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不同来源石油降解细菌的筛选鉴定

2013-08-26宋广梅王虹

科技致富向导 2013年13期
关键词:降解细菌石油

宋广梅 王虹

【摘 要】从江苏油田的原油和四种不同来源的土壤中,用三种不同的培养液筛选得到41株细菌。对具有较强降解能力细菌的其中8株菌进行测序鉴定,初步确定属于芽孢杆菌属、短波单胞菌属、假单胞菌属、食碱杆菌属及无色杆菌属。

【关键词】石油;降解;细菌

石油及其加工品进入土壤,造成土壤的石油污染。微生物修复具有处理效果好,污染物残留量低,不产生二次污染,对环境影响很小,能够保持或改善植物生长的土壤环境等优点[1]。向污染土壤中投加环境适应性强、降解效能高的菌种或菌群是提高石油类污染物降解效率的重要手段[2]。

1.材料与方法

1.1菌种来源

(1)土样:江苏真武石油基地。①132#磕头机(久置未用)旁表层土;②185#磕头机(长期使用)旁表层土;③磕头机附近草地草根土;④计量站旁表层油污土。

(2)原油:江苏真武石油基地。

1.2富集培养基

(1)无机盐培养液(g/L):NaNO32,K2HPO41,K2HPO4·3H2O0.5,NaCl0.5,MgSO4·7H2O0.1,CaCl20.01,FeSO4·7H2O0.01PH=7,石油烃(原油:柴油体积比1:4)1%

(2)牛肉膏蛋白胨培养液(g/L):牛肉膏3,蛋白胨10,NaCl5,PH=7,石油烃0.5%

(3)牛肉膏蛋白胨培养液,石油烃0.5%,表面活性剂50mg/L

1.3石油中细菌的培养分离

牛肉膏蛋白胨培养基冷却后,加入1%的原油混匀,倒平板。恒温培养箱中30℃静置培养。待平板长出菌落后选择不同颜色及形态的单菌落,划线纯化,将纯化菌株于试管斜面培养后于冰箱4℃保存。三个重复。

1.4土壤中石油烃降解菌的筛选

称取10g土样加入到装有100mL富集培养液的三角瓶中。30℃振荡培养7天。静置30min,取10mL上清夜转接入新鲜培养液中。重复上述步骤连续富集培养5次。

富集培养后,取菌液1mL梯度稀释成10-6、10-7、10-8,取三种不同稀释度菌液0.1mL涂布于分离培养基平板上,28℃恒温培养;待平板长出菌落后选择不同颜色及形态的单菌落,划线纯化,将纯化菌株于试管斜面培养后于冰箱4℃保存。三个重复。

1.5分离菌株的石油烃降解率测定

将所得菌株制成菌悬液(1.1~1.4×108个/ml),取1ml转接入10ml加了1%石油烃的无机盐培养液中,28℃摇床培养7d后,用重量法[3,4]测定降解率。以不接菌的培养基作对照。

1.6高效石油降解菌鉴定

1.6.1菌株DNA提取

选取降解率较高(大于40%)的纯菌株,30℃振荡培养过夜。取1ml培养液到Eppendorf管中,离心,8000r/min,5min,弃去上清液,倒扣Eppendorf管在干滤纸上,空干溶液。将菌体重新悬浮于50μL 超纯水,置旋涡混合器上旋转混匀3s。将Eppendorf管放在沸水浴中煮10min。取出Eppendorf管冰浴10min。如此反复冻融三次,冷却后迅速离心,12000r/min 8min。取上清液,-20℃保存备用 。

1.6.2菌株16SrDNA的PCR扩增

以DNA为模板,引物27F:5`-AGAGTTTGATC CTGGCTCAG-3`和1492R:5`-GGTTACCTTGTTACGACTT-3`;TACGACTT-3;总反应体系为50μL,10×Buffer 5μL,25mmol/L MgCl24μL,2.5mmol/LdNTP 4μL,反向引物与正向引物各1μL,Taq酶0.25μL (5U/μL),模板DNA 2.5μL,ddH2O补足至50μL;PCR反应条件为:94℃预变性2min,94℃变性30s,55℃退火30s,72℃延伸1min,30个循环,最后72℃继续延伸10min,4℃保存。

1.6.3菌株测序

扩增成功后,产物送上海生物工程有限公司进行测序。测序后,用Sequence Scanner v1.0软件进行序列分析,将有效序列到NCBI用Blast进行对比。

2.结果与分析

2.1细菌分离结果

从原油和不同培养时间土壤样品中总筛选到41株细菌,其中石油中筛选出2株,土壤中39株。

2.2降解率测定结果

对筛选得到的41株细菌,测定其对石油烃的降解率,降解率最低1%,降解率高于40%的有12株,菌株编号为5、10、13、14、17、21、23、28、47、48、49、51,降解率分别为54.4%、61.8%、63.2%、69.5%、57.4%、47.9%、44.1%、45.6%、77.9%、63.2%、76.5%,其中5#菌来源于原油。

2.3石油降解菌株的鉴定

将降解率大于40%的12株细菌送上海生物工程公司测序,其中21、47、48、49这4株菌扩增失败未测序。其余8株16SrDNA序列测定结果用SequenceScannerv1.0软件进行序列分析与GenBank中已发表的16SrDNA序列进行同源性比较,初步鉴定5#属于芽孢杆菌属(Lysinibacillussp.),10#属于短波单胞菌属(Brevundimonassp.),13#、17#、23#、28#属于假单胞菌属(Pseudomonassp.),14#属于食碱杆菌属(Alcanivoraxsp.),51#属于无色杆菌属(Achromobactersp.)。

3.结论

目前研究报道,能以烃类为唯一碳源和能源生长的微生物在自然界分布广泛,约有70个属(其中细菌28个属,真菌30个属),200多个种[5]。本研究从江苏扬州真武石油污染土壤中分离得到41株能利用石油的细菌,为石油污染土壤的微生物修复提供了新菌种资源;同时对其中降解率较高菌株进行了初步鉴定,确定菌属。

【参考文献】

[1]Aatry AR,Euis GM.Bioremediation:An effective remedied alternative for petroleum hydrocarbon contaminated soil[J].Environ.Prog,1992,11:312-318.

[2]袁红莉,杨金水,王占生.降解石油微生物菌种的筛选及降解特性[J].中国环境科学,2003,23(2):157-161.

[3]谢丹平,尹华,彭辉,等.混合菌对石油的降解[J].应用与环境生物学报,2004,10(2):210-214.

[4]污染源统一检测分析方法编写组.污染源统一检测分析方法(废水部分)[M].技术标准出版社,1983,135-136.

[5]丁克强,孙铁珩,李培军.石油污染土壤的生物修复技术[J].生态学杂志,2000,19(2):50-5.

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