藻毒素降解酶在抑制蓝藻及降解藻毒素方面的应用制造技术

本发明专利技术涉及农业、渔业生产及环境保护领域，公开了藻毒素降解酶在抑制蓝藻及降解藻毒素方面的应用。具体公开了藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻以及在抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素中的应用。本发明专利技术还公开了用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物及其制备方法。本发明专利技术通过借助藻毒素降解酶，不仅能够获得抑制或杀灭蓝藻的效果，同时能够降解藻毒素，因此，本发明专利技术的藻毒素降解酶能够广泛应用于农业、渔业(包括水产养殖等)生产及水环境污染处理中。

Application of algal toxin degrading enzyme in the inhibition of cyanobacteria and the degradation of algal toxin

【技术实现步骤摘要】
藻毒素降解酶在抑制蓝藻及降解藻毒素方面的应用
本专利技术涉及农业、渔业生产及环境保护领域，具体涉及藻毒素降解酶(MicrocystinsDegradingEnzyme，MDE)在抑制或杀灭蓝藻中的应用、MDE在抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素中的应用、用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，各地不断大规模爆发蓝藻水华事件，藻害直接影响了周边地区生活用水和工业用水，严重破坏了生态环境，给农业、渔业生产和旅游业发展带来了巨大的经济损失，也给公众健康带来极大隐患，造成严重的社会公共安全问题。在藻害综合治理中需要解决两个方面的关键问题：一是要抑制或杀灭蓝藻，二是要降解由有毒藻死亡后释放到水体中的藻毒素。抑制或杀灭蓝藻的方法有多种，目前常用的有物理法、化学法及生物法等。物理法主要有换水、人工打捞、紫外辐射、微波处理等，物理方法虽然不引入污染物，但具有成本高、费时费力，并且对大水面的水体无能为力的缺点。化学杀藻剂具有经济、高效、方便、起效快等优点，比如以硫酸铜及其络合物为代表的重金属化合物类杀藻剂；以高锰酸钾、高铁酸盐、过氧化物为代表的强氧化剂类杀藻剂；以三唑啉酮类、三嗪类等为代表的除草剂类杀藻剂等。但是，这些杀藻剂存在选择性差、药剂用量大、对鱼类毒性较大等问题，目前主要用于短期快速治理和紧急控制藻害等情况。生物法抑藻或杀藻因其不会产生生态损害，被认为是最安全的抑制或杀灭蓝藻的方法，目前的生物法主要采用人工种植一些适应性好的高等沉水植物，或者放养一些对生态安全没有威胁的水生动物(鲢、鳙、大型溞等)。但是生物法抑藻或杀藻存在起效慢的缺陷，在蓝藻爆发时就无能为力，且不能杀死蓝藻，也不能降解由于有毒藻产生的藻毒素。上述方法不仅在抑制或杀藻上存在一定缺陷，而且没有综合考虑蓝藻死亡后释放到水体中的藻毒素对水生生物及人类的危害。去除或降解藻毒素的方法主要有：(1)物理化学降解法：具体地，通过凝固、活性炭吸收、膜处理技术或者UV/H2O2ClO2降解藻毒素。凝固、活性炭吸收、膜处理技术虽然能部分降低藻毒素在水中的含量，但这些方法均只能将藻毒素转移到其它的地方并不能有效的将藻毒素降解掉，且耗时耗材料，存在成本高的缺点。氧化降解藻毒素的方法虽然降解效率较高，价格便宜，但氧化剂的杀生能力强，专一性差，且容易与有机污染物反应产生有害人体健康的物质。(2)细菌降解法：该方法利用细沙过滤和含有具有选择性的生物降解菌的生物膜来处理水样，该法经济，但操作繁琐，需要经常更换生物膜，且生物降解菌自身代谢需要消耗养分，容易影响生态系统的稳定性，并可能产生未知次生代谢有毒物质，造成二次污染。(3)生物酶降解法：生物降解酶可以降解藻毒素，使其转变为低毒、无毒的小分子物质，具有专一性、高效性且不会产生有毒物质等特点从而备受关注。因此，生物酶制剂无疑是目前有效、安全解除藻害对水体及其副产品污染问题的最优方法之一。如上所述，用杀藻剂(硫酸铜、除草剂等)只杀藻，对藻毒素没有降解作用，一些如物理方法可能对藻毒素有吸附作用，但没有降解作用，只使毒素转移，没有降低或消除。藻毒素降解酶目前的报道都是在于它的降解作用，还没有杀藻作用的报道。也即，除藻和降解藻毒素通常是分开的两个独立步骤，必须分别借助一定的手段(或药剂)实现，难以同时综合治理杀藻和降解藻毒素。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的难以一步实现除藻和降解藻毒素综合治理的缺陷，提供一种MDE在抑制蓝藻及降解藻毒素方面的应用。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻中的应用。本专利技术第二方面提供了藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素中的应用。本专利技术第三方面提供了一种用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物，该组合物中含有组分A，以及含有组分B和/或组分C，所述组分A为藻毒素降解酶、所述组分B为碳酸氢钙、磷酸氢钾、磷酸氢钠、氯化镁、硫酸镁、硫酸铵、壳聚糖、三氯化铁和硫酸亚铁中的至少一种，所述组分C为硫酸铝、硫酸铝钾、低聚糖、葡萄糖、淀粉和淀粉衍生物中的至少一种。本专利技术第四方面提供了制备用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物的方法，该方法包括：(1)将能够表达藻毒素降解酶的核苷酸序列转入表达菌株，得到藻毒素降解酶的表达菌；(2)诱导所述藻毒素降解酶的表达菌表达藻毒素降解酶；(3)将所得藻毒素降解酶与组分B和/或组分C进行混合。本专利技术第五方面提供了上述组合物在抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素中的应用。本专利技术通过借助藻毒素降解酶，不仅能够获得特异地抑制或杀灭蓝藻的效果，同时能够降解藻毒素，因此，本专利技术的藻毒素降解酶能够广泛应用于农业、渔业(包括水产养殖等)生产及水环境污染处理中。换言之，本专利技术提供的含有藻毒素降解酶的组合物不仅能够高效地抑制或杀灭蓝藻，选择性保留不释放藻毒素的藻类，而且能够高效专一地降解水体中有毒藻释放的藻毒素，达到蓝藻综合治理中除藻和解毒同时进行的目的，最优化解决藻害导致的水体污染及可能的副产品污染的问题。附图说明图1是不同浓度的MDE在杀灭铜绿微囊藻905实验中的结果图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。首先，本专利技术提供了藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻中的应用。所述藻毒素降解酶意指各种常见的可以降解藻毒素的酶，一般由鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)和青枯菌(Pseudomonassolanacearum)表达得到。其中，鞘氨醇单胞菌和铜绿假单胞菌分别以微囊藻毒素酶和碱性蛋白酶降解微囊藻毒素。优选情况下，所述藻毒素降解酶为MlrA蛋白、青枯菌酶、谷胱甘肽转移酶和细胞色素P450氧化酶中的至少一种。MlrA蛋白可以为常见的各种MlrA蛋白，例如，AF411068.1编码的蛋白和/或AB468058.1编码的蛋白。其次，本专利技术提供了藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素中的应用。本专利技术的专利技术人发现，藻毒素降解酶在降解藻毒素的同时，能够抑制或杀灭蓝藻。如上所述，优选所述藻毒素降解酶为MlrA蛋白、青枯菌酶、谷胱甘肽转移酶和细胞色素P450氧化酶中的至少一种。本专利技术中，所述蓝藻为各种引发水污染的常见蓝藻，包括微囊藻(Microcystis)(如铜绿微囊藻(M.aeruginosa)、蓝球藻(Chroococcus)、颤藻(Oscillatoria)、念珠藻(Nostoc)(如发菜N.flagelliforme)等。相应地，所述藻毒素为所述蓝藻释放的藻毒素，例如，MC-LR、MC-YR和MC-RR中一种或多种。再者，本专利技术提供了一种用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物，该组合物中含有组分A，以及含有组分B和/或组分C，所述组分A为藻毒素降解酶、所述组分B为碳酸氢钙、磷酸氢钾、磷酸氢钠、氯化镁、硫酸镁、硫酸铵、壳聚糖、三氯化铁和硫酸亚铁中的至少一种，所述组分C为硫酸铝、硫酸铝钾、低聚糖、葡萄糖、淀粉和淀粉衍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻中的应用，优选所述藻毒素降解酶为MlrA蛋白、青枯菌酶、谷胱甘肽转移酶和细胞色素P450氧化酶中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻中的应用，优选所述藻毒素降解酶为MlrA蛋白、青枯菌酶、谷胱甘肽转移酶和细胞色素P450氧化酶中的至少一种。2.藻毒素降解酶在抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素中的应用，优选所述藻毒素降解酶为MlrA蛋白、青枯菌酶、谷胱甘肽转移酶和细胞色素P450氧化酶中的至少一种。3.一种用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物，该组合物中含有组分A，以及含有组分B和/或组分C，所述组分A为藻毒素降解酶、所述组分B为碳酸氢钙、磷酸氢钾、磷酸氢钠、氯化镁、硫酸镁、硫酸铵、壳聚糖、三氯化铁和硫酸亚铁中的至少一种，所述组分C为硫酸铝、硫酸铝钾、低聚糖、葡萄糖、淀粉和淀粉衍生物中的至少一种；优选所述藻毒素降解酶为MlrA蛋白、青枯菌酶、谷胱甘肽转移酶和细胞色素P450氧化酶中的至少一种。4.根据权利要求3所述的用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物，其中，所述组分B为碳酸氢钙、三氯化铁、硫酸镁、硫酸铵和壳聚糖中的至少一种。5.根据权利要求3或4所述的用于抑制或杀灭蓝藻同时降解藻毒素的组合物，其中，相对于100重量份的以干基计的所述组分A，所述组分B的含量为0-30重量份，所述组分C的含量为0-10重量份，且所述组分B和所述组分C的含量之和大于0重量份。6.根据权利要求3-5中任意一项所述的用于抑制或杀灭蓝...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玲玲，刘红林，郭小亮，巩小涵，万坚，冯江涛，廖琴，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42