)的物理、化學(xué)方法去除。

在209種多溴聯(lián)苯醚同系物中，由于2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的毒性最高，且2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚在土壤中的含量僅次于十溴聯(lián)苯醚(bde-209)，是許多高溴代聯(lián)苯醚的次級代謝產(chǎn)物，因而受到越來越多研究者的關(guān)注。然而，目前所獲得的微生物中，能夠降解2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的微生物并不多且降解效果不顯著。因此，尋找2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的高效降解菌株是對多溴聯(lián)苯醚污染進(jìn)行環(huán)境治理和修復(fù)研究的熱點問題。

目前，利用微生物降解法解決環(huán)境中的多溴聯(lián)苯醚污染問題已被廣泛接受，微生物降解具有效果好、費用低、二次污染少等優(yōu)點，是一類低耗高效和環(huán)境安全的生物修復(fù)技術(shù)，而篩選出能夠高效降解2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的微生物菌株是該項技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有降解溴代阻燃劑2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚存在的難題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種伯克霍爾德菌gyp1。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述伯克霍爾德菌gyp1在降解溴代阻燃劑中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種伯克霍爾德菌(burkholderiacepacia)gyp1，已于2017年3月9日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心(cctcc)，地址為湖北省武漢市武昌區(qū)八一路珞珈山，武漢大學(xué)，中國典型培養(yǎng)物保藏中心，保藏編號為cctccno：m2017103。

所述伯克霍爾德菌gyp1的形態(tài)為：菌落光滑、球型，邊緣平整，呈黃色，屬革蘭氏陰性菌，電子顯微鏡下觀察該菌體的形態(tài)為桿狀。

該伯克霍爾德菌gyp1來源于廣東省汕頭市貴嶼鎮(zhèn)被多溴聯(lián)苯醚重度污染的電子拆解廠周邊的農(nóng)田土壤，經(jīng)人工富集培養(yǎng)、分離純化得到。菌株gyp1的16srdna在genebank的登錄號為ky697917。

上述伯克霍爾德菌gyp1在降解溴代阻燃劑中的應(yīng)用。

上述伯克霍爾德菌gyp1在降解溴代阻燃劑2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚(bde-47)中的應(yīng)用，所述應(yīng)用過程為：將伯克霍爾德菌gyp1用培養(yǎng)液配制成菌懸液，在ph值為4.0～7.0，溫度為15～35℃的條件下對2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚進(jìn)行降解。

優(yōu)選地，所述伯克霍爾德菌gyp1對2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚進(jìn)行降解的條件為ph值為7.0，溫度為30℃。

優(yōu)選地，所述培養(yǎng)液組成為：90mg/lna2hpo4、10mg/lkh2po4、40mg/lnacl、30mg/l(nh4)2so4、40mg/lmgso4·7h2o、0.1mg/lcuso4·5h2o、0.1mg/lmnso4·h2o、0.1mg/lfeso4·7h2o、0.1mg/lcacl2·2h2o，其余為蒸餾水；培養(yǎng)液的ph值為6.8～7.0。

優(yōu)選地，所述對2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚進(jìn)行降解時，2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的初始濃度為0.5～3mg/l；更優(yōu)選2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的初始濃度為0.5～1mg/l。

本發(fā)明的菌株及應(yīng)用具有如下優(yōu)點及有益效果：

本發(fā)明菌株burkholderiacepaciagyp1在ph為4.0～7.0、溫度為30℃，150r/min振蕩培養(yǎng)4天，對初始濃度為1mg/l的2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚降解率可達(dá)80％以上。該菌可用于被多溴聯(lián)苯醚污染的水體和土壤的生物修復(fù)。

附圖說明

圖1和圖2是伯克霍爾德菌gyp1的形態(tài)觀察圖，其中，圖1為平板菌落形態(tài)圖，圖2為掃描電鏡圖。

圖3為伯克霍爾德菌gyp1對2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的降解曲線圖。

圖4為不同2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚初始濃度條件下伯克霍爾德菌gyp1的降解率對比圖。

圖5為不同溫度條件下伯克霍爾德菌gyp1的降解率對比圖。

圖6為不同ph條件下伯克霍爾德菌gyp1的降解率對比圖。

圖7為外加碳源條件下伯克霍爾德菌gyp1的降解率對比圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。對于未特別注明的工藝參數(shù)，可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行。

實施例

burkholderiacepaciagyp1的分離與降解2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚的應(yīng)用：

現(xiàn)場采集廣東省汕頭市貴嶼鎮(zhèn)被多溴聯(lián)苯醚重度污染的電子拆解廠周邊的農(nóng)田土壤，采用以2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚(bde-47)為唯一碳源的純無機鹽體系馴化降解菌，體系中按梯度逐漸升高bde-47的濃度，使得bde-47的最終濃度為5mg/l。無機鹽培養(yǎng)液(msm)成分：90mgna2hpo4、10mgkh2po4、40mgnacl、30mg(nh4)2so4、40mgmgso4·7h2o、0.1mgcuso4·5h2o、0.1mgmnso4·h2o、0.1mgfeso4·7h2o、0.1mgcacl2·2h2o，蒸餾水1l，ph值為6.8～7.0。經(jīng)轉(zhuǎn)接6代反復(fù)馴化后，富集培養(yǎng)液在含bde-47的固體無機鹽培養(yǎng)基表面上進(jìn)行涂布，待菌落長好后，選擇具有透明圈且形態(tài)特征不同的菌落，在營養(yǎng)肉湯(nb)固體培養(yǎng)基中劃線純化培養(yǎng)，得到多株純菌，純菌進(jìn)一步接種至含bde-47的msm培養(yǎng)液中檢驗其降解bde-47的能力，最后獲得一株bde-47的高效降解菌伯克霍爾德菌gyp1。平板觀察該菌落的形態(tài)(如圖1所示)，其呈黃色，球形，邊緣平整，菌落表面光滑濕潤。電子顯微鏡下觀察該菌體的形態(tài)為桿狀(如圖2所示)，大小約為1.29×0.46μm。經(jīng)16srdna測序(上海生物工程股份有限公司)，得到的基因片段序列參見序列表。

通過ncbiblast比對，其與伯克霍爾德菌屬(burkholderiacepacia)相似同源性達(dá)99％，因此推定該菌為伯克霍爾德菌，其genebank的登錄號為ky697917，并于2017年3月9日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，簡稱cctcc，保藏編號為cctccno：m2017103。

本實施例所得伯克霍爾德菌gyp1在降解溴代阻燃劑2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚(bde-47)中的應(yīng)用：

用msm培養(yǎng)液將菌株gyp1配制成菌懸液(菌濃度約為9x10⁷cfu)，按10％(v/v)的比例將該菌懸液接種至含bde-471mg/l的msm培養(yǎng)基中，在150r/min、30℃搖床中避光振蕩培養(yǎng)，在3h、6h、9h、25h、48h、72h、96h分別取樣測定培養(yǎng)液中bde-47的剩余量，結(jié)果見圖3。由圖3結(jié)果可知，在0h～25h，gyp1對bde-47的降解速率較快；25h～96h，gyp1對bde-47的降解速率趨于緩慢并逐漸達(dá)到平衡，在96h時降解率達(dá)到82.38％。說明分離馴化所得到的降解菌gyp1可利用bde-47作為唯一碳源和能源進(jìn)行生長繁殖，并且具有高效降解bde-47的能力。

不同條件對所得伯克霍爾德菌gyp1降解溴代阻燃劑2,2′,4,4′-四溴聯(lián)苯醚(bde-47)的性能影響測試：

(1)bde-47初始濃度對菌株gyp1降解bde-47的影響

用msm培養(yǎng)液將菌株gyp1配制成菌懸液(菌濃度約為10⁷cfu)，按10％(v/v)的比例將該菌懸液接種至bde-47濃度分別為0.5、1、2、3、4和5mg/l的msm培養(yǎng)液中，ph＝6.8～7.0，以不含有菌株gyp1的含bde-47msm培養(yǎng)液為空白，在150r/min、30℃搖床中避光振蕩培養(yǎng)4天后測定培養(yǎng)液中bde-47的剩余量，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，菌株gyp1對各bde-47初始濃度的降解率分別為86.94％、85.34％、83.98％、80.97％、76.06％和67.54％。菌株gyp1對bde-47初始濃度小于3mg/l的降解效率都在80％以上，其最佳初始濃度為0.5mg/l。當(dāng)bde-47濃度≥4mg/l時，其降解效能受到一定的抑制，這可能是因為高濃度bde-47在降解過程中產(chǎn)生了某種有毒有害的中間產(chǎn)物，對微生物產(chǎn)生了一定的毒害作用。上述bde-47的降解率已扣除空白中的少量揮發(fā)，所得的降解率僅僅是微生物對bde-47的降解率。降解率的計算公式如下式所示：

上述結(jié)果表明菌株gyp1可在較寬的濃度范圍內(nèi)(0.5～5mg/l)較好地降解四溴聯(lián)苯醚bde-47，并且效果顯著，為多溴聯(lián)苯醚污染環(huán)境的生物修復(fù)提供了保證。

(2)溫度對菌株gyp1降解bde-47的影響

用msm培養(yǎng)液將菌株gyp1配制成菌懸液(菌濃度約為10⁷cfu)，按10％(v/v)的比例將該菌懸液接種至bde-47濃度1mg/l的msm培養(yǎng)液中，ph＝6.8～7.0，以不含有菌株gyp1的含bde-47msm培養(yǎng)液為空白，分別置于10、15、20、25、30、35、40℃的搖床中，在150r/min條件下避光振蕩培養(yǎng)4天后測定培養(yǎng)液中bde-47的剩余量，結(jié)果如圖5所示。由圖5結(jié)果可以看出，菌株gyp1降解bde-47的最適宜溫度為30℃，降解率達(dá)到85.44％。且在15～35℃范圍內(nèi)能較好的降解bde-47，為其在實際環(huán)境溫度中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)和保證。

(3)ph值對菌株gyp1降解bde-47的影響

研究在ph值為4.0～9.0條件下對菌株gyp1降解bde-47的影響，用msm培養(yǎng)液將菌株gyp1配制成菌懸液(菌濃度約為10⁷cfu)，按10％(v/v)的比例將該菌懸液接種至bde-47濃度1mg/l的msm培養(yǎng)液中，以不含有菌株gyp1的含bde-47msm培養(yǎng)液為空白，置于30℃的搖床中，在150r/min條件下避光振蕩培養(yǎng)4天后測定培養(yǎng)液中bde-47的剩余量，結(jié)果如圖6所示。由圖6可知，gyp1在ph＝4.0～7.0酸性條件下，降解性能相差不大，降解率均能達(dá)80％以上。當(dāng)ph＝7.0時，降解效果最佳，降解率達(dá)到84.19％。但是在ph＝8.0～9.0堿性條件下降解率顯著降低，說明堿性條件不利于該菌對bde-47的降解，這為其在不同ph環(huán)境中的應(yīng)用提供了依據(jù)。

(4)外加碳源對菌株gyp1降解bde-47的影響

用msm培養(yǎng)液制備菌懸液(菌濃度約為10⁷cfu)，按10％(v/v)的比例分別接種至含葡萄糖、乳糖、蔗糖、酵母粉、聯(lián)苯、聯(lián)苯醚(濃度均為5mg/l)及1mg/lbde-47的msm培養(yǎng)液中，以不含有菌株的含1mg/lbde-47的msm培養(yǎng)液為空白，置于30℃的搖床中，在150r/min條件下避光振蕩培養(yǎng)4天后測定培養(yǎng)液中各種bde-47的剩余量，結(jié)果如圖7所示。圖7結(jié)果顯示，外加碳源會輕微抑制菌株gyp1對bde-47的降解，其中聯(lián)苯醚的抑制效果最明顯。這可能的是菌體優(yōu)先利用了容易被利用的葡萄糖、乳糖等外加碳源，從而導(dǎo)致了體系中bde-47的利用率降低。上述結(jié)果說明外加碳源會抑制菌株gyp1對四溴聯(lián)苯醚bde-47的降解，這為實際環(huán)境中菌株gyp1降解bde-47的性能影響條件提供了理論依據(jù)。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

sequencelisting

<110>華南理工大學(xué)

<120>一種伯克霍爾德菌gyp1及其在降解溴代阻燃劑中的應(yīng)用

<130>1

<160>1

<170>patentinversion3.5

<210>1

<211>1383

<212>dna

<213>artificialsequence

<220>

<223>cctccno：m2017103的16srdna基因片段序列

<400>1

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ccg1383