苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis YLX-4及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种嗜砸微生物及其应用，尤其设及一株苏云金芽抱杆菌Bacillus thuringiensiSYLX-4及其在微生物转化合成有机砸、微生物合成纳米砸、微生物活化砸矿 石、富砸微生物肥料及砸污染环境修复中的应用，属于生物技术领域。
【背景技术】
[0002] 极端微生物是指适合在极端环境中生活的微生物种属，包括嗜热菌、嗜盐菌、嗜 碱菌、嗜酸菌、嗜压菌、嗜冷菌W及抗福射、耐干燥、抗高浓度金属离子和极端厌氧的微生 物（Rothschild&Mancinelli，2001 ;陈驗等，2006)，目前极端微生物的研究主要在大洋中 脊、热泉、盐湖、矿坑排水等区域。在深海洋中脊的热液环境中生活着大量嗜热、嗜压细 菌，其在洋中脊的Fe、S、Zn、化循环及成矿中扮演着重要的角色（Taylor&Wirsen, 1997 ; Labrenzetal. , 2000 ；Kasama&Murakami, 2001 ；Emerson&Mayer, 2002；Kennedyet al.，2003;彭晓形等，2007;陈顺等，2010)。地质微生物学家对美国黄石公园（Susanet al. , 1994, 1996)、冰岛（Marteinssonetal. , 2001;Thomasetal. , 2007)、意大利化vist etal.，2005)、中国云南（宋兆齐等，2008;黄秋媛等，2010)等地的众多热泉进行研究， 掲示在运些高达70摄氏度W上，有些甚至超过100摄氏度的热泉里面，活跃着大量嗜热 微生物一一泉古菌，拓展了我们之前对微生物生存极限的想象。而美国犹他大盐湖（盐 度2. 2% )、死海（盐度2. 5% )、里海（盐度（1. 7% )等高盐环境中生活着许多抗高渗透 压微生物（Antonioetal. , 1998 ;化eelandetal. , 1998 ;0renetal. , 2001)。位于青 海省东北部的中国境内最大的内陆高原咸水湖泊，更由于其独特的沉积环境，成为地质微 生物学研究的天然实验室（妥进才等，2005)。酸性矿坑排水中大量存在嗜酸铁氧化菌， 如氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillusferrooxidans)，大量参与Fe、Mn、S等的循环 度曰1?5'&8曰11^61(1，2003;化的111化曰叫1巧，2005;陆建军等，2005;蒋磊等，2006)，一方面造 成广泛的生态问题，另一方面为矿坑排水的治理提供了新的思路（Johnson&Kevin, 2003)。 即使对于遥远南极的厚厚冰层下封存几百万年之久的冰下湖生命系统，我们依然保存着浓 厚的兴趣度ulatetal.，2009, 2011)。
[0003] 可是，很少有人关注富砸极端环境中的微生物组成。运主要是因为砸是地壳中的 微量元素，难W成矿或形成极端富砸的环境，极大限制了对嗜砸微生物的研究。
[0004] 湖北恩施渔塘巧具有世界上唯一的砸矿床，是典型和独特的极端富砸环境，在砸 矿区的渗滤水系统和砸矿尾矿的渗滤水系统中具有高浓度的砸含量，其中水体中的砸含量 高达40. 0-94. 1 ^旨/1，平均值为 58. 4+16. 8yg/UZhu&Zheng，2001;Zhuet日1.，2008)，是 克山病区水体砸含量的330倍（Fordyceetal.，2000)，是世界卫生组织（WHO)推荐饮用水 砸含量上限的10倍（Presser，1994);沉积物中的砸含量高达8. 28-82. 9mg/kgDW，平均值 为26.6±26.8111邑/4邑0胖狂1111&211611邑，2001;2111161曰1.，2008)，是美国西部沉积物砸含量上 限值（1. 4mg/kgDW)的19倍（Presser，1994)。目前，仅有朱建明小组对湖北恩施渔塘巧高 砸碳质泥岩中的微生物多样性特征进行了初步研究（雷磊等，2009)，并分离了两株具有亚 砸酸盐还原能力的细菌（王明义等，2006)。在发明专利方面，仅有《一种利用微生物发酵生 产活化砸矿粉的方法》狂L201210166664. 4)和《一种利用超耐砸微生物制备红色单质砸的 方法》（申请号201210167650. 6)中利用湖北恩施砸矿物的砸矿渣、±壤进行分离相关耐砸 微生物，进而接种到砸矿粉或其他含砸介质中，制备活化砸矿粉或红色单质砸。但发明专利 中并未分离纯化相关耐砸微生物，也未鉴定微生物种属和特征。
【发明内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供了 一株苏云金芽抱杆菌Bacillus thuringiensisYLX-4及其应用。
[0006] 本发明的技术方案是：
[0007] 本发明提供了一株苏云金芽抱杆菌BacillusthuringiensisYLX-4,该苏云金 芽抱杆菌是从中国湖北恩施砸矿区渗滤水系统的菌席沉积物中分离纯化的、具有嗜砸微 生物特征的细菌菌株，该苏云金芽抱杆菌的保藏名称为苏云金芽抱杆菌YLX-4度acillus thuringiensisYLX-4)，保藏单位为中国典型培养物保藏中屯、（CCTCC)，保藏地址为：中国 武汉武汉大学，保藏日期为2013年12月18日，保藏编号为CCTCCN0:M2013674。
[0008] 该苏云金芽抱杆菌的菌种菌学特征描述如下：
[0009]【形态特征】该苏云金芽抱杆菌在28摄氏度的TSA培养基中培养24小时观察到 的菌落为红色平滑的圆形，并具有全缘凸面（附图1);菌株为杆状，大小为3~5X10~ 15ym(附图2);并具有伴抱晶体，大小为1X1ym的菱形（附图3);对该菌株进行革兰氏 染色，显示为革兰氏阳性菌。
[0010] 【嗜砸特征】将该苏云金芽抱杆菌依次分别接入到含砸（W亚砸酸钢配置）0、10、 20、50、100、200、500、1000、2000、5000mg/kg的TSB培养液中，结果显示：在砸浓度《20mg/ kg情况下，细菌生长不受抑制，培养液颜色不呈现明显的红色。在砸浓度> 200mg/kg情况 下，培养液颜色开始呈现明显的红色，在2000mg/kg条件下，培养液中的红色依然明显，表 明该菌种代谢正常。必须指出的是即使在砸含量高达2000mg/kg的极端条件下，菌种依然 能生长，体现出了极端耐砸能力，但是培养液红色已经明显减弱。超过2000mg/kg浓度下， 该菌种不能生长。 W11] 【16SrRNA基因序列分析】从本发明所述菌株的纯培养物中提取基因组DNA，利用 通用引物27f和149化进行PCR扩增和测序，进一步通过化USTALX软件和Mega4. 0软件W化i曲bour-joining方法构建系统进化树（附图4)，进行系统发育分析。结果显示菌株 属于苏云金芽抱杆菌度acillusthuringiensis),命名为苏云金芽抱杆菌YLX-4度acillus thuringiensisYLX-4)，保藏单位为中国典型培养物保藏中屯、（CCTCC)，保藏地址为：中国 武汉武汉大学，保藏日期为2013年12月18日，保藏编号为CCTCCN0:M2013674。
[0012] 【生理生化反应特征】该菌株的运动性特征检测显示其运动性良好，菌落颜色呈白 色，菌落直径达2~5mm，适宜生长溫度为10°C，在溫度为4°C或42°C均不能生长，且具有伴 抱晶体产生（表1)。
[0013] 表1菌株运动性及菌落特征
[0014]
[0015]
[0016] 本发明还公开了苏云金芽抱杆菌BacillusthuringiensisYLX-4在制备微生物 转化有机砸的应用。本发明所述苏云金芽抱杆菌BacillusthuringiensisYLX-4具有嗜 砸微生物特征，在培养液中的可溶态无机砸（Se4\Se6+)含量不超过20mg/L的条件下，可W 将无机砸高效转化为含砸氨基酸（如砸甲基砸代半脫氨酸），进一步可利用运些有机砸作 为砸缺乏人群的补砸来源。
[0017] 本发明还公开了苏云金芽抱杆菌BacillusthuringiensisYLX-4在制备微生物