[发明专利]一株丙烯菊酯降解菌及其土壤修复应用

说明书

技术领域

本发明属于环境污染物生物处理技术领域，具体涉及一株高效降解丙烯菊酯的细菌及其在土壤污染修复中的应用。 

背景技术

农药作为重要的农业生产资料，在保护农业生产、提高农业综合生产能力、促进粮食稳定增产和农民持续增收等方面发挥着极其重要的作用。中国既是农药生产大国，也是使用大国，年使用量和平均用量均位居世界第一。然而，农药的利用率却不足20%，其余部分全部进入土壤、水体和大气，形成了严重的污染和危害。统计数据显示，中国受农药残留污染的农田面积约为1500万公顷，占可耕面积的10%，近半数作物农药残留超标，每年因农残超标问题蒙受出口损失逾80亿美元。 

拟除虫菊酯农药是一类人工合成的模拟天然除虫菊素的杀虫剂，其以神经钠离子通道为作用靶标，具有用量低、药效高、杀虫谱广等优点，广泛用于防治农业及家庭卫生害虫。目前，拟除虫菊酯农药品种数和使用量仅次于有机磷农药，位居杀虫剂市场的第二位，约占世界农药市场的四分之一。第二代以后的拟除虫菊酯农药具有对光和热稳定的特点，在环境中的半衰期较长，很难在自然条件下快速降解。拟除虫菌酯农药的大量使用带来了一系列环境和食品安全问题，如对部分有益昆虫的毒害，对鱼、蚌和沼虾等水生生物的高急性毒性。此外，某些拟除虫菊酯农药还具有神经毒性、生物富集毒性和生殖毒性，有致癌、致畸和致突变的“三致”危害。当前，如何有效清除环境中的拟除虫菊酯农药残留物成为了亟待解决的重大社会问题。 

丙烯菊酯（Allethrin），又名烯丙菊酯，化学名称右旋-顺,反式-2,2-二甲基-3-（2-甲基-1-丙烯基）环丙烷羧酸-（R,S）-2-甲基-3-烯丙基-4-氧代-环戊-2-烯基酯。广泛应用于防治茶树、蔬菜、果树、棉花、花卉、林木和卫生害虫，用量较大；可扰乱钠离子通道，是皮肤和呼吸系统的过敏原；对ATP酶有明显抑制作用，具有抗雌激素活性，是一种环境激素；性质稳定，不易发生降解；对水生生物毒性较强，如研究显示其对虹鳟鱼和水蚤的LC₅₀值分别为19μg/L和40mg/L。此外，越来越多的研究显示，丙烯菊酯在环境中会对其它鱼类、鸟类和老鼠等动物的内分泌系统产生干扰。 

近年来，随着人们对生物修复理论研究的不断深入,微生物环境修复技术以高效、廉价、安全和简便等特点，日益成为农药残留等多种有机污染物环境修复的核心技术。目前， 已报道的拟除虫菊酯农药降解菌有芽孢杆菌、施氏假单胞菌、产碱杆菌、黑曲霉、酸单胞菌、克雷白色杆菌、鞘氨醇杆菌、微球菌和苍白杆菌，等等。然而，能够高效降解丙烯菊酯的菌株却极为有限。Paingankar等人报道过一株具备丙烯菊酯降解能力的酸单胞菌属（Acidomonassp.）菌株，该菌株能够在72小时降解70%左右的供试丙烯菊酯（初始浓度为5g/L）（Paingankar M.，Jain M.，Deobagkar D.Biodegradation of allethrin，a pyrethroid insecticide，by an Acidomonas sp.Biotechnology Letters，2005，27：1909-1913）。李玉清通过富集驯化培养，获得了降解丙烯菊酯的混合微生物（李玉清.丙烯菊酯农药的微生物修复作用研究.襄樊学院学报，2008，29：27-29，44）。在初始丙烯菊酯浓度为50mg/L条件下，在培养液中添加1g/L葡萄糖，72小时降解率可达76%；而以丙烯菊酯为唯一碳源、氮源和能源时，72小时丙烯菊酯降解率仅为55%。此外，上述降解菌的抗生素抗性和重金属耐受性尚未探明，也没有进行过实际应用测试，存在环境施用风险。 

综上所述，筛选更为高效、对常用抗生素敏感且能够耐受多种重金属，并在实际土壤环境下具备丙烯菊酯降解能力的降解菌株成为了相关领域的研究热点。 

发明内容

本发明的目的是针对上述现有丙烯菊酯微生物降解中存在的问题或不足，提供一种高效丙烯菊酯降解菌。 

本发明的另一个目的是提供上述菌种在修复丙烯菊酯污染土壤中的应用。 

本发明的上述技术问题是通过以下技术方案得以实施的： 

一株丙烯菊酯降解菌，该菌是产碱菌属（Alcaligenes sp.）的菌株A-6，于2012年4月13日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，编号为CGMCC No.6011，该菌具有降解丙烯菊酯的能力。保藏单位的地址为北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所，该菌的分类命名为产碱菌Alcaligenes sp.。