一株Ochrobactrum sp.菌(H1)在降解喹啉中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種細(xì)菌降解喹啉的應(yīng)用，該菌株為Ochrobactrum?sp.，通過最佳降解條件的篩選，菌株H1利用喹啉生長的最佳溫度為30℃，初始生長pH為5.0，搖床轉(zhuǎn)速為150r/min。菌株H1在喹啉初始濃度在250mg/L以內(nèi)時(shí)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，即一級(jí)反應(yīng)速率與喹啉濃度呈正比，并且在這個(gè)濃度范圍以內(nèi)該菌株利用喹啉生長的反應(yīng)屬于一級(jí)反應(yīng)，其比生長速率隨著濃度的增加而升高，在這個(gè)濃度范圍內(nèi)菌株的生長不受濃度的抑制。用海藻酸鈉固定菌株H1后在24h能將400mg/L喹啉降解率達(dá)到87.5％。提取該細(xì)菌胞內(nèi)粗酶液，其含能誘導(dǎo)鄰苯二酚-1，2-雙加氧酶(C12O)，并且在代謝喹啉時(shí)首先雜氮環(huán)被氧化成喹諾酮，進(jìn)而雜氮環(huán)被開鏈，形成苯甲醛、二甲苯、2-戊酮等、羥基苯丙酸等中間產(chǎn)物。
【專利說明】—株Ochrobactrum sp.菌(H1)在降解喹琳中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一株Ochrobactrum sp.在降解喹啉中的應(yīng)用【背景技術(shù)】
[0002]喹啉是一種無色，具有刺激性氣味的吸濕性液體?？扇苡谝掖?、乙醚、苯、二硫化碳，微溶于水。從其化學(xué)結(jié)構(gòu)來看，它屬于雜環(huán)芳烴類有機(jī)物，由煤炭、木材、石油加工時(shí)形成。焦化廢水中的喹啉則多在脫焦油洗苯的過程中產(chǎn)生。喹啉的污染主要由大氣、水體，地下煤礦開采等方式傳播，香煙排放的氣體中也含有喹啉的成分。一些研究人員研究發(fā)現(xiàn)肝臟是喹啉的目標(biāo)器官，對(duì)肝癌的發(fā)生有一定的影響。
[0003]喹啉雖然具有毒性，但部分微生物能利用其作為唯一的碳源和氮源。并且環(huán)境微生物降解有機(jī)污染物具有高效、經(jīng)濟(jì)、二次污染小的特點(diǎn)，一直以來受到研究者的關(guān)注。但是，當(dāng)污染物濃度較高時(shí)，則會(huì)抑制微生物的生長及降解。所以篩選高效降解有機(jī)污染物的菌群，是解決此問題的方法之一。近年來富集培養(yǎng)技術(shù)在篩選降解菌的實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)展較為成熟。
[0004] 申請(qǐng)人:從首鋼焦化廢水二沉池污泥中篩選到一株可高效降解喹啉的菌株，經(jīng)16SrDNA鑒定為Ochrobactrum sp.,在降解條件、降解率、降解動(dòng)力學(xué)方面還未曾有相關(guān)報(bào)道。該菌經(jīng)研究具有良好的降解喹啉能力，具有很好的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一株Ochrobactrum sp.菌在降解喹啉中的應(yīng)用，命名為Hl,該菌株有良好的降解喹啉的能力。該菌株于2013年6月25日保藏于北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)中國科學(xué)院微生物研究所.中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，其保藏編號(hào)為 CGMCC No:7822。
[0006]經(jīng)優(yōu)化培養(yǎng)條件,該菌株最佳降解喹啉的條件為轉(zhuǎn)速150r/min、pH為5.0、溫度30°C及10%接種量。
[0007]菌株Hl在喹啉初始濃度在250mg/L以內(nèi)時(shí)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，即一級(jí)反應(yīng)速率與喹啉濃度呈正比，并且在這個(gè)濃度范圍以內(nèi)該菌株利用喹啉生長的反應(yīng)屬于一級(jí)反應(yīng)，其比生長速率隨著濃度的增加而升高，在這個(gè)濃度范圍內(nèi)菌株的生長不受濃度的抑制。
[0008]菌株Hl用海藻酸鈉固定后在24h能將400mg/L喹啉降解，降解率達(dá)到87.5%。
[0009]菌株Hl能誘導(dǎo)鄰苯二酚-1，2-雙加氧酶(C120)，并且在代謝喹啉時(shí)首先雜氮環(huán)被氧化成喹諾酮，進(jìn)而雜氮環(huán)被開鏈，形成苯甲醛、二甲苯、2-戊酮等、羥基苯丙酸等中間產(chǎn)物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為菌株Hl的系統(tǒng)發(fā)育樹圖
[0011]圖2為菌株Hl分別利用喹啉為氮源和碳源的情況[0012]圖3為菌株Hl對(duì)不同喹啉初始濃度的降解率
[0013]圖4為菌株Hl包埋固定后降解喹啉才效果
[0014]圖5為菌株Hl對(duì)焦化廢水中COD的去除效果
[0015]圖6為菌株Hl提取的領(lǐng)苯二酚-1，2-雙加氧酶(C120)與喹啉降解的相關(guān)性
[0016]圖7為菌株Hl代謝喹啉24h后的中間產(chǎn)物圖譜
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0018]實(shí)施例1菌株的篩選
[0019]1、菌株來源與富集
[0020]取首鋼焦化廠廢水處理系統(tǒng)的二沉池污泥5mL加入50mL牛肉膏液體培養(yǎng)基，并在其中加入50mg/L喹啉。放入恒溫振蕩器中30°C，150r/min，培養(yǎng)3d，得到富集培養(yǎng)液。
[0021]富集培養(yǎng)基成分:牛肉膏3g，蛋白胨10g，NaC15g，蒸餾水lOOOmL，pH為7.0。
[0022]菌株的篩選
[0023]將富集的培養(yǎng)液取5mL放入IOmL離心管在高速冷凍離心機(jī)中10000r/min，23°C，離心5min。取沉淀加入生理鹽水混勻后離心，重復(fù)兩次，以去除殘留培養(yǎng)基及二次代謝產(chǎn)物。將離心得到的沉淀菌體接入.50mL唯一碳源培養(yǎng)基中，外加入喹啉作為碳源。馴化兩個(gè)月，逐漸提高喹啉的濃度，當(dāng)濃度達(dá)到500mg/L時(shí)進(jìn)行菌株分離。
[0024]唯一碳源培養(yǎng)基成分:NaN03lg, NaCl0.5g, K2HP04 0.5g, KH2P04 0.5g,(NH4) 2S04 0.5g, MgS04 0.5g,蒸餾水 IOOOmL, pH 為 7.0
[0025]菌株的復(fù)篩
[0026]馴化所得的若干菌株均能在以喹啉為唯一碳源的培養(yǎng)基上生長，通過對(duì)菌落的大小及分布的多少挑選出5株形態(tài)不同的菌株編號(hào)H1-H5。將菌株H1-H5的培養(yǎng)液分別取5mL,離心取沉淀加入含喹啉250mg/L的無機(jī)鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng),分時(shí)段記錄吸光值,計(jì)算成喹啉濃度后進(jìn)行比較。5株細(xì)菌在前九小時(shí)的降解率都約為25%。9小時(shí)以后，Hl迅速降解，在24小時(shí)內(nèi)將喹啉完全降解；H2、H3、H4在9_12小時(shí)內(nèi)降解緩慢，24小時(shí)將喹啉降解約至50mg/L ;H5在9小時(shí)以后基本停止降解。由此，菌株Hl的降解效率最強(qiáng)，選擇其進(jìn)行下一步研究。
[0027]實(shí)施例2菌株的鑒定
[0028]使用Solarbio細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒，提取菌株的基因組DNA，以此為模板，利用16SrDNA基因通用引物，進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增16SrDNA的引物設(shè)計(jì):
[0029]F-primerF27:5’ -AGA GTT TGA TCC TGG CTC AG-3’
[0030]R-primerR1492:5，-GGC TAC CTT GTT ACG ACT T-3’
[0031]以菌體的總DNA為模板,反應(yīng)體系50 ii L:
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一株能高效降解喹啉的菌株，命名為Hl,經(jīng)分子鑒定為Ochrobactrum.sp.,保藏號(hào)CGMCC No:7822。
2.如權(quán)利要求1所述菌株用于降解喹啉的應(yīng)用，其特征在于用該菌株降解喹啉的最佳降解條件:轉(zhuǎn)速150r/min、pH為5.0、溫度30°C及10%接種量。
3.如權(quán)利要求2所述菌株用于降解喹啉的應(yīng)用，其特征在于喹啉初始濃度在250mg/L以內(nèi)時(shí)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，即一級(jí)反應(yīng)速率與喹啉濃度呈正比，并且在這個(gè)濃度范圍以內(nèi)該菌株利用喹啉生長的反應(yīng)屬于一級(jí)反應(yīng)，其比生長速率隨著濃度的增加而升高，在這個(gè)濃度范圍內(nèi)菌株的生長不受濃度的抑制。
4.如權(quán)利要求2所述菌株用于降解喹啉的應(yīng)用，其特征在于用海藻酸鈉固定菌株后在24h能將初始濃度為400mg/L喹啉降解，降解率達(dá)到87.5%。
5.如權(quán)利要求2所述菌株用于降解喹啉的應(yīng)用，其特征在于該菌株能誘導(dǎo)鄰苯二酌'_1，2_雙加氧酶(C120)。
6.如權(quán)利要求2所述菌株用于降解喹啉的應(yīng)用，其特征在于該菌株在代謝喹啉時(shí)首先雜氮環(huán)被氧化成喹諾酮，進(jìn)而雜氮環(huán)被開鏈，形成苯甲醛、二甲苯、2-戊酮、羥基苯丙酸等中間產(chǎn) 物。
【文檔編號(hào)】A62D101/26GK103436462SQ201310280049
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】于彩虹, 胡琳娜, 黃瑩, 劉暢, 羅京, 于廣飛, 王建兵, 張春輝, 何緒文 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)