[0027] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明,但本发明不以任何形式受限于实施例内容。实施例中所述试验方法如无特殊说明,均为常规方法;如无特殊说明,所述试剂和生物材料,均可从商业途径获得。
[0028] 实施例1
[0029] 菌株CS07的采集及培养
[0030] 样品采集于大连新港石油污染海域海底沉积物,采集后冰盒保存,并迅速运回实验室进行石油降解微生物的富集分离。
[0031] 称取约10g新采集的沉积物样品加入到含100 mL富集培养基中的250 mL三角瓶中,在15℃静置培养条件下富集1周,然后以梯度稀释分离法分离获得石油降解菌株。
[0032] 培养基:
[0033] 无机盐培养基:MgS04·7H2O 0.7g, NH4NO3 1g, KCl 0.7g, KH2PO4 2g, Na2HPO4 3g,天然海水1000mL,pH7.5,灭菌后补加10mL的微量元素混合液。
[0034] 微量元素混合液:CaCl2 2mg, FeCl3·6H2O 50mg, CuSO4 0.5mg, MnCl2·4H2O 0.5mg, ZnSO4·7H2O 10mg,蒸馏水1000mL。
[0035] 富集培养基:在上述无机盐培养基中,添加石油作为唯一碳源,碳源的添加量为:石油按培养基总量的0.5%(v/v)添加。
[0036] 分离培养基:在富集培养基中添加1.5%的琼脂凝固剂。
[0037] 实施例2
[0038] 菌株的形态观察及鉴定:
[0039] 将菌株CS07分别在以石油为唯一碳源的富集培养基和LB培养基上在15℃条件下划线培养至单菌落,观察菌株CS07的菌落形态。同时挑取菌落至2.5%戊二醛溶液固定1-2h,然后将菌悬液滴于硅片上,自然晾至微湿半干状态,再用pH为7.2的磷酸缓冲液冲洗硅片10min,冲洗3次后,分别用30%,50%,70%,85%,95%,100%乙醇梯度脱水,再向硅片滴加醋酸异戊酯进行固定,放置过夜。第二天将制备好的样品进行镀膜后,进行扫描电子显微镜观察。
如图1所示,菌株CS07在固体LB培养基上,菌落表面湿润光滑凸起,边缘整齐,多呈圆形,不透明,浅黄色。如图2所示,菌株CS07菌株呈杆状,无鞭毛,长约0.25-0.56μm,宽约0.13-0.2μm。
[0040] 根据菌株形态和培养特征排除重复菌株,然后将获得的菌株进行16SrRNA 基因序列分析。采用微波法提取分离获得的微生物基因组DNA,以细菌通用引物F27: 5'-AGAGTTTGATCCT GGCTCAG-3',R1492: 5'-TACCTTGTTACGAC TT-3'(上海生工合成),进行PCR扩增,PCR扩增产物的测序结果提交到NCBI的GeneBank数据库进行比对分析,并利用Blast软件和MEGA软件构建获得的微生物菌株系统发育树,进行可培养微生物种群多样性分析。如图3所示为菌株CS0716SrRNA序列分析,结合其形态结构观察,鉴定菌株CS07为Marinobacter maritimus。
[0041] 实施例3
[0042] 菌株CS07石油降解性能的测定
[0043] 菌株CS07石油降解性能评价采用气相色谱法(日本岛津)测定各菌株的石油降解率。以萃取出的石油醚混合物为样品,使用GC-MS-QP2010型气相色谱-质谱联用仪对菌株降解前后的石油含量变化进行分析。色谱柱型号为HP-5MS(30m×0.25mm×0.25μm),进样量为1μL。菌株的对石油的降解率计算公式为:η=(n0-n1)/n0×100%,其中,η为石油降解率,n0为空白对照,n1为接种了菌株的培养液的萃取液中残余的石油含量。
[0044] 在富集培养基加入150μL石油做为唯一碳源进行各菌株石油降解性能分析。将菌株(菌悬液浓度为108cfu/ml)按照1%的接种量接种至含100ml富集培养基中,分别在15℃静置和150r/min摇床振荡和28℃摇床振荡培养7d后,以30ml石油醚进行萃取,采用GC-MS法测定萃取液中石油烃各组分的降解情况。同时分别观察培养温度(15℃和28℃),pH值(pH5-9),NaCl浓度(0-9%)对菌株CS07降解功能的影响。GC-MS分析时,采用石油醚萃取发酵液,以萃取的石油醚混合物为样品。以未加微生物菌株的富集培养基作为对照,实验重复3次。
[0045] GC-MS分析石油的色谱条件为:进样口温度为200℃;载气为氦气,柱箱初始温度为40℃,升温程序设定为40℃保持5min,之后以10.00℃/min的速度升温至230℃,保持17min;
离子源温度为230℃,扫描范围为50-600amu。
[0046] 在28℃摇床培养条件下,菌株CS07降解率最高,7d石油降解率可达到28.55%;15℃摇床培养条件下,菌株CS07降解率稍低,7d降解率为23.54%;在15℃静置培养条件下,菌株CS07的降解率最低,7d降解率仅为5.73%(表1),说明菌株CS07在中温振荡培养时其降解能力明显好于低温静置培养,氧气在石油的降解中十分必要。但菌株CS07的石油降解率明显不高,
[0047] 在15℃摇床培养7d,pH=7时,菌株CS07的降解率达到最大值(24.92%)。在NaCl浓度为3%时,菌株CS07的降解率达到最大值,此时菌株CS07的在15℃摇床培养条件下7d的石油降解率为25.69%,之后,随着NaCl浓度的升高,菌株CS07的降解率降低,在NaCl浓度为9%时,菌株CS07已不能降解石油。
[0048] 实施例4
[0049] 菌株CS07石油凝聚性能的测定
[0050] 在降解菌株筛选的过程中,观察到菌株CS07在降解石油的同时,会使石油出现凝聚成球状物质的现象,同时发酵液呈现澄清状态,如图4所示为菌株CS07对石油的凝聚现象照片。其中图4-1是加入石油未接种菌株CS07的发酵液对照;图4-2是接入菌株CS07的发酵液中石油凝聚呈颗粒状,发酵液变清澈。由图4可知,菌株CS07对石油具有一定的凝聚性能,因此,对其性能进行更深入研究。
[0051] 在100ml富集培养基加入150μL石油做为唯一碳源,然后将菌株CS07(菌悬液浓度为108cfu/ml)以1%的接种量接种至含100ml富集培养基中,在15℃振荡(150rpm/min)培养7d,观察菌株CS07凝聚性能。
[0052] 采用LB液体培养基振荡培养菌株CS07,使菌株生长至对数期,然后向发酵液中加入石油观察石油的凝聚情况。同时,将培养好的发酵液离心,分别收集上清液和沉淀。对上清液和沉淀的观察如下:(1)向上清液中加入石油观察石油的凝聚情况。(2)向沉淀中加入灭菌的ASM培养基,摇匀后加入石油,观察石油的凝聚情况,同时以ASM培养基作为对照。
[0053] 如图5所示,其中,a为LB发酵原液对石油的凝聚作用;b为LB发酵液离心后的上清液对石油的凝聚作用;c为LB发酵液离心后的沉淀(即菌体)+ASM培养基混匀后对石油的凝聚作用。石油在发酵液原液、上清液及沉淀的ASM培养基溶液中都发生了凝聚,而对照培养基ASM则没有发生凝聚(图4-1),石油呈膜状漂浮于ASM培养基表面。
[0054] 经不同处理后石油凝聚现象也各不相同。振荡培养时,石油均发生了较明显凝聚现象,但低温振荡凝聚现象更为明显,发酵液在3d后就开始变为澄清溶液,石油明显的聚集呈颗粒状。
[0055]
[0056] 注:+为凝聚现象不明显,石油呈片块状;++为凝聚现象较明显,石油部分呈颗粒状;+++为凝聚现象很明显,石油全部呈颗粒状,溶液变为澄清。
[0057] 实验结果:
[0058] 通过对菌株CS07在不同培养条件下的降解性能评价以及凝聚情况评价,发现菌株CS07在28℃摇床培养条件下降解率最高,但在15℃摇床培养条件下凝聚情况最好,在15℃静置培养条件下,菌株CS07对石油的降解率极低,并且凝聚情况最差。通过GC-MS分析,可知菌株CS07对石油烃中的全组分都可以降解,但在不同条件下降解的组分不同,在28℃摇床培养时,菌株CS07主要降解长链烷烃,因此降解后的石油组分中短链烷烃甚至出现了增加的情况,在15℃培养条件下,石油中各组分都呈现下降的状态,但相比而言菌株CS07在15℃摇床培养的条件下,对石油中各组分的降解较为均衡,在15℃静置培养条件下,石油中短链烷烃的部分降解率较高,而长链烷烃的部分降解率较低。