張海榮 唐景春 孫克靜 張清敏
(南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 環(huán)境污染過程與基準(zhǔn)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津市城市生態(tài)環(huán)境修復(fù)與污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300071)
耐鹽堿石油烴降解菌的篩選、鑒定及其耐鹽堿性研究
張海榮 唐景春 孫克靜 張清敏
(南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 環(huán)境污染過程與基準(zhǔn)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津市城市生態(tài)環(huán)境修復(fù)與污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津300071)
從大港油田區(qū)石油污染鹽堿化土壤和油泥中篩選得到10株耐鹽堿石油烴降解菌,通過形態(tài)特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析確定這些菌株為蒼白桿菌屬、葡萄球菌屬、迪茨菌屬、棒狀桿菌屬、無色桿菌屬、微桿菌屬、芽孢桿菌屬。通過液體培養(yǎng)試驗(yàn),研究了10株菌的耐鹽堿能力。結(jié)果表明,除B07僅能耐受3%鹽度外,其他菌株均能耐受5%或者更高的鹽度環(huán)境,其中B02和B05在鹽度高達(dá)11%時(shí)仍具有較高的生長(zhǎng)活性;10株菌均能耐受pH為9的堿度環(huán)境,B01、B03、B04、B06、B09能耐受pH為10的環(huán)境,其中,B03和B04在pH為11時(shí)仍具有較高的生長(zhǎng)活性。研究表明石油烴降解菌在不同微生物種屬中廣泛存在,并具有較好的耐鹽堿特性,有望在石油污染鹽堿化土壤修復(fù)中廣泛應(yīng)用。
耐鹽堿;石油污染;土壤;石油烴降解菌;生物修復(fù)
土壤石油污染是一個(gè)世界各國(guó)普遍關(guān)注的環(huán)境問題。在油田的勘探、開采以及油品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中發(fā)生的各種漏油事故,對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的石油污染[1]。土壤石油污染不僅能夠破壞土壤,還能夠向下滲透污染地下水,揮發(fā)到空氣中污染空氣,并直接影響到人體健康[2]。
微生物降解是修復(fù)石油污染土壤的一種既有效又經(jīng)濟(jì)環(huán)保的方法,國(guó)內(nèi)外對(duì)于微生物修復(fù)石油污染土壤的成功實(shí)例已有很多報(bào)道[3,4],但是石油污染土壤常常是高鹽堿環(huán)境,抑制了傳統(tǒng)非耐鹽堿微生物的生長(zhǎng)代謝,使生物降解效果降低甚至消失[5]。因此篩選優(yōu)良的耐鹽堿石油烴降解菌,是修復(fù)石油污染鹽堿化土壤的首要前提[6-8]。
本研究從長(zhǎng)期受石油污染的大港油田區(qū)石油污染鹽堿土壤和油泥中,篩選到了多株具有耐鹽堿性能的石油烴降解土著微生物,通過形態(tài)觀察、生理生化特征和16S rRNA序列比對(duì)對(duì)其進(jìn)行鑒定,并考察這些菌株的耐鹽堿情況,以期為石油污染鹽堿土壤的生物修復(fù)提供依據(jù)。
1.1 材料
1.1.1 原油培養(yǎng)基 在250 mL錐形瓶中加入100 mL無機(jī)鹽培養(yǎng)基,并加入所需量的原油,用硅膠塞封口,然后蒸汽(121℃)滅菌15 min。
1.1.2 無機(jī)鹽培養(yǎng)基(M9MM)配方(1 L) 8.5 g Na2HPO4·2H2O,3.0 g KH2PO4,1.0 g NH4Cl,0.49 g MgSO4·7H2O,0.011 g CaCl2,NaCl的量根據(jù)需要加入。微量元素:0.4 mg CuSO4,1.0 mg KI,4.0 mg MnSO4·H2O,4.0 mg ZnSO4·7H2O,5.0 mg H3BO3,1.6 mg H2MoO4·2H2O,2.0 mg FeCl3·6H2O。其中1 mol/L的MgSO4·7H2O和1 mol/L的CaCl2分開滅菌之后再加入培養(yǎng)基中[9]。pH值根據(jù)需要調(diào)節(jié)。
1.1.3 LB培養(yǎng)基配方(1 L):10 g胰蛋白胨,5 g酵母提取物,10 g NaCl,pH7.0-7.2。
1.2 方法
1.2.1 耐鹽堿原油降解菌的富集、分離與保存 分別稱取10 g石油污染土壤和10 g油泥(均采自大港油田),無菌操作將其接種于滅過菌的盛有90 mL無機(jī)鹽培養(yǎng)基的250 mL錐形瓶中,30℃、160 r/min條件下,振蕩培養(yǎng)7 d,然后取富集液10 mL接種于新鮮原油無機(jī)鹽培養(yǎng)基中,相同條件連續(xù)培養(yǎng)4-5次。馴化過程中培養(yǎng)基的pH、鹽度和原油(采自大港油田)含量逐漸升高,具體條件如表1所示。
表1 馴化過程中的各參數(shù)設(shè)置
取馴化完成之后的培養(yǎng)液梯度稀釋后涂布于LB-瓊脂平板,待菌落長(zhǎng)出后,挑取不同形態(tài)的單菌落,并劃線純化,分離單菌。再將分離純化完成之后的單菌挑入LB液體培養(yǎng)基中,培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,5 000 r/min離心5 min,用0.85%的氯化鈉溶液沖洗兩次來除去剩余的碳源[10],用該氯化鈉溶液重懸至原體積,梯度稀釋后涂布于M9MM-瓊脂平板,然后取少量滅菌原油涂布于該平板上,恒溫培養(yǎng)箱中30℃培養(yǎng)3-5 d,觀察是否有菌落長(zhǎng)出,以及菌落和溶油圈的大小。
甘油保存:挑取能夠在油平板上生長(zhǎng)的菌株接種于LB培養(yǎng)基,長(zhǎng)至對(duì)數(shù)期,在滅過菌的2. 0 mL離心管中加750 μL活化后的培養(yǎng)液和750 μL滅過菌的50%甘油,旋渦5 min混勻,然后將離心管做好標(biāo)記置于-80℃冰箱中保存。
1.2.2 菌株形態(tài)觀察 在OPTEC解剖鏡下觀察每種菌株在LB-瓊脂平板和M9MM-瓊脂平板上的菌落形態(tài)。革蘭氏染色,并在顯微鏡(OLYMPUS CX31)下1 000×油鏡鏡檢觀察細(xì)菌的形態(tài)。
1.2.3 菌株鑒定 利用OMEGA bio-tec細(xì)菌DNA提取試劑盒D3350-01對(duì)每種菌株的基因組DNA進(jìn)行提取。提取結(jié)果通過1%的瓊脂糖凝膠電泳來監(jiān)測(cè)。
對(duì)提取的DNA進(jìn)行16S rRNA PCR擴(kuò)增,所用引物為:27F(5'-AGTTTGATCCTGGCTCAG-3')和1492R(5'-ACGGCTACCTTGTTACGACTT-3')[11]。PCR反應(yīng)體系(50 μL)(原料購(gòu)自北京全式金生物技術(shù)有限公司)為:3 μL模板DNA,5 μL 10×EasyTaq? Buffer,4 μL dNTPs(2.5 mmol/L),1 μL EasyTaq? DNA Polymerase,27F、1492R各1 μL,35 μL ddH2O。PCR擴(kuò)增條件為:94℃預(yù)變性5 min;94℃預(yù)變性1min,退火溫度從65℃到55℃,每個(gè)循環(huán)降低1℃,72℃延伸1min,共10個(gè)循環(huán);然后94℃變性1 min,55℃退火1 min,72℃延伸1 min,共25個(gè)循環(huán);再72℃延伸7 min。用1%瓊脂糖凝膠電泳監(jiān)測(cè)PCR產(chǎn)物。
將16S rRNA PCR產(chǎn)物送至北京華大科技有限公司測(cè)序,使用EzBioCloud(http://www.ezbiocloud. net/eztaxon)在線比對(duì)序列,確定該菌株的近緣模式種及其相似性。從GenBank中調(diào)取與分離菌株最相似的菌株序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,用Mega6.06軟件包中的Kimura 2-Parameter Distance模型進(jìn)行多序列匹配排列,以鄰接法(Neighbor-Joining Method)重復(fù)1 000次計(jì)算構(gòu)建16S rRNA系統(tǒng)發(fā)育樹。
1.2.4 菌株的生長(zhǎng)曲線 將菌株接種至LB培養(yǎng)基中,30℃、180 r/min搖床培養(yǎng),根據(jù)菌株生長(zhǎng)快慢的不同選取不同的時(shí)間間隔取樣(B01、B02、B05、B06、B07和B09為2 h,B08為3 h,B04和B05為12 h),測(cè)定菌液的吸光度OD(λ=600 nm),以時(shí)間與OD600做每種菌的生長(zhǎng)曲線。
1.2.5 菌株耐鹽試驗(yàn) 以LB液體培養(yǎng)基為基礎(chǔ),將NaCl濃度分別設(shè)置為5、10、20、30、50、70、90和110 g/L,接種量為1%,pH調(diào)至7.0-7.2,30℃、180 r/min恒溫?fù)u床培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期,于600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度OD值。
1.2.6 菌株耐堿試驗(yàn) 以LB液體培養(yǎng)基為基礎(chǔ),將pH值分別設(shè)置為5、6、7、8、9、10和11,鹽度設(shè)置為1%,接種量為1%,30℃、180 r/min恒溫?fù)u床培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期,于600 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度OD值。
2.1 石油降解菌的篩選
通過在M9MM-瓊脂原油平板上涂板培養(yǎng),能夠在以原油為唯一碳源的平板上長(zhǎng)出菌落的菌株被認(rèn)為具有降解原油的作用,試驗(yàn)共獲得10株石油降解菌,石油污染土壤中獲得5株(編號(hào)為B01、B02、B03、B04和B05),油泥中獲得5株(編號(hào)為B06、B07、B08、B09和B10),原油平板圖片(圖1)(取部分)顯示,菌株在以原油為唯一碳源的培養(yǎng)基上能夠較好地生長(zhǎng),且B05菌落周圍具有明顯的溶油圈,說明其生長(zhǎng)過程中可能產(chǎn)生了生物表面活性劑。
圖1 B01、B03、B05、B07在以原油為唯一碳源的油平板上的生長(zhǎng)情況
2.2 菌株形態(tài)觀察
10株菌在LB-瓊脂平板上的菌落形態(tài)如表2所示。由表可知,B01、B06、B07、B08為革蘭氏陰性菌,其余為革蘭氏陽性菌。B01、B02、B05、B06、B07和B10在LB-瓊脂平板上的菌落為白色或乳白色;B03和B09為橘紅色;B04為橘黃色;B08為黃色。除B05和B10菌落表面干燥之外,其他菌株菌落表面均濕潤(rùn)。除B10菌落形狀不規(guī)則,其他菌菌落為圓形。
表2 耐鹽堿石油烴降解菌的菌落形態(tài)
10株菌革蘭氏染色后的鏡檢部分結(jié)果如圖2所示,其中,B01、B06和B07菌株形態(tài)相似(圖2中B01),為革蘭氏陰性桿菌,菌體長(zhǎng)度為2.0 μm左右;B02為革蘭氏陽性球菌,菌體直徑為1.0 μm左右;B03、B04和B09菌株形態(tài)相似(圖2中B04),為革蘭氏陽性短桿菌,菌體長(zhǎng)度為1.0 μm左右;B05為革蘭氏陽性桿菌,菌體長(zhǎng)度為1.5 μm左右;B08為革蘭氏陰性短桿菌,菌體長(zhǎng)度為0.5 μm左右;B10為革蘭氏陽性桿菌,菌體長(zhǎng)度為2.5 μm左右,菌體中間可看出有淺色芽孢存在。
圖2 革蘭氏染色后1000×顯微鏡下觀察到的細(xì)菌形態(tài)
2.3 石油降解菌的分子生物學(xué)分析
10株菌的DNA提取和16S rRNA PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果(圖3)顯示,所有的電泳條帶均很亮,說明10株菌的DNA提取以及16S rRNA PCR結(jié)果成功。
圖3 10株菌的DNA提取和16S rRNA PCR產(chǎn)物電泳圖
表3 石油烴降解菌的16SrRNA基因序列鑒定結(jié)果
10株耐鹽堿石油降解菌的16S rRNA基因序列通過在EzBioCloud中在線比對(duì),得到每株菌的近緣模式種及相似性結(jié)果(表3)顯示,經(jīng)篩選所獲得的10株耐鹽堿石油烴降解菌與GenBank中已知的16S rRNA基因序列有較高的同源性,同源性在98.5%以上。利用MEGA6.06軟件構(gòu)建10株菌和GenBank中親緣關(guān)系較近菌株的系統(tǒng)發(fā)育樹(圖4)顯示,B01和B07屬于蒼白桿菌(Ochrobactrum)屬,B02為葡萄球菌(Staphylococcus)屬,B03、B04和B09為迪茨菌(Dietzia)屬,B05為棒狀桿菌(Corynebacterium)屬,B06為無色桿菌(Achromobacter)屬,B08為微桿菌(Microbacterium)屬,B10為芽孢桿菌(Bacillus)屬。
圖4 10株耐鹽堿菌基于16S rRNA序列的系統(tǒng)發(fā)育樹
2.4 菌株的生長(zhǎng)曲線以及耐鹽堿結(jié)果
2.4.1 生長(zhǎng)曲線 10株菌的生長(zhǎng)曲線如圖5顯示,B01、B02指數(shù)期在8 h左右,12 h之后進(jìn)入平衡期;B05、B06、B07和B09指數(shù)期在12 h左右,16 h之后進(jìn)入平衡期;B08指數(shù)期在20 h左右,27 h之后進(jìn)入平衡期;B03、B04和B09指數(shù)期在72 h左右,48 h之后進(jìn)入平衡期。結(jié)果表明B1、B2、B5、B6、B7和B8生長(zhǎng)較快,B3、B4和B9生長(zhǎng)較慢,微生物的不同生長(zhǎng)情況可為微生物的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值提供重要參考。
圖5 10株耐鹽堿菌株的生長(zhǎng)曲線
2.4.2 菌株的耐鹽性 10株菌的耐鹽性檢測(cè)結(jié)果(圖6)顯示,10株菌的最適鹽度都在2%左右,且在鹽度≤3%時(shí)均具有較好的生長(zhǎng)活性。其中B05在鹽度<3%時(shí)隨鹽度增加生長(zhǎng)活性逐漸增加,在3%<鹽度<7%時(shí)生長(zhǎng)活性基本不變,鹽度>7%時(shí)生長(zhǎng)活性開始呈下降趨勢(shì),但直到鹽度為11%時(shí),B05菌具有較高的生長(zhǎng)活性,說明B05的耐鹽能力非常強(qiáng);B10在鹽度<7%時(shí),隨鹽度的增加菌株的生長(zhǎng)活性逐漸增大,但當(dāng)鹽度>7%時(shí),菌株的生長(zhǎng)活性急劇下降,說明B10為嗜鹽菌,但其最高耐受鹽度為7%;當(dāng)鹽度>3%時(shí),B02、B03、B04、B09生長(zhǎng)活性呈逐漸下降的趨勢(shì),但并沒有急劇下降;B01、B06、B07、B08均是當(dāng)鹽度大于某一值時(shí),生長(zhǎng)活性急劇下降,其中B01在2%<鹽度<5%時(shí)下降比較緩慢,鹽度>5%生長(zhǎng)活性急劇下降,認(rèn)為當(dāng)鹽度>5%時(shí)B01不能生長(zhǎng)。同理,B06當(dāng)鹽度>5%不能生長(zhǎng),B07在鹽度>3%時(shí)不能生長(zhǎng),B08在鹽度>5%時(shí)生長(zhǎng)活性極低,在鹽度>7%時(shí)不能生長(zhǎng)。綜合上述分析,B02、B03、B04、B05、B09和B10具有較好的耐鹽性能。
2.4.3 菌株的耐堿性 10株菌的耐堿性檢測(cè)結(jié)果(圖7)顯示,10株菌在6<pH<9時(shí)均具有較高的生長(zhǎng)活性,除B05、B07、B10的最適pH為7外,其他菌的最適pH均在8。其中B03、B04在pH≥11時(shí)仍具有較高的生長(zhǎng)活性,說明其耐堿性能非常強(qiáng);B01在pH<10時(shí)生長(zhǎng)活性基本不變,說明B01的耐堿能力也較強(qiáng)。當(dāng)pH>10時(shí)生長(zhǎng)活性急劇下降,說明當(dāng)pH>10時(shí),B01不能生長(zhǎng);B02和B08在pH>8時(shí),生長(zhǎng)活性開始下降,但當(dāng)pH為9時(shí),菌株仍具有較高的生長(zhǎng)活性,pH為10時(shí)生長(zhǎng)活性較低,pH為11時(shí),菌株不能生長(zhǎng);B06和B09在pH>9時(shí),生長(zhǎng)活性開始下降,但當(dāng)pH為10時(shí),菌株仍具有較高的生長(zhǎng)活性,pH為11時(shí),菌株不能生長(zhǎng);B05、B07、B10能夠耐受pH為9的條件,當(dāng)pH≥10時(shí),菌株不能生長(zhǎng)。綜合上述分析,除B02和B08外,其他8種菌均具有較好的耐堿性能。
本研究從天津大港油田區(qū)石油污染鹽堿土壤及油泥中篩選出10株耐鹽堿石油烴降解菌,通過16S rRNA序列分析確定10株菌分別為蒼白桿菌(Ochrobactrum)屬,葡萄球菌(Staphylococcus)屬,迪茨菌(Dietzia)屬,棒狀桿菌(Corynebacterium)屬,無色桿菌(Achromobacter)屬,微桿菌(Microbacterium)屬,芽孢桿菌(Bacillus)屬。根據(jù)之前的文獻(xiàn)報(bào)道,蒼白桿菌屬[12-14]、葡萄球菌屬[14,15]、迪茨菌屬[16-19]、棒狀桿菌屬[20,21]、無色桿菌屬[22-24]、微桿菌屬[25]、芽孢桿菌屬[26,27]均具有在高鹽堿環(huán)境下降解石油烴的能力。
迄今為止,對(duì)于石油烴降解菌的篩選和鑒定的報(bào)道非常多,但對(duì)于高耐鹽堿石油烴降解菌的報(bào)道還不是很多,宋立超等[28]通過篩選耐鹽堿PAHs高效降解菌并通過固定化、添加表面活性劑的方法有效治理了鹽堿地石油污染土壤;張竹圓等[29]在遼河口濕地土壤中篩選到兩株耐鹽堿石油烴降解菌,對(duì)石油中所有正構(gòu)烷烴的去除率均在85%以上;Nicholson等[30]篩選得到的嗜鹽微生物菌群對(duì)俄克拉荷馬州石油區(qū)石油烴污染鹽土具有較好的處理效果。微生物的耐鹽堿性能決定了其在自然環(huán)境中修復(fù)石油污染鹽堿化土壤的效果[31]。
圖6 10株耐鹽堿菌株的耐鹽情況
圖7 10株耐鹽堿菌株的耐堿情況
本研究耐鹽性試驗(yàn)的結(jié)果表明,B05能夠耐受11%的鹽度,B10能夠耐受7%的鹽度,B01、B06和B08能夠耐受5%的鹽度,B07能夠耐受3%的鹽度,當(dāng)鹽度>3%時(shí),B02、B03、B04、B09生長(zhǎng)活性呈逐漸下降的趨勢(shì),說明過高的鹽度對(duì)菌株的生長(zhǎng)造成了一定的毒害,但菌株的生長(zhǎng)活性沒有急劇下降,說明菌株鹽度較高時(shí),菌株仍具有一定的耐受能力,綜合上述分析得出B02,B03,B04,B05,B09,B10具有較好的耐鹽性能;耐堿性試驗(yàn)的結(jié)果表明,B03和B04能夠耐受pH為11的環(huán)境,且除B02和B08外,其它菌均具有較好的耐堿性能。綜合考察本研究中10株菌對(duì)鹽堿的耐受情況,發(fā)現(xiàn)B03、B04、B05、B09和B10具有較好的耐鹽和耐堿性能,有望在鹽堿化石油烴污染現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
在資源短缺與環(huán)境污染日益嚴(yán)峻的背景下,耐鹽堿菌作為一條有效可行的生物學(xué)途徑,能夠充分發(fā)揮自身潛力,減輕高鹽堿石油污染對(duì)環(huán)境所造成的壓力。篩選得到的耐鹽堿石油烴降解菌在修復(fù)石油污染鹽堿化土壤中具有很大的應(yīng)用潛力。
本研究從天津大港油田石油污染鹽堿化土壤中分離出10株細(xì)菌,經(jīng)過初步液體培養(yǎng)和油平板培養(yǎng)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)10株菌均有較好的原油乳化和降解性能。通過形態(tài)特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析確定這些菌株為蒼白桿菌屬、葡萄球菌屬、迪茨菌屬、棒狀桿菌屬、無色桿菌屬、微桿菌屬、芽孢桿菌屬。這表明石油降解微生物在不同種屬中廣泛存在。
耐鹽堿試驗(yàn)表明,10株菌均有較高的耐鹽堿性能。在鹽度為3%,pH為9的鹽堿環(huán)境下,10株菌的生長(zhǎng)性能均未受到影響。其中,菌B02和B05能夠耐受11%的鹽度環(huán)境;菌B03和B04能夠耐受pH為11的堿度環(huán)境。菌B03、B04、B05、B09和B10為具有較好耐鹽堿性能的微生物,有望在鹽堿化石油烴污染現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。
[1]邱清華, 哈尼帕, 鄧紹云, 等.石油降解混合菌劑的篩選及降解條件研究[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2013, 29(3):184-189.
[2]詹研.中國(guó)土壤石油污染的危害及治理對(duì)策[J].環(huán)境污染與防治, 2008, 30(3):91-93.
[3]Verma S, Bhargava R, Pruthi V. Oily sludge degradation by bacteria from Ankleshwar, India[J]. International Biodeterioration& Biodegradation, 2006, 57(4):207-213.
[4]Obayori OS, Adebusoye SA, Adewale AO, et al. Differential degradation of crude oil(Bonny light)by four Pseudomonas strains[J]. Journal of Environmental Sciences, 2009, 21(2):243-248.
[5]Margesin R, Schinner F. Biodegradation and bioremediation of hydrocarbons in extreme environments[J]. Applied Microbiology &Biotechnology, 2001, 56(5-6):650-663.
[6]徐金蘭, 黃廷林, 唐智新, 等.高效石油降解菌的篩選及石油污染土壤生物修復(fù)特性的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 27(4):622-628.
[7]陸昕, 陳立, 李娟, 等.假單胞菌Nwu 1-mu對(duì)陜北石油污染土壤的生物修復(fù)作用研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 29(5):910-917.
[8]Wang XB, Chi CQ, Nie Y, et al. Degradation of petroleum hydrocarbons(C6-C40)and crude oil by a novel Dietzia strain[J]. Bioresource Technology, 2011, 102(17):7755-7761.
[9]Karamalidis AK, Evangelou AC, Karabika E, et al. Laboratory scale bioremediation of petroleum-contaminated soil by indigenous microorganisms and added Pseudomonas aeruginosa strain Spet[J]. Bioresource Technology, 2010, 101(16):6545-6552.
[10]Zhang Z, Gai L, Hou Z, et al. Characterization and biotechnological potential of petroleum-degrading bacteria isolated from oilcontaminated soils[J]. Bioresource Technology, 2010, 101(21):8452-8456.
[11]Balachandran C, Duraipandiyan V, Balakrishna K, et al. Petroleum and polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs)degradation and naphthalene metabolism in Streptomyces sp.(ERI-CPDA-1)isolated from oil contaminated soil[J]. Bioresource Technology,2012, 112:83-90.
[12]Lu L, Huggins T, Jin S, et al. Microbial metabolism and community structure in response to bioelectrochemically enhanced remediation of petroleum hydrocarbon-contaminated soil[J]. Environmental Science & Technology, 2014, 48(7):4021-4029.
[13]Gargouri B, Karray F, Mhiri N, et al. Application of a continuously stirred tank bioreactor(CSTR)for bioremediation of hydrocarbonrich industrial wastewater effluents[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 189(1):427-434.
[14]Mariano AP, Bonotto DM, Angelis DF, et al. Biodegradability of commercial and weathered diesel oils[J]. Brazilian Journal of Microbiology, 2008, 39(1):133-142.
[15]Mariano AP, Kataoka APAG, Angelis DF, et al. Laboratory study on the bioremediation of diesel oil contaminated soil from a petrol station[J]. Brazilian Journal of Microbiology, 2007, 38(2):346-353.
[16]von der Weid I, Marques JM, Cunha CD, et al. Identification and biodegradation potential of a novel strain of Dietzia cinnamea isolated from a petroleum-contaminated tropical soil[J]. Systematic and Applied Microbiology, 2007, 30(4):331-339.
[17]Angelim AL, Costa SP, Farias BCS, et al. An innovative bioremediation strategy using a bacterial consortium entrapped in chitosan beads[J]. Journal of Environmental Management, 2013,127:10-17.
[18]陳露, 李淑芹, 薛燕芬.一株產(chǎn)脂肽類表面活性劑的堿性Dietzia菌及特性研究[J].微生物學(xué)通報(bào), 2012, 39(11):1573-1579.
[19]王興彪, 湯岳琴, 吳鋼, 等.細(xì)菌Dietzia sp. DQ12-45-1b代謝十六烷產(chǎn)物分析和檢測(cè)方法優(yōu)化[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2013, 19(3):519-522.
[20]Ma Q, Lin A, Ma E, et al. A review of micro-biological degradation and remediation of total petroleum hydrocarbon in soil[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2008, 3(1):1-8.
[21]Torres LG, Rojas N, Bautista G, et al. Effect of temperature, and surfactant’s HLB and dose over the TPH-diesel biodegradation process in aged soils[J]. Process Biochemistry, 2005, 40(10):3296-3302.
[22]Gojgic-Cvijovic GD, Milic JS, Solevic TM, et al. Biodegradation of petroleum sludge and petroleum polluted soil by a bacterial consortium:a laboratory study[J]. Biodegradation, 2012, 23(1):1-14.
[23]Bacosa H, Suto K, Inoue C. Preferential degradation of aromatic hydrocarbons in kerosene by a microbial consortium[J]. International Biodeterioration & Biodegradation, 2010, 64(8):702-710.
[24]Vinas M, Sabaté J, Espuny MJ, et al. Bacterial community dynamics and polycyclic aromatic hydrocarbon degradation during bioremediation of heavily creosote-contaminated soil[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2005, 71(11):7008-7018.
[25]Maqbool F, Wang Z, Xu Y, et al. Rhizodegradation of petroleum hydrocarbons by Sesbania cannabina in bioaugmented soil with free and immobilized consortium[J]. Journal of Hazardous Materials,2012, 237:262-269.
[26]Ebkowska M, Zborowska E, Karwowska E, et al. Bioremediation of soil polluted with fuels by sequential multiple injection of native microorganisms:Field-scale processes in Poland[J]. Ecological Engineering, 2011, 37(11):1895-1900.
[27]Tang J, Wang R, Niu X, et al. Enhancement of soil petroleum remediation by using a combination of ryegrass(Lolium perenne)and different microorganisms[J]. Soil and Tillage Research,2010, 110(1):87-93.
[28]宋立超.鹽土多環(huán)芳烴降解菌篩選分離及其污染修復(fù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D].沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué), 2011.
[29]張竹圓, 白潔, 周方, 等.兩株河口濕地耐鹽石油降解菌的生物學(xué)特性及降解能力研究[J].海洋湖沼通報(bào), 2011, 25(1):147-153.
[30] Nicholson CA, Fathepure BZ. Biodegradation of benzene by halophilic and halotolerant bacteria under aerobic conditions[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2004, 70(2):1222-1225.
[31]Obuekwe CO, Badrudeen AM, Al-Saleh E, et al. Growth and hydrocarbon degradation by three desert fungi under conditions of simultaneous temperature and salt stress[J]. International Biodeterioration & Biodegradation, 2005, 56(4):197-205.
(責(zé)任編輯 馬鑫)
Isolation and Identification of Saline-alkaline Tolerant Hydrocarbondegrading Strains and Study on Their Saline-alkaline Tolerant Characteristics
Zhang Hairong Tang Jingchun Sun Kejing Zhang Qingmin
(College of Environmental Science and Engineering,Nankai University,Key Laboratory of Pollution Processes and Environmental Criteria(Ministry of Education),Tianjin Key Laboratory of Environmental Remediation and Pollution Control,Tianjin 300071)
10 saline-alkaline tolerant strains which can degrade hydrocarbons were isolated from a petroleum-contaminated saline soil in Dagang oilfield of China. According to their morphology, physiochemical characteristics and 16S rRNA sequence analysis, the 10 strains were identified as Ochrobactrum, Staphylococcus, Dietzia, Corynebacterium, Achromobacter, Microbacterium and Bacillus. Moreover, a series of liquid incubation experiments were conducted to investigate their saline tolerant and alkaline tolerant characteristics. The salt resistance test demonstrated that 10 strains grew well at NaCl concentrations ranging from 0.5% to 5.0% or even higher except B07 which could grow under 3% of NaCl. B02 and B05 still had high growth activity under a salinity of 11%. The alkalinity resistance test demonstrated that all the 10 strains grew well at pH 9. Besides, B01, B03, B04, B06 and B09 could endure the pH of 10, B03 and B04 still had high growth activity with the pH of 11. The results indicated that petroleum-degradation bacteria with high saline tolerant and alkaline tolerant abilities were widespread among different microbial species. Therefore, they are expected to be widely used in the remediation of oil-contaminated saline alkaline soil.
saline-alkaline tolerance;petroleum contamination;soil;petroleum-degradation bacteria;bioremediation
10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.01.023
2014-06-23
國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31270544),國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)重大項(xiàng)目(2013AA06A205),教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目(博導(dǎo)類)(20120031110015)
張海榮,女,碩士研究生,研究方向:生物修復(fù);E-mail:zhanghairong1017@sina.com
唐景春,男,教授,研究方向:生物修復(fù);E-mai:tangjch@nankai.edu.cn