一种滴滴涕降解菌及其培养方法和应用与流程

文档序号:11837431阅读:767来源:国知局

本发明涉及菌株领域,具体涉及一种滴滴涕降解菌及其培养方法和应用。



背景技术:

DDE(化学式:1,1-dichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethylene,2,2-双-(对氯苯基)-1,1-二氯乙烯)是有机氯农药滴滴涕的重要组分,是一种公认的环境优先控制污染物,也是典型的持久性污染物(POPs),具有难以降解性、半挥发性、生物蓄积性和高毒性,对人类健康和环境的危害极大。我国已于1983年禁止了滴滴涕的生产和使用,但由于使用量大,在环境中降解缓慢、滞留时间长,使得此类农药仍然是在土壤、植物、水体、等环境介质中检出,并通过土壤和农作物的积累作用,导致我国人均体内滴滴涕的累积。据调查1988年呼和浩特市郊菜地土壤中滴滴涕浓度为5-852ng/g,平均192ng/g。2008年呼和浩特市城乡结合部典型农田土壤中滴滴涕残留(主要为DDE)浓度仍然保持在632±285ng/g;植物蔬菜中残留检出率为87%,个别超标严重,严重影响了农产品的质量。吉林省近期监测食品(蔬菜、水果、粮豆类、肉蛋奶类)中滴滴涕污染比较普遍,食品中滴滴涕总量中位数为7.2ng/g。上海市人奶中(以奶脂计)总滴滴涕的平均值为1594ng/g,高于德国20世纪90年代蓄积水平的6倍。及时对滴滴涕农药造成的污染土壤进行修复,对环境保护、生态恢复及农业发展和人类健康有者十分重要的意义。自然界滴滴涕农药残留的降解主要依靠土壤中微生物来完成,但自然降解十分缓慢。而生物修复技术因其高效、安全、廉价和无二次污染正越来越受到重视。因此,有针对性地筛选高效微生物菌株,研制微生物修复接种剂,通过人工接种加速土壤长残效滴滴涕农药的 消解进程、消除农田滴滴涕残留危害是一项十分必要的工作和切实可行的途径。



技术实现要素:

针对上述问题,本发明通过系统筛选获得一种滴滴涕降解菌,利用该菌可降解滴滴涕,从而进行土壤滴滴涕污染的修复。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

一种滴滴涕降解菌,为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)。

上述一种滴滴涕降解菌的培养方法,包括如下步骤:

S1、称取粉碎后过1.0mm筛的长期受有机氯农药DDE污染的农田土壤样品10g,加入到100ml含20mg/L的缺碳富DDE培养基中,在36±1℃、150r/min条件下摇床培养48h,得培养液;

S2、按3%接种量依次取所得培养液3ml传代至含有50mg/L、100mg/L、200mg/L的缺碳富DDE培养基中,在36±1℃、150r/min条件下摇床培养筛选48h;

S3、完成缺碳富DDE培养筛选后,利用平板划线接种至营养琼脂培养基中,在36±1℃恒温培养20h,划线分离得单菌落,经检验为G+,菌落灰褐色,扁平大菌落,边缘整齐,显挑起,凸出,显微镜下可见芽孢。

优选地,所述缺碳富DDE培养基通过以下步骤制备:

称取营养肉汤4份作为基础培养基,分别加入用过0.22μm无菌滤膜的丙酮与无菌吐温-80溶解的DDE纯品20mg、50mg、100mg和200mg,则制成的缺碳富DDE培养基中DDE终浓度分别为20mg/L、50mg/L、100mg/L和200mg/L.

优选地,所述营养肉汤由以下原料制备而成:

8g蛋白胨,5g牛肉膏,5g氯化钠,1000mL蒸馏水。

优选地,所述营养肉汤的pH为7.4,所述丙酮与无菌吐温-80的质量比为1:1。

本发明的菌株在无机盐培养基中4天对20mg/LDDE的降解率达到45.2%。

本发明的滴滴涕降解菌可用于修复土壤滴滴涕污染,具体的,可利用缺碳富滴滴涕培养基驯化液体培养,制成菌悬液;可使用草碳富集,用水控制湿度,适当增加溶解性有机质,制成粉状固体接种剂;可进行田间沟施,辅以须根植物促进土壤中滴滴涕降解。

本发明具有以下有益效果:

本发明的蜡状芽孢杆菌(Baci l lus cereus)具有对滴滴涕的降解功能,可用于土壤滴滴涕污染的修复。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

实施例

DDE耐受菌驯化分离

1.DDE耐受菌的筛选

1)缺碳富DDE培养基:称取营养肉汤4份(组成公开:10g蛋白胨,3g牛肉膏,5g氯化钠,1000mL蒸馏水,pH7.4)作为基础培养基,分别加入用丙酮(过0.22μm无菌滤膜)与无菌吐温-80(1:1比例混合)溶解的DDE纯品20mg、50mg、100mg和200mg,则制成的缺碳富DDE培养基中DDE终浓度分别为20mg/L、50mg/L、100mg/L和200mg/L。

2)称取粉碎后过1.0mm筛的长期受有机氯农药DDE污染的农田土壤样品10g,加入到100ml含20mg/L的DDE营养肉汤培养基中,在36±1℃、150r/min条件下摇床培养48h。再按3%接种量依次取上代培养液3ml传代至含有50mg/L、100mg/L、200mg/L的缺碳富DDE培养基中,培养条件同上。

2、DDE耐受菌划线分离

经过不同DDE浓度梯度的缺碳富DDE培养筛选后,利用平板划线接种至营养琼脂培养基中,在36±1℃恒温培养20h。划线分离得单菌落,经检验为G+,菌落灰褐色,扁平大菌落,边缘整齐,显挑起,凸出,显微镜下可见芽孢。

DDE降解菌筛选

1.方法:利用不同浓度DDE作唯一碳源筛选DDE降解菌

2.DDE降解菌的筛选过程:

1)将划线分离得到单菌落接种于DDE终浓度为100mg/L的细菌无机盐培养基中,于36±1℃、150r/min摇床培养4d后,培养基变浑浊的,说明培养菌能利用DDE作为碳源在细菌无机盐培养基中生长。

2)细菌无机盐培养基的公开配方:

0.5g MgSO4·7H2O,1.0g(NH4)2SO4,0.5g KH2PO4,0.5g NaCl,0.05g酵母膏,1.5g K2HPO4,0.1g CaCl2,0.01g FeCl3,蒸馏水1L,pH7.0。

3)将培养4d后的培养液划线接种至DDE终浓度100ppm的营养琼脂中培养,出现菌落降解圈,观察菌落形态均一,镜检结果与之前挑取的细菌形态一致,说明此细菌能够在细菌无机盐培养基中利用DDE为碳源生长,纯化效果较好。

DDE的细菌降解特性

1.方法:在DDE浓度分别为100mg/L、20mg/L的细菌无机盐培养基中接种培养4d后,用气相色谱法测定DDE残留量并计算降解率。

2.DDE降解特性试验过程:

1)选取具有降解特性的细菌作为菌源进行降解特性试验

2)采用细菌无机盐培养基,同时做空白对照

3)设置培养基中DDE终浓度分别为100mg/L、20mg/L

4)接种后于36±1℃、150r/min摇床恒温培养4d

5)萃取培养基中的DDE:取10ml充分混匀的培养液,加入90ml正己烷至250ml三角瓶中,涡旋振荡约2min,取3ml上层有机相于10ml离心管中,加 入0.5g无水硫酸钠,涡旋振荡后取0.1ml至含有1ml正己烷的上样小瓶中,供GC-ECD检测

6)经过4d培养后,原20mg/L的培养基中的DDE的残留浓度为9.4mg/L,空白对照为18.5mg/L(理论为20mg/L),检测结果证明DDE的细菌降解率为45.2%。原100mg/L的培养基中的DDE的残留浓度为79.2mg/L,空白对照为97.5mg/L,DDE的细菌降解率为18.1%。

降解菌的理化试验结果如下表所示。

五、接种剂制备

利用细菌无机盐培养基,添加DDE浓度至25mg/L,接种DDE降解菌,36 ±1℃、150r/min摇床恒温培养2d,收集菌悬液,使用630um草碳富集(菌悬液体积与草炭的重量比值为200ml:500g),增加吐温-80溶解性有机质10ml,加蒸馏水控制湿度为40%,制成粉状固体接种剂,塑封袋4℃保存。

六、接种剂应用

在长期受DDE污染的田间沟施使用(亩施1.5kg),辅以苜蓿等须根植物促进土壤中滴滴涕降解。可用于修复土壤DDE污染。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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