专利名称：一株短芽孢杆菌菌株及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种可用于降解铜绿微囊藻的微生物菌株及其应用。
背景技术：
近年来，城市生活污水和工业废水的过量排放以及农田施肥，导致营养物质(主要是 指氮、磷等)大量排入自然水体，引起各种藻类、水生生物、植物异常繁殖和生长，这就 是水体富营养化现象。富营养化严重的水体水面上会聚集成大片水华(湖泊)和赤潮(海 洋)。据调査，我国卯％以上的湖泊已经达到了中营养状态或富营养状态。富营养化会导 致藻类等微生物大量繁殖，首先使水体表层着色，造成色污染，特别是藻类高发期时水面 呈黄绿色，影响水底生物的光合作用。藻类大量繁殖，还会导致水中溶解氧降低，鱼类死 亡，破坏水体的生态平衡。除此之外，富营养化会对来水生产工艺及管网和管网水质造成 负面影响。有害藻类水华己成为全球性的环境难题，严重影响人类的生活景观、经济生产 和身体健康。铜绿微囊藻(Af/CTOC，to)是有害水华中常见的原因藻类，目前的物理、化学或常见的微生物除藻方法都存有一定的局限性。其中物理方法存在效率低下，成本高的缺点；化 学方法虽然见效快，但常引起二次污染；而常规的生物预处理除藻方法如生物接触氧化法 工程投资大，操作较困难，占地面积大，除藻效果也不甚理想。为达到对有害水华中的铜 绿微囊藻快速、高效去除，本发明从自然水体中分离纯化获得一株微生物，并用于对铜绿 微囊藻有效治理。 发明内容本发明的目的是提供可用于去除铜绿微囊藻的微生物菌株及其应用，以消除当前水华 中铜绿微囊藻大量繁殖带来的环境污染问题。本发明从黄化的铜绿微囊藻液中筛选并获得一株对铜绿微囊藻具有较好溶藻效果的 细菌5^讨6""7/^^;7. FDH1，保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地 址北京市海淀区中关村北一条ll号，保藏日期2007年8月18日，保藏编号CGMCCNo. XXXXXX。在一定条件下，该菌株对铜绿微囊藻具有较高的降解能力。微生物菌株的筛选 以黄化的铜绿微囊藻液为目标细菌分离源，采用涂布平板及分区划线法经多次纯化分 离，最终筛选出具有较高溶藻效能的菌株，编号为FDH1。将其接入斜面培养基，于冰箱4 'C保存。细菌培养基采用牛肉膏蛋白胨培养基。该菌株为革兰氏阴性产芽孢杆菌，杆状，大小为(0.8-1.0)X(2.4-4.0)pm，芽孢为椭圆 形，大多中央生，孢囊膨大，有周生鞭毛，过氧化氢酶阳性、V.P (乙酰甲基甲醇产生)阴 性、V.P培养物的终pH为7.5、不产生H2S和吲哚、能水解明胶、在5% NaCl中生长被 抑制。使用引物27F (5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG陽3')和1512R (5'-ACG GCT ACC TTG TTACGACT-3')，并应用PCR技术，从该菌株的总DNA中扩增16S rDNA片段，并 经双向引物测序，最终得到该菌株16S rDNA的序列为SEQ. ID. No. 1 。经鉴定，该菌株为 矢豆芽孢杆菌5A"eW6a"7/iw jp/ .， 命名为SA^v/Z flc/〃wj s;7;7. FDH1 。 2菌株5rev沾fl"7/附FDH1在铜绿微囊藻去除中的应用将保藏培养基菌种活化后接种到装有培养基的500 mL无菌三角瓶中，在35°C 、200 rpm 条件下震荡培养10h后，当细菌进入对数增长期时，将50ml菌液(浓度为2.0X108个/mL) 倒入200 ml含铜绿微囊藻的水样中，在30-35。C、 pH为7.4-7.6条件下，菌株S簡》ac/〃z" ^p.FDHl对铜绿微囊藻的具有较高的去除能力(以叶绿素a去除率为度量指标)，并具有 随时间的变化特征。结果表明，该菌株对铜绿微囊藻的降解率在随时间的增加逐步提高， 到达18h时降解效率达到最高(见图l)。以后不再变化，基本维持该水平。 一般降解效率 达90%以上。温度、pH和时间变化对细菌除藻效能有较大的影响。由于适宜菌株^"ev/^c///^印p. FDH1生长的pH值在7.4-7.6之间，适宜铜绿微囊藻生长的pH值在8.1-9.0之间。所以当 pH值偏高时(如pH〉8.1)，环境有利于藻的生长而不太适宜细菌的生长，则细菌除藻作用 不明显；而pH值适于细菌的生长但不适合藻的生长时(如pH=7.5)，细菌就很容易感染藻 细胞，抑制其生长，甚至导致藻细胞的死亡；但若pH值过低，细菌和藻类的生长均受抑 制。温度条件对菌株^"eWk^7/w FDH1的除藻作用也有很大的影响。最适合菌株的生 长温度为35i:，而铜绿微囊藻的最适生长温度为25°C。在35'C时，菌株的除藻作用最为 显著，此时藻细胞的生长状况并不十分良好，很容易受到细菌的侵扰；同时，在35'C条件 下细菌保持着相对较高的繁殖率，这两个条件使得该菌的除藻效力有很大程度地增强。菌 株份，'6腦7^w少.FDH1的除藻效果随时间变化特征与其自身的生物活性密切相关。根据 细菌的生长曲线可知，该细菌在10 h左右开始进入对数生长期，加入受试藻液的菌液即 为处于对数增长期的菌液，此时细菌细胞代谢活力最强，合成新物质的速度最快，细菌生长旺盛的细胞数量不但以几何级数增加，而且细胞每分裂一次的时间间隔最短。细菌对不 良环境的抵抗力强。因此叶绿素a的去除速度较快。 一段时间后，细菌经过稳定期进入衰 亡期，这时细菌死亡率增加，活菌数减少，甚至死亡数大于新生菌数。衰亡期的细菌少繁 殖或不繁殖，或自溶，细菌活性低，因此叶绿素a的去除率逐渐趋于平缓。对菌株^wi^""7/^w; . FDH1进一步研究，发现该菌株在经滤膜过滤、离心沉降、高 温灭活和超声破碎后，B^v/k^7/ws FDH1仍然保持着对铜绿微囊藻的高去除率。由此 可知，份ev沾ac///^ FDH1通过分泌一种特殊的胞外物质起溶藻作用，且该分泌物耐高 温、高压，为非蛋白类物质。
图1为在温度35。C、 pH7.5的条件下，含藻水中加入菌株^^/6ac/〃m^^. FDH1后叶绿 素a浓度随时间的变化情况。
具体实施方式
实施例1以实验室黄化的铜绿微囊藻液作为目标细菌分离源，采用涂布平板及分区划线法经多 次纯化分离，将分离获得的18株细菌分别置于200 mL液体培养基中，200 rmin—1， 35°C 下培养2d，然后分别加入IOO mL含铜绿微囊藻的水样中，考察、比较各菌的溶藻效果， 最终筛选出具有较高溶藻效能的菌株Hl 。经鉴定为短芽孢杆菌^"ev^ad//^ w取，命名为 SwW^c!7/m w取FDH1 ，将其接入斜面培养基，于冰箱4'C保存。细菌培养基采用牛肉膏 蛋白胨培养基。其中lOOOmL液体培养基中构成如下l)牛肉膏3.0g;2)蛋白胨10.0 g; 3) NaCl 5.0 g; 4) H20 1000 ml; 5) pH 7.4-7.6。 1000 ml斜面培养基构成如下1) 牛肉膏3.0g; 2)蛋白胨10,0 g; 3) NaCl 5.0 g; 3) H2O 1000ml; 4)琼脂18.0g; 5) pH 7.4-7.6。将溶藻细菌于35 °C， 200 rpm条件下培养12 h后，按25 %的接种量分别接种到培 养30 d左右的受试藻液(叶绿素a浓度485.256 Pg/L)中，设空白对照。在温度35'C、 pH7.5和转速200 rpm的条件下，每隔3h测定受试藻液的叶绿素a的含量(丙酮提取分光 光度法)，连续监测24h。结果表明，在温度35°C、 pH7.5的条件下，份，^"7/w^;7. FDH1 对铜绿微囊藻的去除率随时间的增加而提高。其中，叶绿素a含量在前9h下降速率最快， 去除率达70%， 18h后达到最大值，为91.4%,此后基本维持在该水平不再变化。<image>image see original document page 6</image>
权利要求
1、一种短芽孢杆菌菌株，其特征在于从黄化的铜绿微囊藻液中筛选获得，为短芽孢杆菌Brevibacillus spp.，命名为Brevibacillus spp.FDH1，大小为(0.8-1.0)×(2.4-4.0)μm，保藏号为CGMCC No.XXXXXX，保藏日期2007年8月18日。
2、 一种如权利要求1所述短芽孢杆菌蓖株在降解铜绿微囊藻中的应用。
全文摘要
本发明属于环保技术领域，具体为一种可用于降解铜绿微囊藻的短芽孢杆菌菌株及其应用。该菌株从黄化的铜绿微囊藻液中筛选获得，命名为Brevibacillus spp.FDH1。将该菌株经过培养基培养，得到一定深度的菌液，将该菌液加入含铜绿微囊藻水样中，在一定条件下，该菌株对铜绿微囊藻具有良好的降解去除作用，降解去除率达90％以上。
文档编号C12N1/20GK101157902SQ200710045409
公开日2008年4月9日 申请日期2007年8月30日 优先权日2007年8月30日
发明者樊正球, 母锐敏, 王祥荣 申请人:复旦大学