高效降解多种抗生素菌株的筛选及降解特性研究

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我国及世界多个国家抗生素不仅被用于人类还主要应用于禽畜和水产养殖的疾病预防与治疗、农业病虫害防治以及水产养殖和饲料等,中国抗生素生产量及出口量已居世界首列,亚洲已经成为全球最大的抗生素市场。残留的抗生素通过多种不同途径进入环境,水体和土壤都被不同程度污染,目前一般处理工艺和修复技术对抗生素的去除都比较困难,环境中抗生素存留量逐渐增多。微生物降解是目前常用的水处理和环境修复技术,然而已有的研究中筛选出的微生物大部分是针对一种抗生素,且多数多适用于淡水环境。本文通过以抗生素为唯一碳源培养基,从红树林生态系统中筛选、富集、培养以及盐度和抗生素浓度梯度驯化,分离筛选出多珠单一菌株对四环素、土霉素、磺胺嘧啶、磺胺甲噁唑、恩诺沙星和诺氟沙星等多种抗生素具有降解作用,对高盐环境能够适应的高效菌株;对优势菌株进行了鉴定,确定了菌株的最佳生长条件,并对其降解特性进行了研究。通过基因序列系统发育分析,37株细菌来自于12个不同菌属,其中优势菌属为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、假单胞杆菌(Pseudomonas sp.)、草螺菌属(Herbaspirillum sp.),占比分别为40.54%,16.22%,16.22%;30株真菌来自4个不同菌属,篮状菌属(Talaromyces sp.)、青霉菌属(Penicillium sp.)、曲霉菌属(Aspergillus sp.),占比分别为23.33%,30.00%,43.33%。通过所筛选菌株的单因素对微生物生长情况的影响研究,确定细菌和真菌最佳生长条件为p H7.0,30℃,装液量为100 m L;确定各菌属中2株微生物活性较高的为优势菌株,共12株;优势菌株的盐度驯化和适应实验表明,细菌和真菌从环境条件3.4‰的盐度,驯化到海水盐度34‰。优势菌株的抗生素驯化耐受实验表明,菌株对四环素类抗生素、磺胺类抗生素和喹诺酮类抗生素的最高耐受浓度分别达到150 mg/L,300 mg/L,300 mg/L。在最佳生长条件下,培育3天实验结果表明,12株优势菌株对6种抗生素均有降解能力,细菌和真菌对四环素类、磺胺类、喹诺酮类抗生素降解率分别在81%,80%,60%和74%,60%,71%以上。经应用研究,细菌菌株筛选中,芽孢杆菌属菌株也对模拟海水养殖废水中氨氮、COD和磷均有较好的去除效果,去除率都能达到60%以上;真菌菌株筛选中,所筛选出菌株对氨氮、COD和磷都具有较好去除效果,对氨氮和COD的去除率能够达到85%以上,去除率最高可达94%,对磷的去除率达到29%以上,去除率最高可达54%。
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