一株可降解盐环境中多环芳烃的海旋菌及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境污染生物处理技术领域，具体涉及一株能在盐环境中降解多环芳 烃类有机污染物的海旋菌株及其应用。
【背景技术】
[0002] 多环芳香径化合物（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)是一类由两个或 两个以上苯环以线性、角状或者簇聚等不同方式排列形成的有机化合物。PAHs污染物在空 气、水体、土壤及其沉积物等环境介质中广泛分布。环境中的PAHs主要来源于自然界的活 动（例如森林火灾、动植物遗体腐烂、石油煤炭形成、火山喷发等）和人类活动（如木材加 工、石油冶炼、运输业、煤气制造、军事设施、危险物处理和填埋等）。多环芳烃大多数为有毒 物质，许多甚至具有三致效应（致癌、致畸变和致突变），迄今为止已发现的多环芳烃类致 癌物及其衍生物已经超过400种，其中不乏苯并芘等这样的强致癌物质。由于多环芳烃类 物质具有低水溶解性、亲脂性、难降解性和高生物蓄积性等特性，使得其可以在环境中长期 稳定的存在，并且能长距离迀移，最终富集于生物体中，对自然界生物安全和人类健康构成 巨大威胁。因此，上世纪80年代美国环保局（USEPA)就将16种未带分支的PAHs列入了环 境优先控制污染物的黑名单，而我国国家环保局在第一批公布的68种优先控制的污染物 中就包含了 7种PAHs。因此，控制和去除环境中的多环芳烃具有重要的理论和现实意义。
[0003] 环境中的多环芳烃除少部分可以发生光化学分解外，大部分主要依赖微生 物降解途径慢慢消失。自上世纪70年代开始，研宄人员就尝试利用微生物技术对受 PAHs污染的土壤进行修复（受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓强化修复方法，专利号 200910184601. 1)，80年代科学家认识到微生物技术是修复PAHs污染最有前景的技术，并 将其应用于石油污染环境的修复。然而，近些年来科学家们发现多环芳烃污染常常发生在 盐浓度较高的环境中，例如由于石油的突发事故、落地油及含油污水排放等造成的盐碱滩 环境的污染；同时，含油和含盐量都比较高（盐度>3.5% w/v)的油田采出水的排放，会使 接纳环境中的盐度和多环芳烃含量同时升高，形成污染。在这些特殊的盐环境中，普通的多 环芳烃高效降解菌株由于难以在较高的盐浓度条件中生长而不能发挥作用，因而嗜盐多环 芳烃高效降解菌株的筛选与应用有着迫切的需求与重要的现实意义。
[0004]目前已发现并报道的多环芳烃降解菌种嗜盐微生物较少，多集中于假单胞菌 属（Pseudomonas)、节杆菌属（Arthrobacter)、分支杆菌（Mycobacterium)、芽抱杆菌属 (Bacillus)等。Ashok等从炼油厂附近的土壤中筛选出了四株能耐受7. 5%NaCl，且能利用 萘、蒽以及能利用萘与菲进行共代谢的菌株，经鉴定它们属于微球菌属（Micrococcus)、假 单胞菌属（Pseudomonas)和产碱菌属（Alcaligenes)。Sohn等从韩国某海域派泥中分离到 一株能降解2-5个苯环的多环芳径的新鞘氨醇杆菌（Novosphingobiumpentaromativorans )，其能在盐度为1%_6%的丰富培养基中生长。Plotikova等从盐土环境中分离到了 15株 蔡降解菌，有红球菌属（Rhodococcus)、节杆菌属（Arthrobacter)、芽抱杆菌属（Bacillus) 和假单胞菌属（Pseudomonas)，它们能够耐受5. 8% NaCl，其中6株还能利用菲；通过对其 中部分含质粒的菌株进行转化改造，获得了两株含有外源质粒的恶臭假单胞菌，其耐盐性 有所提高，而且能够降解萘、菲和水杨酸。赵百锁等（一株可降解多环芳烃的海旋菌及其 应用，专利号200910080014. 8)从高盐度的石油污染土壤中分离得到一株能够高效降解菲 的海旋菌（Thalassospiraxianhensis P-4)，在盐度为5%，加有酵母粉的液体培养基中， 9天内对菲（初始浓度为100mg/L)的平均降解速率可达10. 8mg/(L ? d)。由于高环芳香 烃的化学结构复杂、水溶性差、热稳定性强、生物可利用性低，高环芳香烃的降解嗜盐菌株 的研宄就更少了，如目前对于高环芳烃代表物一一芘的嗜盐或耐盐降解菌的研宄仅限于 分支杆菌属（Mycobacterium)、苍白杆菌属（Ochrobactrum)、解环菌属（Cycloclasticus) 和海杆菌属（Marinobacter)。最早的一株花降解耐盐菌株是由Heitkamp等在上世纪 90年代从Redfish Bay河口石油污染的沉积物中分离得到的。Cui等从黄海的沉积物 中分离得到了三株能降解高环芳烃的嗜盐菌，它们属于解环菌属（Cycloclasticus)。可 以看出用于盐环境中多环芳香烃污染修复的微生物有效资源仍然相对匮乏。多环芳烃 降解海旋菌 Thalassospiratepidiphila sp. nov. 1_1BT(JCM 14578T= DSM 18888 T)和 Thalassospiraxianhensis sp.nov.P_4T(CGMCC 1.6849T=JCM 14850 T)并不能降解焚蒽、 苯并芘和苯并蒽。
[0005] 可见，这些微生物耐盐范围都相对窄，而且耐受浓度低。多数耐盐微生物只对低环 芳香烃有较高的降解性能，不能适用于高盐环境中高环芳香烃污染的生物治理。因此，为解 决高盐环境中多环芳烃的污染，亟待研发耐盐范围广、降解效率高的嗜盐性多环芳烃降解 菌株。
【发明内容】
[0006] 本发明的一个目的是提供一株海旋菌。
[0007] 本发明提供的一株海旋菌TSL5-1，其保藏号为CGMCC No. 10278。
[0008] 上述的海旋菌或其菌悬液或其培养产物或其发酵产物在降解盐环境中的多环芳 烃中的应用也是本发明保护的范围。
[0009] 上述应用中，所述多环芳烃为芘、菲、荧蒽、苯并芘和/或苯并蒽。
[0010] 上述应用中，所述盐环境的盐度为〇? 5-20. 0 %。
[0011] 上述应用中，所述盐环境的盐度为3. 5-5. 0 %。
[0012] 本发明的另一个目的是提供一种降解多环芳烃的方法。
[0013] 本发明提供的方法，包括如下步骤：用上述的海旋菌或其菌悬液或其培养产物降 解盐环境中的多环芳烃。
[0014] 上述方法中，所述降解为将上述的海旋菌或其菌悬液或其培养产物接种于被多环 芳烃污染的盐环境中，实现降解多环芳烃。
[0015] 上述方法中，所述盐环境的盐度为0.5-20. 0%，具体为3. 5-5.0%。
[0016] 上述方法中，所述多环芳烃为芘、菲、荧蒽、苯并芘和/或苯并蒽。
[0017] 本发明第三个目的是提供一种降解盐环境中多环芳烃类有机污染物的微生物菌 剂，其活性成分为上述的海旋菌或其菌悬液或其培养产物或其发酵产物；所述多环芳烃类 有机污染物为菲、芘、荧蒽、苯并蒽和/或苯并芘；
[0018] 所述盐环境的盐度为0?5-20. 0%，具体为3. 5-5.0%。
[0019]本发明所提供的高效降解菌--海旋菌TSL5-1(Thalassospirasp.TSL5-1)，已 于2015年1月6日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC， 地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3,中国科学院微生物研宄所），保藏登记号为CGMCC No. 10278,分类命名为海旋菌Thalassospirasp.。
[0020] 与现有的技术和现有多环芳烃降解菌株相比，本发明的海旋菌 TSL5-1 (Thalassospira sp.TSL5-l，CGMCC No. 10278)能够在更高盐度下和更大的盐度范 围内生长（0.5-20%盐度），且能在上述盐环境中分别以种类更多、结构更复杂的多环芳 烃化合物（包括菲、芘、荧蒽、苯并芘与苯并蒽等）作为唯一碳源