[发明专利]一种利用铜绿假单胞菌高效降解高效氯氰菊酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，更具体地，涉及一种利用铜绿假单胞菌高效降解高效氯氰菊酯的方法。

背景技术

高效氯氰菊酯是一种常用的二代拟除虫菊酯类农药，具有耐光、热分解的特点，在土壤中的半衰期长达94.2～1103天。该农药已被广泛用于防治作物害虫及家庭卫生害虫，是目前农药市场上的主要品种之一。随着该农药的大量、频繁使用及使用时间的延长，高效氯氰菊酯农药残留问题日益凸显。近年来，高效氯氰菊酯在地表水和城市污水中频频被检出，也是我国蔬菜、水果中主要检出农药之一。不仅如此，大量研究发现，高效氯氰菊酯残留对非靶标生物具有严重的危害，如对一些有益昆虫如家蚕、蜜蜂和赤眼蜂等造成了极大危害，对鱼类和水生无脊椎动物具有很高的毒性，对人类和其他哺乳动物具有细胞毒性、神经毒性和生殖毒性，长期接触或摄入可诱发一序列慢性疾病，甚至有致癌、致畸、致突变的危险。

高效氯氰菊酯残留污染不仅导致食品安全问题，同时给生态环境带来严重污染，甚至危害到人体健康。因此，消除环境及农产品中高效氯氰菊酯的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。以微生物为主体的生物修复技术（bioremediation）可用于降解各种环境污染物。生物修复技术与传统物理、化学处理方法相比具有操作简便、经济实用、无二次污染等优点，拥有广阔的应用前景。但是，现有技术中已报道的可降解高效氯氰菊酯的微生物降解效率低且不稳定，而且微生物降解环境中高效氯氰菊酯受到诸多条件影响，如微生物菌种接种量、温度、pH、湿度和污染环境等等。因此，筛选高效降解菌并优化其降解工艺条件，使其降解效果达到最大化是科研工作者迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中利用微生物降解高效氯氰菊酯的效率低的缺陷，提供一种利用铜绿假单胞菌高效降解高效氯氰菊酯的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

一种利用铜绿假单胞菌高效降解高效氯氰菊酯的方法，即将铜绿假单胞菌PAO1在温度30.6 °C、pH 7.7和接种量为0.2 g/L的条件下降解高效氯氰菊酯；所述铜绿假单胞菌PAO1于2014年12月5日保藏在中国典型培养物保藏中心（CCTCC），保藏编号为CCTCC NO: M 2014630，保藏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，好养，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。

本发明通过响应曲面法优化了铜绿假单胞菌PAO1降解高效氯氰菊酯的降解工艺条件，响应曲面法可以减少实验次数，同时可进行因子的单次效应、二次效应以及交互效应的分析，因此用响应曲面法可以快速获得菌株PAO1降解高效氯氰菊酯的最优降解工艺条件。

具体地，所述响应曲面法优化包含以下步骤：

S1.将菌株PAO1进行单因素降解试验，通过依次改变影响降解率的因素，如温度、pH值、菌种接种量、装液量、振荡速率，测定菌株PAO1对高效氯氰菊酯降解率，确定影响菌株PAO1降解率的显著因素；

S2.选取显著因素进行响应曲面优化设计（Response Surface Methodology, RSM），根据Box-Behnken设计原则进行试验设计，以显著因素为自变量（X₁, X₂, X₃），以高效氯氰菊酯降解率为响应值（Y₁），建立多元二次回归方程：