专利名称：一种解淀粉芽孢杆菌以及采用该菌种制备污染水体修复剂的方法
技术领域：
本发明属于微生物菌种以及微生物制剂，特别是指一种解淀粉芽孢杆菌以及采用 该菌种制备污染水体修复剂的方法。
背景技术：
水资源短缺是全人类不得不面对的生存难题之一，我国的人均淡水资源只有2300 立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。即便如此， 水资源的污染程度却十分严重。据监测，全国39%的湖泊以及东南沿海水体产生富营养 化，70%以上的河流不同程度受到污染，全国多数城市地下水受到一定程度的点源和面源 污染，且有逐年加重的趋势。另外，我国的水产养殖业发展很快，是世界上唯一水产养殖产 量超过捕捞产量的国家，养殖产量已占到世界养殖总产量的70%以上。但由于水体环境的 恶化，常常导致鱼虾病害的爆发流行，2002年我国对虾病毒病爆发，当年产量锐减30%。世界各国都十分重视水体的净化保护，目前，国内外主要采取物理、化学、生物或 多种措施相结合的方法。其中以生物方法反应条件温和、成本低、效率高，不产生二次污染 等特点广泛受到重视，并成为主流技术。1989年，美国首次采用生物修复技术，成功处理了 阿拉斯加海滩埃克森瓦尔迪斯号巨型油轮溢油的污染，标志着生物修复的研究开始成为环 境科学的热点与前沿。1991年第一届原位生物修复(in situ bioremediation)国际会议 在美国圣地亚哥召开，标志着以生物修复为核心的环境生物技术进入了一个全新的发展时 期。目前的水体生物修复研究中，大多集中于对水体中COD、氨氮、硝态氮等污染物 的消解，而对底泥这一重要污染源的净化或修复的研究则较少。这也是目前一些技术措 施应用效果慢、不稳定、维持时间短的根源所在。因为水和底泥是水体生态系统中的两大 物理组成部分，两者之间时刻都在进行着物质、能量和信息的交换，水体中的动植物残体、 排泄物等沉积到水底后，在理化和生物等因素的作用下会慢慢分解，逐渐将可溶的氮磷等 物质释放到覆盖水中。所以，如果不考虑外界对水体的直接污染，底泥是水体恶化的根源 所在，因此，研制对底泥和水体具有较强净化作用的生物修复剂是实现污染水体高效、稳 定净化的关键。经过对现有技术的检索，发现芽孢杆菌主要用于制备抗病虫害的生防微 生物制剂，也有协同其它菌种作为复合制剂对水产养殖水体净化的报道，其中申请号为 200910244889. 7、名称为一种用于水产养殖水体净化的复合微生态制剂。该制剂是采用复 合菌群进行作用完成对水产养殖水体中氨氮、硝态氮、亚硝态氮以及COD等物质的消解或 降解，并不能有效对底泥中的有机质、氨氮和硝酸态等主要污染物具有降解和消解功能，另 外采用复合菌群作为制剂，势必造成生产工艺较为复杂的问题。
发明内容
本发明的目的在于利用已经筛选获得的对水体和底泥中有机质、氨氮和硝酸态氮等主要污染物均具有降解和消解作用的多功能解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo. 3992为菌种，提 供用于湖泊、水库、养殖池塘底泥修复的污染水体修复剂的制备方法。本发明的整体技术构思是一种解淀粉芽孢杆菌 CGMCCNo. 3992 (Bacillus amyloliquefaciens)，该菌种 16S rDNA序列为TCCCTGATGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGGG
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CCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGTAACACCCGAAGTCGGTG。解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo.3992 (Bacillus amyloliquefaciens)，已于 2010 年 7 月 2日提交中国微生物保藏管理委员会普通微生物保藏中心保藏，该菌种是从河北省唐海县 养虾池底泥中分离获得的，暂命名为Tb301。该菌种的形态特征是所述的Tb301解淀粉芽孢杆菌在营养琼脂平板上，菌落初期隆起，湿润，近似圆 形，白色，不透明，边缘整齐，老龄菌落表面干皱有颗粒，中央凹陷，边缘不规则，菌落灰白或 灰黄色，菌落直径4. 0-7. 5mm ；菌体周生鞭毛，有运动性，细胞直径小于1. 0 μ m ；芽孢中生， 椭圆。其生理生化和生长特征如表权利要求
1. 一种解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo. 3992，其特征在于该菌种16Sr DNA序列为TCCCTGATGTTAGCGGCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGGGATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATGGTTGTCTGAACCGCATGGTTCAGACATAAAAGGTGGCTTCGGCTACCACTTACAGATGGACCCGCGGCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACCAAGGCGACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTAGGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGCGTGAGTGATGAAGGTTTTCGGATCGTAAAGCTCTGTTGTTAGGGAAGAACAAGTGCCGTTCAAATAGGGCGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGAATTATTGGGCGTAAAGGGCTCGCAGGCGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCCCGGCTCAACCGGGGAGGGTCATTGGAAACTGGGGAACTTGAGTGCAGAAGAGGAGAGTGGAATTCCACGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATGTGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTCTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGAGCGAAAGCGTGGGGAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAGGGGGTTTCCGCCCCTTAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGACTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAGAACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGACAATCCTAGAGATAGGACGTCCCCTTCGGGGGCAGAGTGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTTGATCTTAGTTGCCAGCATTCAGTTGGGCACTCTAAGGTGACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGACAGAACAAAGGGCAGCGAAACCGCGAGGTTAAGCCAATCCCACAAATCTGTTCTCAGTTCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTGAAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCACGAGAGTTTGTAACACCCGAAGTCGGTG。
2.一种采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其特征在于该方法包 括如下工艺步骤A、将活化后的解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo.3992经扩大培养后接种到含有碳源的培养基 中，添加必要的氮源及营养物质；B、采用液体深层通气搅拌发酵+固体载体吸附的方法或固体发酵的方法进行发酵；C、将步骤B完成后的发酵物料干燥，制得污染水体修复剂。
3.根据权利要求2所述的采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其 特征在于所述的培养基中的碳源选自葡萄糖、麸皮、玉米粉、腐殖酸中的一种或其混合物。
4.根据权利要求2所述的采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其 特征在于所述的步骤A中的菌种活化工艺步骤如下将解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo. 3992接种至牛肉膏蛋白胨培养基试管斜面上，在温度 280C -30°C条件下培养48小时，反复转接2-3次，使菌种活化。
5.根据权利要求2所述的采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其 特征在于所述的步骤A中的扩大培养是将活化后的解淀粉芽孢杆菌菌种CGMCCNo. 3992接 种于灭菌后的种子培养基中，在温度25V -30V,自然pH条件下，摇瓶培养M-48小时；其中种子培养基由下列质量百分数的原料组成胰蛋白胨0. 2-0. 5 葡萄糖0. 2-0. 5 酵母膏0. 2-0. 5 磷酸氢二钾0. 2-0. 4 硫酸锰0. 03 余量为水。
6.根据权利要求2所述的采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其 特征在于所述的步骤B中的固体发酵是将扩培后的解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo. 3992按体积 百分数为1 %-10%的接种量接入发酵罐或反应釜中，在温度为25°C _30°C条件下通气培养 48小时，其中固体发酵培养基由下列质量百分数的原料组成碎麸皮10-30粉粒状沸石70-90 玉米粉0. 5-1. 0磷酸氢二钾0. 03 硫酸铵0. 25腐殖酸1. 0余量为水。
7.根据权利要求6所述的采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其 特征在于所述的粉粒状沸石的颗粒直径为0. lmm-2mm。
8.根据权利要求2所述的采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其 特征在于所述的步骤B中的液体深层通气搅拌发酵+固体载体吸附的发酵方法是将扩培后 的解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo. 3992按照体积百分数为3%-10%的比例接种于发酵罐中液体 培养基，在温度25 °C -30 °C、自然pH条件下，通气搅拌培养72小时后终止发酵，将发酵液中 加入1-1. 5倍体积的粉粒状麦饭石或沸石和0. 5-1倍体积的草炭粉吸附；其中液体培养基 由下列质量百分数的原料组成胰蛋白胨0. 2-0. 5 葡萄糖0. 2-0. 5 酵母膏0. 2-0. 5 磷酸氢二钾0. 2-0. 4 硫酸锰0. 03 余量为水。
9.根据权利要求2所述的采用解淀粉芽孢杆菌为菌种制备污染水体修复剂的方法，其 特征在于所述的物料干燥是将步骤B中的吸附后的发酵物料或发酵物料在40°C -100°C干 燥至含水量的质量百分数不超过12%。
全文摘要
本发明属于微生物菌种以及微生物制剂，特别是指一种解淀粉芽孢杆菌以及采用该菌种制备污染水体修复剂的方法。该方法是将活化后的解淀粉芽孢杆菌CGMCCNo.3992经扩大培养后接种到含有碳源的培养基中，添加必要的氮源及营养物质；采用液体深层通气搅拌发酵+固体载体吸附的方法或固体发酵的方法进行发酵；将发酵完成后的物料发酵物料干燥，制得污染水体修复剂。本发明解决了现有技术存在的污染水体和底泥的净化问题，具有修复剂中有效活菌数和产芽孢率高，杂菌污染少，工艺简单和成本低、效果稳定持久等优点，对底泥和水体中的有机物、氨氮和硝态氮均具有显著的消解作用。
文档编号C12R1/07GK102031230SQ20101026135
公开日2011年4月27日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者张翠绵, 朱桂艳, 李洪波, 李洪涛, 杨晶, 王占武, 胡栋, 贾楠 申请人:河北省农林科学院遗传生理研究所, 河北省环境科学研究院