一株具有降解氟喹诺酮类抗生素功能的克雷伯氏菌LX及其应用

本发明属于污水生物处理。更具体地，涉及一种降解氟喹诺酮类抗生素的克雷伯氏菌及其应用。

背景技术：

1、环丙沙星(ciprofloxacin，cip)作为第三代氟喹诺酮类抗生素，由于其能够通过导致dna旋回酶或拓扑异构酶iv的突变从而抑制细菌dna复制，已广泛应用于人类保健、家畜养殖和水产养殖行业。环丙沙星的过度使用和不完全处理导致其在不同环境中积累，这使得它在土壤、地表水、地下水、废水和沿海水中被检测到。另一方面，环境中抗生素耐药基因(arg，antibiotic resistant genes)和抗生素耐药细菌(arb，antibiotic resistantbacteria)的出现和发展也被视为21世纪人类健康安全和生态系统的全球性挑战。因此，有必要研究一种高效、环保的处理废水中环丙沙星的方法。

2、控制氟喹诺酮类污染的方法有很多，包括吸附、光催化降解、高级氧化技术和微生物降解。尽管吸附、光催化剂和高级氧化技术对环丙沙星具有较高的处理效率，但同时也存在一些问题，包括工艺过程中产生的二次污染、工艺操作的高成本和复杂的工艺设计。生物降解环丙沙星的相关技术因其成本低、效率高、易于控制和环境友好等优点受到广泛关注。在众多研究者的努力下，发现了一系列可在好氧或厌氧条件下对环丙沙星进行生物降解的微生物，包括thermus sp.c419、paraclostridium sp.s2、bradyrhizobium sp.glc_01、和ochrobactrum sp.gh125等。除此之外，专利cn113308413b采用布鲁氏菌(brucellasp.wxx-3制备发酵菌剂降解堆肥产品中氟喹诺酮类抗生素，专利cn112919628a使用厌氧副梭状芽孢杆菌s2处理含氟喹诺酮抗生素废水。然而，上述报道对于环丙沙星的降解大多为共代谢模式，即除环丙沙星外，降解过程中还有葡萄糖和乙酸钠等碳源的介入，即生物修复过程中增加了处理成本，并且关于克雷伯氏菌处理废水喹诺酮抗生素污染的应用鲜有报道，所以发掘可以在好氧环境下以氟喹诺酮类抗生素为单一碳源并实现高效降解效果的菌株具有重要意义。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提出了克雷伯氏菌lx在降解氟喹诺酮类抗生素中的应用，该菌株适用于治理环境中含典型氟喹诺酮类抗生素废水的污染，具有重要意义。

2、本发明的第一个目的在于提供一株克雷伯氏菌lx。

3、本发明的第二个目的在于提供一种克雷伯氏菌的应用。

4、本发明的第三个目的在于提供一种降解氟喹诺酮类抗生素的制剂。

5、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

6、本发明首次确定了具有降解氟喹诺酮类抗生素的克雷伯氏菌(klebsiellapneumoniae)lx，所述克雷伯氏菌lx在msm(含50mg/l环丙沙星)平板上生长，菌落为圆形，表面光滑，颜色为透明至白色，是革兰氏阴性菌。克雷伯氏菌lx的主要理化特性为：菌株生长温度20～40℃，ph范围6～8，兼性厌氧生长，氧化酶为阴性，并从乳糖产生酸和气体。

7、本发明克雷伯氏菌lx在降解废水中氟喹诺酮类抗生素的应用。

8、优选地，降解条件为：降解温度为20～40℃，ph为7.0～8.0，初始接菌量为od600＝0.6～0.8。更优选地，降解温度为29℃，ph为6.3，初始接菌量为od600＝0.72。

9、优选地，所述氟喹诺酮类抗生素为环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星中的一种或多种。

10、一种降解氟喹诺酮类抗生素的制剂，其中包含所述的克雷伯氏菌lx。所述制剂为降解水体中氟喹诺酮类抗生素的制剂。

11、优选地，所述氟喹诺酮类抗生素为环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星中的一种或多种。

12、本发明通过从处理环丙沙星的好氧反应器中分离出一株在好氧条件下具有降解氟喹诺酮类抗生素功能的克雷伯氏菌lx，该菌株能在单一碳源基质环境下对50mg/l环丙沙星进行有效地降解，降解效率可达95％以上。

13、本发明提供的克雷伯氏菌lx在以环丙沙星为单一碳源下，能有效降解典型氟喹诺酮类抗生素。

14、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

15、本发明提供的克雷伯氏菌lx具有较强的降解典型氟喹诺酮类抗生素的能力，尤其是降解环丙沙星的能力，在环丙沙星的浓度为50mg/l时，好氧条件下，降解4天，降解率可达90％以上。本发明提供的克雷伯氏菌lx尤其适用于环境中治理典型氟喹诺酮类抗生素的废水污染，能够达到环境修复的目的。

16、本发明克雷伯氏菌(klebsiella pneumoniae)lx，已于2023年2月7日保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctcc m 2023096，保藏地址：中国，武汉，武汉大学。

技术特征：

1.一株具有降解氟喹诺酮类抗生素功能的克雷伯氏菌lx，其特征在于，所述菌株为克雷伯氏菌(klebsiella pneumoniae)lx，已于2023年2月7日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc m 2023096。

2.权利要求1所述克雷伯氏菌lx在降解废水中氟喹诺酮类抗生素的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，降解条件为：降解温度为20～40℃，ph为7.0～8.0，初始接菌量为od600＝0.6～0.8。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述降解温度为29℃，ph为6.3，初始接菌量为od600＝0.72。

5.根据权利要求2或3或4所述的应用，其特征在于，所述氟喹诺酮类抗生素为环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星中的一种或多种。

6.一种降解氟喹诺酮类抗生素的制剂，其特征在于，所述制剂中包含权利要求1所述的克雷伯氏菌lx。

7.根据权利要求6所述的制剂，其特征在于，所述氟喹诺酮类抗生素为环丙沙星、诺氟沙星和恩诺沙星中的一种或多种。

技术总结
本发明涉及一株具有降解氟喹诺酮类抗生素功能的克雷伯氏菌LX及其应用，所述菌株为克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)LX，已于2023年2月7日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2023096。所述克雷伯氏菌LX为革兰氏阴性菌，在平板培养基上呈现白色菌落，表面光滑且湿润。所述克雷伯氏菌LX可用于降解废水中氟喹诺酮类抗生素，该菌株能在单一碳源基质环境下对50mg/L环丙沙星进行有效地降解，降解效率可达95％以上，从而达到环境修复的目的。

技术研发人员：彭星星,张雅琦,贾晓珊,何宇哲
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13