沼灌土壤17β-雌二醇专性降解菌的分离筛选及降解特性

集约化畜禽养殖场产生的沼液通常就地回用，在循环利用有机物的同时也会带来类固醇雌激素（Steroid Estrogens，SEs）的累积及污染。为降低沼灌后SEs对水土环境的污染风险，该研究采用富集和纯化培养法，对西南地区某奶牛养殖场沼灌区土壤中雌激素降解菌进行分离及筛选，获得一株利用17β-雌二醇（17β-E2）为唯一碳源生长繁殖的降解菌。通过16S rDNA 基因序列进行同源性比对以确定种属，并研究其降解特性。分别研究了菌株在不同温度、pH值、底物浓度三种单因素条件下的降解特性，然后利用三因素三水平正交试验继续优化菌株最适降解条件。结果表明：分离出的优势菌为生丝微菌属（Hyphomicrobium sp.），命名为Hyphomicrobium sp.SS-1，该菌株在10～40 ℃、pH值为5～9、底物浓度为1～10 mg/L的条件下，均能不同程度降解17β-E2。其中菌株在温度为30 ℃、pH值为7、底物浓度5 mg/L的条件下，培养7 d对17β-E2的降解率可达71%，并伴随毒性低于E2的降解产物E1和E3生成，总雌激素去除率为56.8%。正交试验结果显示，各因素对菌株降解能力的影响顺序从小到大为：底物浓度、温度、pH值，且都为显著影响（P<0.05）；菌株最适降解条件为温度35 ℃、pH值为7、底物浓度5 mg/L，该条件下培养7 d，菌株对17β-E2的降解率可达97.09%。研究结果可为复杂基质环境中微生物降解SEs提供优质菌种资源，并为沼液灌溉区土壤的雌激素污染修复提供有效途径。