一株降解含酯键农药的铜绿假单胞菌菌株

摘要

本发明属于应用环境微生物和农业领域，具体公开了一株降解含酯键农药的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株PAO1，菌种保藏号为CCTCC M 2014630。所述菌株降解谱广，可降解高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯和嘧菌酯等含有酯键的农药。该菌株环境适应性强，降解效果好，使用方便，可用于降解含有酯键的农药，在水体、土壤等环境中的农药残留去除方面具有非常重要的应用价值。

说明书

技术领域

本发明涉及应用环境微生物和农业领域。更具体地，涉及一株降解含酯键农药的铜绿假单胞菌菌株。

背景技术

农药的大量、频繁使用已给生态环境和人类健康带来严重危害，特别是拟除虫菊酯类杀虫剂和甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的广泛使用带来的农药残留污染问题不容忽视。这两类农药均是结构上含有酯键的农药，是目前农药市场上的主要类型。大量研究表明，这两类农药残留不但对非靶标生物如蜜蜂、鱼类和水生无脊椎动物等造成极大的危害，而且对人类和其他哺乳动物具有慢性毒性，长期接触或摄入这两类农药将导致慢性疾病，甚至有致癌、致畸、致突变的危险。因此，消除环境中的拟除虫菊酯类和甲氧基丙烯酸酯类农药残留污染已成为科研工作者亟待解决的具有重大经济和社会意义的科研命题。

近年来，随着人们生活水平的提高，人们迫切需要无农药残留污染的绿色食品和清洁环境。而在农业生产过程中农药也不可减少。因此，寻求高效、安全、经济的农药残留处理新技术，解决病虫害防治用药与农药残留的矛盾，显得尤为必要。生物降解是农药残留治理的新领域、新途径，与传统的物理化学方法相比具有操作简便、经济实用、环境友好等优点，拥有广阔的应用前景。国际上已有利用微生物成功治理石油污染的先例。国内的北京佳农新贸易发展有限公司已成功生产“比亚”降解酶制剂用于治理有机磷类农药污染。但是，目前还没有专门针对含酯键农药的微生物及其生物降解制剂产品。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足，提供一株降解含酯键农药的铜绿假单胞菌菌株。该菌株能有效降解高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、醚菌酯、吡唑醚菊酯和嘧菌酯等含有酯键的农药，因此，该菌株在水体、土壤等环境中的农药残留去除方面具有非常重要的应用价值。

本发明另一目的是提供上述菌株在制备降解含酯键农药的制剂中的应用。

本发明另一目的是提供一种降解含酯键农药的制剂。

本发明另一目的是提供上述菌株在降解含酯键农药中的应用。

本发明上述目的通过以下技术方案实现：

一株降解含酯键农药的铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株 PAO1，所述菌株于2014年12月5日保藏于中国典型培养物保藏中心（CCTCC），保藏号是CCTCC NO: M 2014630。所述中国典型培养物保藏中心的地址为湖北省武汉市武汉大学。

所述铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株PAO1通过富集培养法对野生型菌株进行反复筛选复壮而来，使其具有高度耐药、降解稳定的能力。

所述铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株PAO1在LB固体平板中生长较快，菌落形态为黄绿色、中央凸起、边缘扁平。通过生理生化特性测定，显示该菌株属于革兰氏阴性杆菌，好氧，氧化酶、明胶液化、硝酸盐还原反应阳性；吲哚反应阴性。该菌可分解利用葡萄糖和木糖；不分解利用蔗糖和乳糖。

本发明通过研究发现，铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株PAO1能有效降解高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯和嘧菌酯等含有酯键的农药，因此本发明要求保护菌株PAO1在制备降解含酯键农药的制剂中的应用。

一种降解含酯键农药的制剂，含如上所述的铜绿假单胞菌菌株PAO1和其他辅剂。

所述菌株在降解水体或土壤中含酯键农药的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供了一株铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株PAO1，经试验证明，该菌株能在短时间内有效降解高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯和嘧菌酯等含有酯键的农药，降解效率高。

2.本发明提供的铜绿假单胞菌菌株PAO1环境适应性强，使用方便，因此，该菌株在修复农药残留污染的水体、土壤等环境方面具有非常重要的应用价值。

附图说明

图1. 菌株PAO1降解高效氯氰菊酯产生明显透明圈。

图2. 菌株PAO1随时间降解高效氯氰菊酯(100 μg/mL)的HPLC色谱图。

图3. 菌株PAO1降解不同浓度高效氯氰菊酯的比降解速率。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例来进一步详细阐述本发明。以下实施例为本发明较佳的实施方式，但并不对本发明的保护范围做任何形式的限定。本发明主要阐述所述菌株以及基于所述菌株的应用思想，实施方式中简单参数的替换不能一一在实施例中赘述，但并不因此限制本发明，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，应被视为等效的置换方式，都应包含在本发明范围内。

除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。

实施例1 菌株PAO1的富集培养

本发明人通过富集培养法对野生型菌株PAO1进行反复筛选复壮，使具有高度耐药、降解稳定的能力。用来富集培养的培养基为基础培养基（配方为：(NH₄)₂SO₄, 2 g; MgSO4, 0.2 g; CaCl₂, 0.01 g; FeSO₄, 0.005 g; MnCl₂, 0.002 g; K₂HPO₄, 10.5 g; KH₂PO₄, 4.5 g，蒸馏水 1000 mL，pH 7.5）。同时加入高效氯氰菊酯原药母液(DMSO为溶剂)，使高效氯氰菊酯初始质量浓度为50 μg/mL，于30 °C、150 r/min摇床下进行富集培养。培养7 d后，按10%的接种量转接到第二批含100 μg/mL高效氯氰菊酯的基础培养基中。相同条件培养7 d后，再按10%的接种量转接到含高效氯氰菊酯为200 μg/mL的基础培养基中，继续培养7 d。以此类推，不断增加农药的选择压力，反复筛选。最后取0.2 mL基础培养基发酵液均匀涂抹到含高效氯氰菊酯的固体平板中反复进行划线分离，直至得到单菌落，并使用高效液相色谱法（HPLC）验证其降解效果。

将所述菌株保藏于中国典型培养物保藏中心（CCTCC），保藏日期是2014年12月5日，保藏号是CCTCC M 2014630，所述菌株命名为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株PAO1。

所述中国典型培养物保藏中心的地址为湖北省武汉市武汉大学。

实施例2 菌株PAO1的生理生化特性

所述铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)菌株PAO1在LB固体平板中生长较快，菌落形态为黄绿色、中央凸起、边缘扁平。通过生理生化特性测定，显示该菌株属于革兰氏阴性杆菌，好氧，氧化酶、明胶液化、硝酸盐还原反应阳性；吲哚反应阴性。该菌可分解利用葡萄糖和木糖；不分解利用蔗糖和乳糖。

实施例3 菌株PAO1降解农药试验

  在基础培养基（同实施例1）中分别加入高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯和嘧菌酯，使其终浓度为100 μg/mL；接种量为0.2 g/L，并设不接菌的培养基为对照，30 °C培养0～5 d，定期取样，应用HPLC检测农药的残留量并计算降解率，结果见表1所示。结果表明，菌株PAO1在短时间内可有效降解高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、溴氰菊酯、氯氰菊酯、甲氰菊酯、联苯菊酯、醚菌酯、吡唑醚菌酯和嘧菌酯，5 d内对上述农药的降解率分别达到91.4%、86.1%、84.5%、82.8%、70.2%、52.2%、87.7%、86.3%和68.0%，具有较好的生物降解效果。