可降解氯代烃的甲基杆菌及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境微生物技术领域，具体涉及一种可降解氯代烃的甲基杆菌及其应 用。
【背景技术】
[0002] 氯代烃作为重要的有机溶剂和产品中间体，广泛应用在化工、医药、农药等领域。 由于使用和存储不当，氯代烃通过挥发、泄漏、废水排放等方式排入到自然环境中。近年来 的大量研宄表明，三氯乙烯等氯代烃污染物具有潜在的"三致"（致癌、致畸、致突变）效应 和遗传毒性效应，如微量三氯乙烯暴露接触可导致肝、肾及中枢神经系统损伤，引起一系列 机体功能紊乱症状，严重危及人类健康。随着国际、国内在可持续发展中对生态环境提出越 来越高的要求，如何有效的消除氯代烃污染已成为环境保护领域的重要研宄内容。
[0003] 从解决大面积污染的角度考虑，生物降解因其具有高效性及低成本性，被认为是 消除氯代烯烃污染物最有效的途径。生物降解包括了厌氧和好氧生物降解两种方式。厌氧 降解常用Hyphomicrobium、Dehalococcoides等脱氯菌，使高氯代有机物还原脱氯。脱氯菌 常与产乙酸菌（homoacgtogens)和产甲烧菌（methanogens)形成聚生体，在碳源和外源电 子供体存在的条件下，氯代烃作为电子受体为厌氧微生物提供能源并同时被降解。但厌氧 降解存在降解不彻底的缺陷，脱氯后的产物往往具有更大的生物毒性和致癌性。而好氧降 解途径可通过羟基化作用或环氧化作用使得氯代烃完全降解，相对于降解不彻底的厌氧生 物降解，好氧生物降解具有显著优势。
[0004] 甲烧氧化菌（Methanotrophs)降解氯代径属于该领域的研宄热点。甲烧氧化菌中 含有的甲烷单加氧酶可以通过环氧化的途径降解氯代烃，但由于甲烷氧化菌必须通过添加 碳源的共代谢的形式实现氯代烃的降解，这在一定程度上限制了氯代烃好氧氧化在工程 上的应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种可降解氯代烃的甲基杆菌，该菌能够降解氯代烷烃和/ 或氯代烯烃，可应用于废水、饮用水和土壤修复等领域，特别适用于废水中氯代烯烃污染物 降解和土壤生物修改，具有广泛推广的意义。
[0006]本发明的技术方案是：
[0007] 可降解氯代烃的甲基杆菌，其保藏号为CCTCCN0:M2015046(已于2015年1月18 日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址：武汉市武昌珞珈山武汉大学保藏中心），分类命 名为：Methylobacteriumsp.Rl，其 16SrDNA序列如SEQIDN0:1 所不。
[0008]本发明所述的可降解氯代烃的甲基杆菌，属于甲基杆菌属。菌落直径1~2mm，半 透明，圆形规则菌落，低凸起，边缘整齐，质地均匀，表面有光泽，颜色多呈黄色，为革兰氏阴 性菌，无孢子，有鞭毛，以单侧生极性鞭毛运动，专性需氧，最佳生长温度为28~30°C，pH为 7. 0〇
[0009] 本发明所述的甲基杆菌能够降解氯代烷烃和/或氯代烯烃。其中氯代烯烃选自三 氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯中的至少一种，氯代烷烃选自四氯甲烷、三氯甲烷和二氯乙烷中 的至少一种。
[0010] 本发明所述的可降解氯代烃的甲基杆菌可应用于废水、饮用水和土壤修复等领 域，可用于生物催化剂。
[0011] 本发明所述的可降解氯代烃的甲基杆菌，本申请中命名为甲基杆菌 Methylobacteriumsp.R1，是从生活垃圾填埋场覆盖层中分离得到的，菌株DNA的测序委 托大连宝生物公司完成，甲基杆菌Methylobacteriumsp.R1的16SrDNA碱基测定的长 度为1233bp(SEQIDN0:1)，碱基序列在GenBank核酸序列数据库进行比较发现与甲基 杆菌Methylobacteriumsp.SAP462、Methylobacteriumsp.XJLW和Methylobacterium radiotolerans同源性最高，达到97%以上。通过对该菌株进行的一系列生理生化以及工 艺优化试验表明，本发明提供的甲基杆菌Methylobacteriumsp.R1，可高效降解氯代稀径 /氯代烷烃，主要优点如下：
[0012] (1)甲基杆菌Methylobacteriumsp.R1以氯代稀径/氯代烧径为碳源和能源生 长，克服了甲烷氧化菌必须要依靠外加碳源的共代谢途径才能实现氯代烯烃/氯代烷烃降 解的局限性。
[0013] (2)用甲基杆菌Methylobacteriumsp.R1的完整细胞作为生物催化剂，液体培养 菌体密度（600nm下菌液吸光度）可达到1.2,脱离环境体系后仍可维持较高活性。
[0014] (3)该菌对氯仿具有高耐受性，可高效降解三氯乙烯、二氯乙烯、氯乙烯等氯代烯 烃和四氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷等氯代烷烃。
[0015] (4)甲基杆菌Methylobacteriumsp.R1扩大培养所需的培养基成分简单，成本 低。特别适用于废水中氯代烯烃污染物降解和土壤生物修改，可以广泛推广。
[0016] 本发明解决了现有技术中好氧生物降解氯代烃污染物无法工程化的问题。
[0017] 为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下特举较佳实施例，并 配合附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0018] 图1为甲基杆菌Methylobacterium sp.R1的扫描电镜照片；
[0019] 图2为甲基杆菌Methylobacterium sp.R1的系统发育树；
[0020] 图3为甲基杆菌Methylobacterium sp.R1的生长曲线。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0022] 1、实验材料
[0023] 表1甲基杆菌无机盐培养基的组成如下：
[0024]
[0025]
【主权项】
1. 一种可降解氯代烃的甲基杆菌，其特征在于，其保藏号为CCTCC NO:M 2015046,所述 甲基杆菌属于甲基杆菌属。
2. 根据权利要求1所述的可降解氯代烃的甲基杆菌，其特征在于，所述甲基杆菌的16S rDNA序列如SEQ ID NO: 1所示。
3. 权利要求1所述的可降解氯代烃的甲基杆菌在降解氯代烷烃和/或氯代烯烃中的应 用。
4. 根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述氯代烷烃选自四氯甲烷、三氯甲烷、 二氯乙烷中的至少一种。
5. 根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述氯代烯烃选自三氯乙烯、二氯乙烯、 氯乙稀中的至少一种。
6. 权利要求1所述的可降解氯代烃的甲基杆菌在制备生物催化剂中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种可降解氯代烃的甲基杆菌及其应用，该菌株的保藏号为CCTCC NO:M 2015046。该菌不仅对氯代烃具有高耐受性，而且还可以氯代烃为唯一碳源和能源生长，克服了共代谢降解工艺的不足，能够在贫养环境中保持较高的活性，适用于废水、饮用水和土壤修复等领域应用，有望在氯代烃生物降解的工程应用领域取得新的突破。CCTCC NO: M 201504620150118
【IPC分类】B09C1-10, C02F3-34, C02F101-36, C12R1-01, A62D101-22, A62D3-02, C12N1-20
【公开号】CN104830727
【申请号】CN201510225653
【发明人】张丽杰, 何芝, 赵天涛, 全学军, 邢志林
【申请人】重庆理工大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月6日