二硫苏糖醇在促进念珠藻降解多氯联苯中的应用及方法
【专利摘要】本发明提供了二硫苏糖醇（DTT）在促进念珠藻降解多氯联苯中的应用，以及一种促进念珠藻降解多氯联苯的方法。本发明通过向脱氯功能蓝藻Nostoc?PD-2降解PCBs的反应体系中添加DTT的方法来促进其对多氯联苯的降解，其中DTT作为常见的小分子电子供体，可在为PCBs还原脱氯的过程提供大量的点子，进而达到促进藻种降解的作用。本发明的有益效果主要体现在：将DTT添加到脱氯功能蓝藻——念珠藻属（Nostoc?sp.）PD-2降解多氯联苯（PCBs）的反应体系中，可有效提高珠藻属PD-2对多氯联苯的降解能力，为进一步将DTT开发为一种强化生物降解的添加剂，为脱氯藻种应用于PCBs原位生物修复工程提供了基础。
【专利说明】二硫苏糖醇在促进念珠藻降解多氯联苯中的应用及方法(-)【技术领域】
[0001]本发明涉及二硫苏糖醇在促进念珠藻降解多氯联苯中的应用，以及一种促进念珠藻降解多氯联苯的方法。
(二)【背景技术】
[0002]多氯联苯(PCBs)是一类非常复杂的人工合成高分子化学品，有多种毒理效应，可危害代谢器官的功能和神经系统，具有化学致癌、致畸、致突变效应，以及生态食物链毒理学效应，环境“雌效应”，促发赤潮及藻毒毒效应等，其积聚性将随着含氯量的增加而增加，并可以通过食物链进入人体，在人体中积累和浓缩。据Cummins会估计世界上有120万吨PCBs，我国从1965年开始生产到20世纪80年代初基本停产，历年累计产量也有近万吨。虽然商业上不被生产并禁用，但世界上许多得电气系统和生态系统中任有PCBs，尤其是沉积物中的PCBs仍是今后若干年内食物链污染的主要来源，对人类和环境都构成了巨大的威胁。因此，研究PCBs的生物降解具有重大意义。
[0003]目前，处理PCBs污染的方法很多很多，热处理法需要较高温度下进行，处理费用比较昂贵；物理法如超声波降解法不适合大规模的应用；化学法如零价铁还原法工艺流程较负责，费用较高；微生物法则多是利用细菌如分枝杆菌(Mycobacterium sp.)、真菌如曲霉属(Aspergillus fumigates)、还有放线菌如戈登式菌属(Gordonia sp JAASl)等，因为这些微生物的生存条件受到一定限制，对某些如水稻土可能不适用。所以目前土壤由其是水稻土中PCBs的修复方法有待进一步研究。
(三)
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供二硫苏糖醇在促进念珠藻降解多氯联苯中的应用，以及一种促进念珠藻降解多氯联苯的方法。·
[0005]本发明采用的技术方案是:
[0006]二硫苏糖醇在促进念珠藻降解多氯联苯中的应用。优选的，所述念珠藻为念珠藻属CCTCC No:M2013397，分类命名为念珠藻属(Nostoc sp.)PD_2，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，地址:中国，武汉，武汉大学，邮编430072，保藏日期:2013年9月8日，已作为新菌株提交了专利申请。此藻种属于蓝藻门念珠藻目，念珠藻属(Nostoc sp.)，藻体为多细胞丝状体，有藻丝，具胶鞘，能固定无机氮。
[0007]本发明还涉及一种促进念珠藻降解多氯联苯的方法，其特征在于:在念珠藻属(Nostoc sp.)CCTCC No:M2013397降解多氯联苯的反应体系中，加入10~2000 μ g/L的二硫苏糖醇以促进多氯联苯的降解。所述反应体系为适宜念珠藻属生长的溶液体系，例如无氯BGll培养基体系，在多氯联苯含量2mg/L时，念珠藻属(Nostoc sp.)Η)_2在温度25°C、光照强度9981ux (光暗比为12h:12h)条件下培养7天，与不添加DTT相比，其降解率可提闻10%以上。
[0008]无氯BGll培养基组成如下:硝酸钠1.5g/L，七水硫酸镁0.075g/L,乙二胺四乙酸二钠0.0Olg/L,三水磷酸氢二钾0.04g/L,碳酸钠0.02g/L,柠檬酸0.006g/L,柠檬酸铁铵0.006g/L, A5溶液lmL/L，溶剂为水；
[0009]A5溶液组成为:硼酸2.86g/L，氯化锰1.81g/L，七水硫酸锌0.222g/L，五水硫酸铜0.079g/L, NaMoO4.2H200.39g/L, Co (NH3) 2.6H200.39g/L，溶剂为水。
[0010]优选的，所述降解在pH6.9?7.1,20?30°C下于光照条件(800?15001ux，光暗比12h: 12h)下进行，降解时间优选为7d以上。
[0011]本发明通过向脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2降解PCBs的反应体系中添加DTT的方法来促进其对多氯联苯的降解，其中DTT作为常见的小分子电子供体，可在为PCBs还原脱氯的过程提供大量的点子，进而达到促进藻种降解的作用。本发明涉及的Nostoc Η)-2藻种取自伴生于受PCBs污染的水稻田，可以很好的适用于PCBs的污染区。该固氮蓝藻可以大量培养，而且价格低廉，效果明显，可将其开发为PCBs修复领域的先锋物种，并为该物种更高效地应用于PCBs原位生物修复工程提供技术支撑。
[0012]本发明的有益效果主要体现在:将DTT添加到脱氯功能蓝藻——念珠藻属(Nostoc sp.)PD-2降解多氯联苯(PCBs)的反应体系中，可有效提高珠藻属Η)_2对多氯联苯的降解能力，为进一步将DTT开发为一种强化生物降解的添加剂，为脱氯藻种应用于PCBs原位生物修复工程提供了基础。
(四)【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为不同DTT浓度下培养7天后的PBs降解率比较；
[0014]图2为不同DTT浓度和培养时间下的PBs降解率比较。
(五)【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此:
[0016]实施例1:添加10 μ g/L DTT的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2降解2mg/L的PCB28培养7天的实验结果
[0017]将脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2 (即CCTCC No:M2013397)在光暗比为12h: 12h，温度25°C，光照强度9981ux的恒温培养箱中，采用无氯BGll培养基培养至对数生长期，取OD680=0.38的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2藻液20mL于50mL的洁净锥形瓶中，加入PCB28-甲醇工作液(100mg/L)，调整其在培养物中的浓度为2mg/L，并添加10 μ g/L的DTT，继续在光暗比为12h: 12h，温度25°C，光照强度9981ux条件下培养7天后取样，采用硫氰酸汞高铁光度法测定降解后培养基中上清液的氯离子含量，同时设置不添加DTT的培养基作为空白对照组。降解效果见图1。
[0018]实施例2:添加100 μ g/L DTT的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2降解2mg/L的PCB28培养7天的实验结果
[0019]将脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2在光暗比为12h: 12h，温度25°C，光照强度9981ux的恒温培养箱中，采用无氯BGll培养基培养至对数生长期，取OD68tl=0.38的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-220mL于50mL的洁净锥形瓶中，加入PCB28-甲醇工作液，调整其在培养物中的浓度为2mg/L，并添加100 μ g/L的DTT，继续在光暗比为12h: 12h，温度25°C，光照强度9981ux条件下培养7天后取样，采用硫氰酸汞高铁光度法测定降解后培养基中上清液的氯离子含量，同时设置不添加DTT的培养基作为空白对照组。降解效果见图1。
[0020]实施例3:添加1000 μ g/L DTT的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2降解2mg/L的PCB28培养7天的实验结果
[0021]将脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2在光暗比为12h:12h，温度25°C，光照强度9981ux的恒温培养箱中，采用无氯BGll培养基培养至对数生长期，取OD68tl=0.38的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-220mL于50mL的洁净锥形瓶中，加入PCB28-甲醇工作液，调整其在培养物中的浓度为2mg/L，并添加1000 μ g/L的DTT，继续在光暗比为12h:12h，温度25°C，光照强度9981ux条件下培养7天后取样，采用硫氰酸汞高铁光度法测定降解后培养基中上清液的氯离子含量，同时设置不添加DTT的培养基作为空白对照组。降解效果见图1。
[0022]结果表明，在该条件下培养7天，藻种对PCBs的降解效率与空白对照相比分别高出10.6%、14.8%、19.1%，且随着浓度的增加DTT对降解的促进效果越明显。
[0023]实施例4:添加10 μ g/L和100 μ g/L DTT的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2生物降解2mg/L的PCB28在不同培养时间段的实验结果
[0024]将脱氯功能蓝藻Nostoc PD-2在光暗比为12h: 12h，温度25°C，光照强度9981ux的恒温培养箱中，采用无氯BGll培养基培养至对数生长期，取OD68tl=0.38的脱氯功能蓝藻Nostoc PD-220mL于50mL的洁净锥形瓶中，加入PCB28-甲醇溶液至反应物中的初始浓度为2mg/L，并加入10 μ g/L的DTT200 μ L。继续在光暗比为12h: 12h，温度25°C，光照强度9981ux条件下培养，按培养时间为0、0.5、1、1.5、3、4.5、6、7.5、9天取样，采用硫氰酸汞高铁分光光度法测定培养物中上清液的氯离子含量，研究脱氯蓝藻降解PCBs的效果。
[0025]降解效果见图2。结果表明，培养不同时间条件下DTT对PCBs的降解效率存在差异；培养0.5d后，100 μ g/L和10 μ g/L DTT条件下PCBs的降解率分别为24.4%和30.8%，9d后的降解效率达到77.4%和90.2%，比0.5d的降解率高出56.2%。
【权利要求】
1.二硫苏糖醇在促进念珠藻降解多氯联苯中的应用。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述念珠藻为念珠藻属(Nostocsp.) CCTCCNo:M2013397o
3.—种促进念珠藻降解多氯联苯的方法，所述方法为:在念珠藻属(Nostoc sp.)CCTCCNo:M2013397降解多氯联苯的反应体系中，加入10?2000 μ g/L的二硫苏糖醇以促进多氯联苯的降解。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述降解在pH6.9?7.1,20?30°C下于光照条件下进行。
【文档编号】A62D3/02GK103845845SQ201310747233
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月28日 优先权日:2013年12月28日
【发明者】张杭君, 肖文丰, 鲁莉萍, 蒋晓军 申请人:杭州师范大学