黃建鳳, 張發(fā)寶, 逄玉萬, 黃巧義, 唐拴虎
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所 農(nóng)業(yè)部南方植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室廣東省養(yǎng)分資源循環(huán)利用與耕地保育重點實驗室,廣東 廣州 510640)
1株四環(huán)素降解菌的分離鑒定及降解特性研究
黃建鳳, 張發(fā)寶*, 逄玉萬, 黃巧義, 唐拴虎
(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所 農(nóng)業(yè)部南方植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室廣東省養(yǎng)分資源循環(huán)利用與耕地保育重點實驗室,廣東 廣州 510640)
應(yīng)用微生物降解四環(huán)素具有經(jīng)濟有效和環(huán)境友好特點,已成為當(dāng)前研究的熱點。采用選擇性培養(yǎng)基,從雞糞中分離出1株能以四環(huán)素作為唯一碳源生長的菌株TC-1,培養(yǎng)7 d降解率為56.2%,初步鑒定為蠟狀芽胞桿菌(Bacilluscereus)。從碳氮源組合、培養(yǎng)基初始pH、NaCl濃度和裝液量四方面研究了TC-1降解四環(huán)素的特性。結(jié)果表明,TC-1在以葡萄糖和酵母粉為碳、氮源生長時效果最優(yōu),培養(yǎng)7 d時OD600達2.17;但最優(yōu)降解率出現(xiàn)在蔗糖和大豆蛋白胨的碳氮源組合中,為46.8%。當(dāng)培養(yǎng)基初始pH為7時,菌株TC-1生長最好,OD600為0.44,四環(huán)素降解率為92.3%。當(dāng)培養(yǎng)基中NaCl濃度達15 g/L時,TC-1生長受到抑制,降解率僅為28.6%;培養(yǎng)基裝液量為40%時降解率最高,為56.2%。
四環(huán)素降解菌;分離;鑒定;降解率;降解特性
雞糞中的飼料殘留物含有用作藥劑的抗生素,對環(huán)境安全存在潛在威脅??股氐膽?yīng)用可促進動物的生長并治療動物疾病[1]。我國每年抗生素原料生產(chǎn)量約21萬t,其中9.7萬t(46.1%)用于畜牧養(yǎng)殖業(yè),而四環(huán)素類抗生素在我國獸藥抗生素中生產(chǎn)和使用比例均為最大[2]。研究表明,30%~90%的四環(huán)素類抗生素不能被動物完全吸收,將以原型或母體化合物的形式排出體外,這些抗生素作為外源性化合物對環(huán)境生態(tài)將產(chǎn)生深遠影響,嚴(yán)重者甚至對人類生存和健康造成危害[3-5]。為降低甚至消除殘留四環(huán)素類抗生素的危害,目前國內(nèi)外采用的處理方法主要包括生物降解和非生物降解。其中非生物降解雖然反應(yīng)迅速,去除率高,但其中應(yīng)用的化學(xué)材料對環(huán)境也存在一定程度的毒副作用,不利于該方法的可持續(xù)應(yīng)用[6-7]。生物降解的主要方式有微生物降解、植物降解及植物-微生物復(fù)合降解??股卦诃h(huán)境中最主要的降解途徑是微生物降解,其中發(fā)揮主要作用的是抗藥細菌或真菌[8-9]。與其他處理方法相比,利用微生物處理抗生素殘留物,條件簡單、容易控制、成本較低、專一性較強且不會引起二次污染,是目前最為經(jīng)濟有效的方法,也是當(dāng)前研究的熱點。在現(xiàn)有的研究中,已有部分報道能夠降解四環(huán)素的單一微生物菌株。如許曉玲等[10]篩選得到的缺陷短波單胞菌(Brevundimonasdiminuta)和人蒼白桿菌(Ochrobactrumanthropi);馬志強等[11]和馮福鑫等[12]從抗生素藥廠殘留物中篩選到四環(huán)素高效降解菌無丙二酸檸檬酸桿菌(Citrobacteramalonaticus)和酵母菌Trichosporonmycotoxinivorans,經(jīng)過優(yōu)化培養(yǎng)后降解率分別達86.1%和83.63%。但綜觀已有的研究報道,降解菌的種類和數(shù)量仍很缺乏,因此,亟需篩選更多的有效菌株提高降解菌資源庫的多樣性。本研究從雞糞中篩選出1株能以四環(huán)素作為唯一碳源生長的細菌,系統(tǒng)地研究了該菌的分類地位及其降解四環(huán)素的效果和特性,以期為該菌株在畜禽糞堆肥化中的應(yīng)用提供參考。
1.1 材料
1.1.1 篩菌材料 新鮮雞糞。
1.1.2 試劑與儀器 四環(huán)素購自北京百靈威科技有限公司,純度為97%。檢測四環(huán)素殘留量所用儀器為高效液相色譜儀(Waters e2695),色譜柱為Waters X-Bridge C18,粒徑3.5 μm,4.6 mm×150 mm,洗脫劑乙腈和三氟乙酸均為色譜純,其余試劑為分析純。
1.1.3 培養(yǎng)基 選擇性培養(yǎng)基OS:Na2HPO47.01 g,KH2PO46.8 g,MgSO4·7H2O 1.19 g,(NH4)2SO41.2 g,CaCl2·7H2O 88 mg,F(xiàn)eSO4·7H2O 7.0 mg,(NH4)6Mo7O24·4H2O 0.2 mg,Na-EDTA 2.5 mg,ZnSO4·7H2O 1.11 g,MnSO4·6H2O 1.54 mg,CuSO4·5H2O 0.39 mg,Na2B4O7·10H2O 0.18 mg,水1 L,121 ℃滅菌20 min;種子液培養(yǎng)基TSA:胰蛋白胨15 g,大豆蛋白胨5 g,NaCl 5 g,水1 L,調(diào)pH 7.1~7.5,121 ℃滅菌20 min。
1.2 方法
1.2.1 四環(huán)素降解菌的分離和篩選 在250 mL三角瓶中裝45 mL去離子水,121 ℃滅菌20 min,待用。稱取5 g雞糞堆肥樣品,加入上述三角瓶中,170 r/min、30 ℃搖床培養(yǎng)48 h,吸取1 mL懸液轉(zhuǎn)接至新鮮的50 mL OS培養(yǎng)基中(含四環(huán)素濃度50 mg/L),170 r/min、30 ℃搖床培養(yǎng)48 h;再次轉(zhuǎn)接1 mL菌懸液至新鮮的50 mL OS培養(yǎng)基中(含四環(huán)素濃度100 mg/L);同樣的方法繼續(xù)依次轉(zhuǎn)接至含150 mg/L和200 mg/L四環(huán)素的OS培養(yǎng)基中,獲得馴化的四環(huán)素降解菌液。將馴化的培養(yǎng)液按照10-1、10-2和10-3稀釋度涂布到含150 mg/L四環(huán)素的選擇性培養(yǎng)基平板上,每個稀釋度設(shè)3個重復(fù),30 ℃培養(yǎng)48 h,根據(jù)菌落形態(tài)挑選不同的菌株進行進一步的分離純化,直至獲得單菌落。
1.2.2 四環(huán)素降解菌的鑒定 細菌DNA提取采用試劑盒提取方法,所用試劑盒由天根生化科技有限公司提供。菌株16S rRNA基因片段采用PCR擴增,所用引物由上海英濰捷基貿(mào)易有限公司合成,引物序列:27f:AGAGTTTGATCCTGGCTCAG;1492r:GGTTACCTTGTTACGACTT。PCR反應(yīng)體系為50 μL:dNTP 4 μL,10×buffer 5 μL,MgCl25 μL,模板DNA 1 μL,引物各1 μL,Taq酶0.5 μL,雙蒸水32.5 μL。PCR擴增條件:預(yù)變性94 ℃ 5 min;變性94 ℃ 30 s,退火52 ℃ 30 s,延伸72 ℃ 1 min,30個循環(huán);終延伸72 ℃ 10 min;保溫 10 ℃。PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測合格后送樣測序,測序由上海英濰捷基貿(mào)易有限公司完成,所得測序結(jié)果上傳NCBI與GenBank中的序列進行Blast比對分析,構(gòu)建菌株系統(tǒng)發(fā)育樹。
1.2.3 四環(huán)素含量的測定 標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配制:準(zhǔn)確稱取四環(huán)素20 mg,用乙醇溶解并定容至1 L,配成濃度為20 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液,置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。?biāo)準(zhǔn)溶液的配制:準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)儲備液0、5、10、20、30、40、50 μL置于10 mL容量瓶中,用流動相定容至刻度,得到抗生素標(biāo)準(zhǔn)濃度系列為0、10、20、40、60、80、100 μg/L。高效液相色譜分離條件包括:采用色譜儀Waters e2695,色譜柱Waters X-Bridge C18,粒徑3.5 μm,4.6 mm×150 mm,流動相為A:0.1%三氟乙酸(TFA),B:乙腈,柱溫為 30 ℃,流速為 0.5 mL/min,檢測波長為352 nm,進樣量10 μL,每個樣品設(shè)3個重復(fù)。根據(jù)培養(yǎng)基中四環(huán)素的殘留量可計算出每處理對四環(huán)素的降解率,計算公式:四環(huán)素降解率(%)=((四環(huán)素初始含量-殘留量)/初始含量)×100%。
1.2.4 四環(huán)素降解菌的降解效果及特性研究 挑取TC-1的單菌落接種于種子液培養(yǎng)基TSA中,170 r/min、30 ℃搖床培養(yǎng)過夜,轉(zhuǎn)接至含四環(huán)素濃度為100 mg/L的OS培養(yǎng)基中,170 r/min、30 ℃搖床培養(yǎng)7 d,每天取樣測定菌液的OD600值及其中四環(huán)素殘留量。研究了外加碳/氮源對菌株生長和四環(huán)素降解的影響,供試碳源包括葡萄糖、蔗糖、乳糖和麥芽糖;氮源包括尿素、酵母粉、大豆蛋白胨和胰蛋白胨。將不同的碳氮源進行組合,共16個處理,碳氮源添加量均為1 g/L。將所篩選細菌在TSA液體培養(yǎng)基中活化12 h后,按照2%的接種量向培養(yǎng)基中加入菌懸液,170 r/min、30 ℃搖床培養(yǎng)7 d后測定培養(yǎng)液中菌株的OD600值和四環(huán)素殘留量。研究了pH、NaCl濃度和裝液量對菌株生長和四環(huán)素降解的影響,將所篩選細菌在TSA液體培養(yǎng)基中活化12 h后,按照2%的接種量向選擇性培養(yǎng)基中接入菌懸液,分別設(shè)置不同的pH值(3、4、5、6、7、8、9、10)、NaCl質(zhì)量濃度(0、5、10、15、20、25、30 g/L)和裝液量(20%、40%和60%),170 r/min、30 ℃搖床培養(yǎng)7 d后測定培養(yǎng)液中菌株的OD600值和四環(huán)素殘留量。
2.1 降解菌株的分離鑒定
以雞糞作為篩菌來源, 在含四環(huán)素的選擇性培養(yǎng)基中最終篩選獲得1株能以四環(huán)素為唯一碳源生長的菌株,編號為TC-1。將菌株TC-1的16S rRNA序列在GenBank中進行比對,結(jié)果表明,菌株TC-1與蠟狀芽胞桿菌BacilluscereusC3的序列相似性最大,為99%,兩者在系統(tǒng)發(fā)育樹上處于同一分支,親緣關(guān)系最近,初步將其鑒定為蠟狀芽胞桿菌(圖1)。
圖1 菌株TC-1的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.1 Phylogenic tree based on the 16S rRNA gene sequence homology of TC-1
2.2 菌株TC-1對四環(huán)素的降解效果
以四環(huán)素作為唯一碳源連續(xù)培養(yǎng)7 d后,菌株TC-1的四環(huán)素降解率達56.2%(圖2)。在連續(xù)培養(yǎng)的7 d中,TC-1生長的OD600持續(xù)上升,前3 d增長迅速,在第3天時OD600達0.15,隨后4 d長勢變緩,至培養(yǎng)結(jié)束時OD600為0.25。四環(huán)素降解趨勢與TC-1的生長趨勢一致,降解率隨著培養(yǎng)時間增加而上升,且在培養(yǎng)3~6 d的過程有一段急速增長的趨勢,至第7天時趨于平穩(wěn)。分析原因可能是雖然菌株在培養(yǎng)后期仍持續(xù)生長,但趨勢明顯減弱,至第7天后可能逐漸趨于平穩(wěn),利用四環(huán)素的效果趨于穩(wěn)定,因此降解率不再持續(xù)增長。
圖2 菌株TC-1在以四環(huán)素為唯一碳源的培養(yǎng)基中的生長及降解曲線Fig.2 Utilization of tetracycline as a sole source of carbon for growth and tetracycline-degradation by strain TC-1
2.3 菌株TC-1對四環(huán)素的降解效果
在供試的4種碳源中,TC-1在葡萄糖中的生長情況總體較好,除與尿素氮源組合外,其余3種組合的OD600值均顯著高于其他處理(P<0.05),其中最小值為1.97(葡萄糖與大豆蛋白胨的組合),顯著高于其余處理中的最大值1.69(酵母粉與麥芽糖的組合)(P<0.05)。但四環(huán)素降解率偏低,原因可能是處理存在“葡萄糖效應(yīng)”,與馮福鑫等[12]的報道一致。以尿素為氮源的處理中,當(dāng)碳源為葡萄糖和麥芽糖時,四環(huán)素的降解率顯著高于其他處理。有研究表明,尿素可降解生成NH4+,由此可使培養(yǎng)基的pH迅速升高至10,此時四環(huán)素易發(fā)生異構(gòu)化,可能形成二甲胺、氨和水楊酸的降解產(chǎn)物。尿素與四環(huán)素可形成不溶性的復(fù)合物,從而降低溶液中母體的濃度[13]。葡萄糖與酵母粉的組合生長情況最好,OD600達2.17;此外,酵母粉分別與4種碳源組合的生長情況均顯著高于其他氮源(P<0.05)(圖3A)。最優(yōu)降解率出現(xiàn)在蔗糖和大豆蛋白胨組合中,表現(xiàn)為46.8%(圖3B)。添加碳氮源后菌株對四環(huán)素的降解率卻低于未添加前的效果,尤其是以葡萄糖為碳源的處理菌株生長良好,菌株優(yōu)先選擇利用加入的碳氮源,對四環(huán)素的利用反而相對減少,從而造成降解率偏低。
圖3 外加碳氮源對菌株TC-1的生長(A)及四環(huán)素降解(B)的影響Fig.3 Effect of exotic carbon and nitrogen sources on growth (A) and tetracycline-degradation capacity (B) by strain TC-1
2.4 不同培養(yǎng)條件對菌株TC-1降解四環(huán)素的影響
培養(yǎng)基的初始pH值對TC-1的四環(huán)素降解率影響最大(圖4)。對照初始pH為6,培養(yǎng)7 d后TC-1對四環(huán)素的降解率為55.2%;隨著pH值升高或降低,四環(huán)素降解率均大于或等于72.4%(pH=3),顯著高于對照,最高降解率出現(xiàn)在pH為9時,達100%。不同的初始pH對TC-1的生長有一定的影響,培養(yǎng)7 d后對照OD600為0.29。當(dāng)pH為7時,TC-1的生長較對照顯著提升,OD600達0.44;但其余處理下,TC-1生長受抑制,其中在偏酸性條件下的生長受抑制強度小,最小值出現(xiàn)在pH=3時,為0.21;當(dāng)初始pH達9和10時,TC-1的生長受到顯著抑制,OD600分別僅為0.14和0.13(圖4A)。
培養(yǎng)基中NaCl濃度升高對TC-1的生長和降解效果均有一定影響(圖4B),當(dāng)NaCl質(zhì)量濃度為5 g/L時,TC-1生長受到抑制,但四環(huán)素降解率升高,可能因為一定的NaCl質(zhì)量濃度對菌株的生長造成脅迫,反而促使TC-1更有效地利用四環(huán)素作為碳源生長以提高對逆境的抵抗力。然而,隨著NaCl質(zhì)量濃度的增加,TC-1生長和降解率均受到不利影響。當(dāng)NaCl質(zhì)量濃度達15 g/L時,TC-1的四環(huán)素降解效果開始顯著受到抑制,此時的降解率僅為28.6%;隨著NaCl質(zhì)量濃度升至25 g/L和30 g/L,四環(huán)素的降解率急速下降,分別低至15.4%和16.8%。
通過改變?nèi)瞧恐信囵B(yǎng)基的裝液量可初步研究供氧量對菌株TC-1降解四環(huán)素的影響(圖4C)。當(dāng)裝液量為40%時,菌株的生長和四環(huán)素降解率較20%裝液量有所增長,但在達到60%裝液量時兩者均受到顯著抑制,此時TC-1的OD600和降解率分別為0.19和50.0%。因此可知,裝液量過高不利于菌株TC-1的生長,可能因為此時瓶中的供氧量過低,不足以支持菌株的生長,表明TC-1是好氧型菌株。
圖4 培養(yǎng)基pH值(A)、NaCl質(zhì)量濃度(B)和裝液量(C)對菌株TC-1生長及四環(huán)素降解的影響Fig.4 Effect of pH value (A), NaCl concentration (B) and liquid volume (C) on the growth and tetracycline-degradation capacity of strain TC-1
在抗生素易殘留的廢棄物如制藥殘渣或污水中可以篩選到四環(huán)素降解菌,其原因在于這類來源中殘留的大量抗生素對定殖其中的微生物產(chǎn)生脅迫,它們必需對這些抗生素有強烈的耐受性才能得以存活和繁殖,因此從中較易篩選到有降解抗生素能力的菌株[14]。本研究選用的雞糞含有飼料殘留物,其中四環(huán)素作為應(yīng)用最廣泛的抗生素之一,是殘留抗生素的主要成分,對其中存活的微生物造成一定脅迫,因此篩選原理與已報道的抗生素藥渣一致。應(yīng)用選擇性培養(yǎng)基分離得到1株四環(huán)素降解菌,編號為TC-1,該菌株在培養(yǎng)7 d后對四環(huán)素的降解率為56.2%。在此過程中,菌株的生長逐漸受到抑制。李偉明等[8]提出,四環(huán)素類抗生素發(fā)生降解可能會產(chǎn)生對環(huán)境毒性更大的代謝及降解產(chǎn)物。TC-1生長受阻可能正是由于四環(huán)素母體被降解后代謝產(chǎn)生了具有高毒性的中間產(chǎn)物,這些產(chǎn)物的累積限制了菌株的繼續(xù)生長。有關(guān)四環(huán)素降解產(chǎn)物的形態(tài)及毒性有待進一步研究。
經(jīng)初步鑒定,本研究篩選獲得的四環(huán)素降解菌株為蠟狀芽胞桿菌Bacilluscereus。目前已有大量研究報道了蠟狀芽胞桿菌在降解環(huán)境污染物上的作用,如有機磷農(nóng)藥、苯酚和芘污染物[15-17]。蠟狀芽胞桿菌是一種好氧、中溫和產(chǎn)芽胞的革蘭陽性桿菌,具有很強的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶等活性,能產(chǎn)生抗菌素,還可作為生防菌防控土傳病害的發(fā)生,目前報道防控的病害有土傳青枯病和多種常見真菌性病害[18]。此外,蠟狀芽胞桿菌對重金屬鎘、鉻和鉛等有強的耐受性[19]。然而,有關(guān)蠟狀芽胞桿菌降解抗生素的研究未見報道。目前報道的四環(huán)素降解菌的種類包括缺陷短波單胞菌(Brevundimonasdiminuta)和人蒼白桿菌(Ochrobactrumanthropi)、無丙二酸檸檬酸桿菌(Citrobacteramalonaticus)和酵母菌Trichosporonmycotoxinivorans等[10-12],但未見有關(guān)蠟狀芽胞桿菌降解抗生素的報道。本研究結(jié)果表明,蠟狀芽胞桿菌TC-1能以四環(huán)素作為唯一碳源生長,具有降解性能,豐富了四環(huán)素降解菌資源庫。
研究菌株TC-1降解特性時發(fā)現(xiàn),外源添加葡萄糖碳源有利于菌株的生長,但降解率卻并未隨之升高,存在“葡萄糖效應(yīng)”,與馮福鑫等[12]的報道一致。在各項供試條件中,pH對TC-1四環(huán)素降解效果的影響尤為顯著。四環(huán)素在過酸或過堿的條件下易發(fā)生異構(gòu)化和差向化。有研究表明,在酸性較強的溶液中,四環(huán)素因6位上的叔羥基易脫落,在5a-6位上形成雙鍵,由于這個新雙鍵的影響,C11、C11a和C12上的雙鍵發(fā)生轉(zhuǎn)移,形成C環(huán)芳構(gòu)化;而在堿性溶液中,四環(huán)素C環(huán)打開,會轉(zhuǎn)變成無活性的異構(gòu)化合物[20-21]。可能上述影響,在不同初始pH的培養(yǎng)基中的四環(huán)素降解率顯著高于對照,因為在實驗過程中,作為降解率的計算依據(jù),只檢測培養(yǎng)基中四環(huán)素母體的含量,對于可能發(fā)生的差向化和異構(gòu)化產(chǎn)物含量并未檢測,所以使得各處理最終表現(xiàn)出的降解率由于包含pH的貢獻而偏高。不同氮源處理中,尿素的添加雖不利于菌株的生長,但降解率卻并未隨之顯著降低,這與尿素降解生成NH4+,使培養(yǎng)基pH迅速升高至10[13],有利于四環(huán)素的非生物降解和尿素與四環(huán)素形成不溶性的復(fù)合物,降低了溶液中四環(huán)素母體的濃度有關(guān)[21],該結(jié)果可為后續(xù)菌株堆肥及研制有機無機復(fù)混肥提供理論依據(jù)。孫凱等[22]在研究芘降解菌的特性時也發(fā)現(xiàn),當(dāng)培養(yǎng)基中的NaCl濃度高于一定程度時,降解菌的生長及降解率均受到顯著影響,分析原因可能是培養(yǎng)基中NaCl濃度超過一定水平,菌株的細胞脫水,生長受到嚴(yán)重抑制,以致于難以正常有效地發(fā)揮降解作用,從而造成降解率顯著降低。本研究結(jié)果與之一致。此外,TC-1的初始裝液量為60%時,菌株生長受到一定程度的抑制,降解率也因此受到影響,表明TC-1屬于好氧型菌株。有研究顯示,微生物在好氧條件下更容易發(fā)揮對四環(huán)素的降解作用。許曉玲等[10]報道的降解菌隨著裝液量的增加,菌體的OD值下降,四環(huán)素的殘留量上升。馬志強等[11]研究無丙二酸檸檬酸桿菌的降解特性時也發(fā)現(xiàn),當(dāng)裝液量從50 mL增加到200 mL時,四環(huán)素降解率降低約50%。
綜上所述,本研究篩選到1株能以四環(huán)素作為唯一碳源生長的蠟狀芽胞桿菌TC-1,對四環(huán)素的降解效率為56.2%,深入研究了該降解菌的降解特性,研究結(jié)果不僅豐富了現(xiàn)有的降解菌株資源庫,也能為降解菌在后續(xù)堆肥化過程中的應(yīng)用提供參考。
[1] 王瑞, 魏源送. 畜禽糞便中殘留四環(huán)素類抗生素和重金屬的污染特征及其控制[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2013, 32 (9): 1705-1719.
[2] 王云鵬, 馬越. 養(yǎng)殖業(yè)抗生素的使用及其潛在危害[J]. 中國抗生素雜志, 2008, 33(9): 519-523.
[3] 沈穎, 魏源送, 鄭嘉熹, 等. 豬糞中四環(huán)素類抗生素殘留物的生物降解[J]. 過程工程學(xué)報, 2009, 9(5): 962-968.
[4] Chee-Sanford JC, Mackie RI, Koike S, et al. Fate and transport of antibiotic residues and antibiotic resistance genes following land application of manure waste[J]. Journal of environmental quality, 2009, 38(3): 1086-1108.
[5] Boonsaner M, Hawker DW. Evaluation of food chain transfer of the antibiotic oxytetracycline and human risk assessment[J]. Chemosphere, 2013, 93(6): 1009-1014.
[6] 王萌, 陳世寶, 馬義兵. 納米材料在污染環(huán)境修復(fù)中的生態(tài)毒性研究進展[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2010, 21(11): 2986-2991.
[7] Aruoja V, Dubourguier H-C, Kasemets K, et al. Toxicity of nanoparticles of cuo, zno and tio2to microalgaepseudokirchneriellasubcapitata[J]. Science of The Total Environment, 2009, 407(4): 1461-1468.
[8] 李偉明, 鮑艷宇, 周啟星. 四環(huán)素類抗生素降解途徑及其主要降解產(chǎn)物研究進展[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2012, 23 (8): 2300-2308.
[9] 賀德春, 許振成, 吳根義, 等. 四環(huán)素類抗生素的環(huán)境行為研究進展[J]. 動物醫(yī)學(xué)進展, 2011, 32(4): 98-102.
[10]許曉玲, 李衛(wèi)芬, 雷劍, 等. 四環(huán)素降解菌的選育、鑒定及其降解特性[J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報, 2011, 19(3): 549-556.
[11]馬志強, 馬玉龍, 謝麗, 等. 微生物法降解藥渣中殘留四環(huán)素的試驗研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù), 2012, 35(1): 46-49.
[12]馮福鑫, 許旭萍, 程群星, 等. 四環(huán)素高效降解酵母菌trichosporonmycotoxinivoransxpy-10降解特性[J]. 環(huán)境工程學(xué)報, 2013, 7(12): 4779-4785.
[13]曾清如, 廖柏寒, 蔣朝輝, 等. 施用尿素引起紅壤pH及鋁活性的短期變化[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2005, 16(2): 249-252.
[14]張欣陽, 蔡婷靜, 許旭萍. 一株高效四環(huán)素降解菌的分離鑒定及其降解性能研究[J]. 生物技術(shù)通報, 2015, 31(1): 173-180.
[15]段海明. 蠟狀芽孢桿菌不同菌株降解有機磷農(nóng)藥的特性分析[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報, 2012, 21(9): 1608-1613.
[16]李淑彬, 陳振軍, 丘李莉, 等. 蠟狀芽孢桿菌菌株jp-a的分離鑒定及其降解苯酚特性[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報, 2006, 17(5): 920-924.
[17]衛(wèi)昆, 陳爍娜, 尹華, 等. 蠟狀芽胞桿菌對芘的降解特性及降解酶研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2016, 36(2): 506-512.
[18]張彥, 車建美, 劉波, 等. 蠟樣芽孢桿菌anti-8098a在番茄內(nèi)的定殖和對青枯病的防治研究[J]. 中國生物防治學(xué)報, 2011, 27(2): 221-227.
[19]劉紅娟, 黨志, 張慧, 等. 蠟狀芽孢桿菌抗重金屬性能及對鎘的累積[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報, 2010, 29(1): 25-29.
[20]顧覺奮. 微生物藥品化學(xué)與分析[M]. 北京:軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社,1996.
[21]齊香君. 現(xiàn)代微生物工藝學(xué)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2004: 84-94.
Isolation, Identification and Characteristics of a Tetracycline-Degradation Bacterium
HUANG Jian-feng, ZHANG Fa-bao, PANG Yu-wan, HUANG Qiao-yi, TANG Shuan-hu
(Inst.ofAgric.Res. &Environ′t,GDAcad.ofAgric.Sci.KeyLab.ofPlantNutr′nandFert′rinS.Reg.GDKeyLab.ofNutr′nCycling&FarmlandConserv′n,Guangzhou510640)
The application of microorganism for tetracycline degradation possesses the advantages of economic efficiency and environment friendly, and has become a hot topic in current study. A selective media was adopted to isolate and screen the tetracycline-degradation bacteria. A strain TC-1 that could utilize tetracycline as unique carbon resource was isolated from chicken manure, it degradation tetracycline at the rate of 56.2% culturing for 7 d. This strain,named as TC-1,was identified initially asBacilluscereusaccording to the morphological features and the sequence analysis of 16S rRNA gene. Carbon and nitrogen sources combination, starting pH of medium, NaCl concentration and liquid filling volume four aspects were analyzed to study the tetracycline degradation performance of strain TC-1. The results showed that strain TC-1 grew the best in the medium with glucose and yeast as carbon and nitrogen sources,OD600was 2.17 after culturing for 7 d. However, the best degradation rate was observed in medium with sucrose and soy peptone as carbon and nitrogen sources combination that having the optimal degradation rate at 46.8%. Strain TC-1 grew the best in medium with pH 7 at the starting culture, theOD600and degrading rate were 0.44 and 92.3%, respectively. However, the growth of TC-1 was inhibited when NaCl concentration in the medium was at 15 g/L and the degradation rate of tetracycline was only 28.6%. When medium liquid filling volume was 40% the degradation rate of tetracycline was 56.2%.
tetracycline-degradation strain;isolation;identification;degradation rate; degradation feature
廣東省科技計劃項目(2015B020237007)
黃建鳳 女,助理研究員,博士。主要從事農(nóng)業(yè)微生物應(yīng)用方面研究。
Tel:020-85161460,E-mail:hjf20051675@126.com
2016-03-26;
2016-04-19
Q93-331;X705
A
1005-7021(2017)01-0050-07
10.3969/j.issn.1005-7021.2017.01.008
* 通訊作者。男,研究員,碩士。主要從事固體廢棄物資源化研究。Tel:020-85161460,E-mail:fabaozhang@163.com