一种黄曲霉菌株及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于微生物治理环境污染领域，具体地涉及一种对铜和锌具有高抗性的黄 曲霉菌株，该菌株在处理含铜和锌的水中的应用。
【背景技术】
[0002] 由于重金属导致的大气、土壤及地表水、地下水的环境污染问题日益突出，使生态 环境面临着严峻的考验。我国20个主要城市土壤受Cr、Cu、Pb、Zn、Ni和Cd的污染十分普 遍。与传统的物理化学治理方法相比，微生物修复是重金属污染治理最有效且广泛应用的 方法之一。由于重金属毒害性限制微生物修复技术广泛应用，而长期生活在重金属污染环 境中的抗性微生物在重金属修复中具有很大的应用潜力。因此，选择具有重金属耐性的菌 种尤其关键。
[0003] 目前，由于真菌细胞壁含有丰富多糖，在重金属污染修复技术方面得到广泛关注。 已有研宄报道表明抗性真菌能有效提高重金属的去除能力，从制革污泥中筛选抗Cr(VI) 的淡紫拟青霉（Paecilomyces Iilacinus)，能有效还原Cr (VI)和富集Cr (III);抗性黑曲 霉（Aspergillus niger)对城市垃圾焚烧飞灰中Cd、Mn、Zn和Pb的溶出率分别为87. 4%、 64. 8%、49. 4%和45. 9%。因此，筛选一株对重金属具有耐性的霉菌菌株在重金属污染治理 中将具有突出的应用潜力。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种对铜和锌具有高抗性的黄曲霉菌株，从而利 用该菌株进行重金属铜和锌污染环境的微生物修复。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了以下的技术方案。
[0006] 在本发明的一个方面，提供了一种黄曲霉菌株，其属于曲霉属（Aspergillus)黄 曲霉（Aspergillus f Iavus)，其保藏名称为黄曲霉菌株TL-F3,保藏单位为中国微生物菌种 保藏管理委员会普通微生物中心（位于：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微 生物研宄所），保藏日期为2013年9月10日，保藏编号为CGMCC No. 8146。
[0007] 在本发明一个优选的方面，上述黄曲霉菌株的ITS rDNA序列如SEQ ID NO. 1所示。
[0008] 在本发明一个优选的方面，所述的菌株在25-37°C，pH值6. 0-7. 0培养条件下较好 的生长，在PDA上生长较快，菌落疏松略带絮状，初带黄色，后变黄绿色，成熟后颜色变暗， 反面略带褐色；显微镜下观察：菌丝无色，有隔，分生孢子梗无横隔，分生孢子头呈疏松放 射形，继变为疏松柱状。顶囊烧瓶形或近球形，小梗单层或双层；分生孢子球形或近球形，粗 糙。
[0009] 在本发明的一个方面，提供了上文所述的黄曲霉菌株在处理水中的用途，其中待 处理的水含有Cu(II)和/或Zn (II)。
[0010] 在本发明一个优选的方面，所述的Cu(II)的浓度为以Cu(II)计不高于800mg/L， 优选地为25?200mg/L，更优选地为50?100mg/L。
[0011] 在本发明一个优选的方面，所述的Zn(II)的浓度为以Zn(II)计不高于6000mg/L， 优选地为25?200mg/L，更优选地为50?100mg/L。
[0012] 在本发明一个优选的方面，所述Cu(II)和Zn(II)的浓度分别为以Cu(II)或 Zn(II)计25?200mg/L ;优选地Cu(II)和Zn(II)的浓度分另Ij为以Cu(II)计25mg/L和以 Zn(II)计 100mg/L〇
[0013] 在本发明的另一个方面，提供了一种培养所述的黄曲霉菌株的菌丝球培养液（即 菌株培养液）的方法，其包括步骤：取孢子浓度为IO 5?10 8cfu/l (优选地为107CFU/L)的 活菌，按照1:99的体积比接入液体培养基中；于30°C、转速为130转/分钟条件下震荡培 养7天，即可得到菌丝球培养液。
[0014] 在本发明一个优选的方面，所述的液体培养基按照如下的方法来制备：取葡萄 糖 20g、蛋白胨 10g、NaCl 0· 2g、CaCl2 0· lg、KCl 0· lg、K2HPO4 0· 5g、NaHCO3 0· 05g、MgSO4 0. 25g、Fe(S04)2 7H20 0. 005g，蒸馏水定容至 1000mL，调节 pH 至 5. 0 ;在 121°C 下灭菌 30 分 钟。
[0015] 在本发明的另一个方面，提供了一种处理含有Cu(II)和/或Zn(II)的水的方法， 其包括步骤：1)将黄曲霉菌株孢子液加入分别含有50mg/L Cu(II)或Zn (II)前文所述的 培养液中；2)调节所述的水的pH值至2. 0?6. 0 ;3)将所述的水在25°C?35°C温度下， 70?160转/分钟的转速下培养6?9天（具体见图6-图10)。
[0016] 在本发明一个优选的方面，在步骤2中，将pH调节到4. 0-6. 0 ;
[0017] 在本发明一个优选的方面，在步骤3中，使用100-160转/分钟的转速；
[0018] 在本发明一个优选的方面，在步骤3中，水的温度为30?35°C ;
[0019] 在本发明一个优选的方面，在步骤1中，培养液的浓度为105-108CFU/L，例如为 10 6-108CFU/L，最优选地为 107CFU/L 或者 108CFU/L ;
[0020] 在本发明一个优选的方面，在步骤3中，培养时间是7-9天。
[0021 ] 在本发明一个优选的方面，所述黄曲霉菌株培养液或者菌丝球培养液与水的体积 比为1:99。
[0022] 在本发明一个优选的方面，在上述的方法中，将所述的水的pH值调节至5.0;将所 述的水在30°C下，130转/分钟的转速下培养6-9天，优选为7天。
[0023] 本发明的技术方案带来了以下的有益技术效果：
[0024] 1、本发明从污染矿区土壤中筛选对重金属铜和锌具有耐性的真菌菌株，该菌株对 211(11)和&1(11)耐受性分别为60001^/1，80011^/1，对两种金属具有较强的耐性。菌种来 源易得且分离纯化方法简便快捷，成本低，对环境友好；为重金属污染微生物修复提供一种 很好的基因工程菌资源。
[0025] 2、筛选的黄曲霉TL-F3对Cu(II)和Zn(II)具有高抗性和去除能力，在25mg/L时， TL-F3菌株对Zn(II)和Cu(II)去除率分别为83. 34%、75. 57%，在50mg/L的去除率分别 为72. 13%，60. 45%。在Cu (II)+Zn (II)为（25+100)mg/L时，复合污染去除率达到最大，分 别为77. 65%和86. 13%。这对该菌株在含Cu(II)、Zn(II)及其复合污染的工业废水处理 中的作用十分重要，在微生物修复含Cu(II)和Zn(II)的废水和土壤中具有重要的应用潜 力。
【附图说明】
[0026] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0027] 图1黄曲霉菌株TL-F3系统发育树；
[0028] 图2 0、50mg/L Zn(II)和Cu (II)浓度溶液培养7d的SEM和TEM图，其中图2a为： A.flavus TL-F3 富集前的 SEM 图；图 2b 为：A.flavus TL-F3 富集 Cu(II)后的 SEM 图；图 2c 为：A. flavus TL-F3 富集 Cu(II)后的 SEM 图；图 2d 为：A. flavus TL-F3 富集前的 TEM 图； 图 2e 为：A. f lavus TL-F3 富集 Cu (II)后的 TEM 图；图 2f 为：A. f lavus TL-F3 富集 Cu (II) 后的TEM图；
[0029] 图 3 描述了不同浓度的 Zn(II)和 Cu(II)对 Aspergillus flavus TL-F3 生长影 响的柱状图；
[0030] 图4描述了黄曲霉菌株TL-F3对单一浓度Zn(II)和Cu(II)的去除率的柱状图；
[0031] 图5描述了黄曲霉菌株TL-F3对复合浓度Zn(II)和Cu(II)的去除率的柱状图；
[0032] 图6描述了不同pH下黄曲霉菌株TL-F3对单一浓度Zn(II)和Cu(II)的去除率 的柱状图；
[0033] 图7描述了不同转速下黄曲霉菌株TL-F3对单一浓度Zn (II)和Cu (II)的去除率 的柱状图；
[0034] 图8描述了不同温度下黄曲霉菌株TL-F3对单一浓度Zn (II)和Cu (II)的去除率 的柱状图；
[0035] 图9描述了不同孢子液浓度下黄曲霉菌株TL-F3对单一浓度Zn (II)和Cu (II)的 去除率的柱状图；
[0036] 图10描述了不同作用时间黄曲霉菌株