一株高产锰氧化酶鞘细菌、生物学纯培养物、锰氧化酶及应用的制作方法

本发明涉及微生物技术领域，更具体地说，本发明涉及一株高产锰氧化酶鞘细菌、生物学纯培养物、锰氧化酶及在锰污染水资源处理中的应用。

背景技术：

锰是地球上广泛分布的元素之一，是仅次于铁的第二大过渡元素，我国很多地区的地下水中锰含量超过饮用水(0.1mg/l)的标准，长期饮用锰超标的水，会给人体带来极大的危害。

因此对锰污染的水资源进行除锰处理是必须的。

技术实现要素：

为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明的目的在于提供一株高产锰氧化酶鞘细菌，所述鞘细菌产锰氧化酶能力强，在水处理中以及制备水处理剂中具有广阔的应用前景。

(一)本发明第一方面的技术方案如下：

一株高产锰氧化酶鞘细菌：所述鞘细菌为浮游球衣菌(sphaeotilusnatans)fjs2015，已于2015年1月26日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心登记保藏，保藏编号为cgmccno.10437，保藏地址为中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号。该菌株经形态学和16srna分子生物学鉴定，确定为浮游球衣菌。

优选地，所述鞘细菌的菌落形态为：白色菌落，直径基本上在1.4-1.6mm之间，边缘不规则伴有卷曲的丝状伸出，扁平，中央较厚。对菌株进行镜检，发现该菌株的菌体呈典型的丝状体结构，许多细胞共同生长在一个管状鞘内，且呈丝状排列,单个细胞为杆状，两端钝圆，革兰氏染色为阴性。

优选地，所述鞘细菌的部分生理生化特征为：葡萄糖发酵型，能分解糖、醇类产生有机酸不产气；能产硫化氢、过氧化氢酶及硝酸盐还原酶；能利用柠檬酸盐、酒石酸盐和丙二酸盐；具有水解淀粉及微弱的明胶液化能力；m-r反应为阳性，v-p测定和吲哚反应呈阴性。

优选地，所述鞘细菌的16srdna序列如seqidno:1所示。

(二)本发明第二方面的技术方案如下：

一种根据上述鞘细菌的生物学纯培养物。

(三)本发明第三方面的技术方案如下：

一种处理锰污染水资源的方法，使用上述任一鞘细菌或生物学纯培养物。

(四)本发明第四方面的技术方案如下：

一种锰氧化酶，由上述任一鞘细菌或生物学纯培养物产生。

优选地，所述锰氧化酶的最适温度和ph分别为40℃和7.0，mg²⁺离子对所述锰氧化酶活性有增强作用

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例及现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例的菌落形态图。

图2为本发明优选实施例镜检下的菌体形态图。

图3为本发明优选实施例对锰的吸附量和吸附率。

图4为本发明优选实施例温度对锰氧化酶酶活的影响图。

图5为本发明优选实施例ph对锰氧化酶酶活的影响图。

图6为本发明优选实施例金属离子对锰氧化酶酶活的影响图。

本发明所述的一株高产锰氧化酶鞘细菌为浮游球衣菌(sphaeotilusnatans)fjs2015，已于2015年1月26日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc)登记保藏，保藏编号为cgmccno.10437。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

根据本发明提出的高产锰氧化酶鞘细菌可选因素较多，可以设计出多种实施例，因此具体的实施例仅作为本发明的具体实现方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。为了具体的描述本发明，有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，选择以下实施例进行示例性说明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

一株高产锰氧化酶鞘细菌：所述鞘细菌为浮游球衣菌(sphaeotilusnatans)fjs2015，已于2015年1月26日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心登记保藏，保藏编号为cgmccno.10437。

1.培养基(g/l)

(1)尿素富集培养基：尿素0.5，葡萄糖1.0，mgso4·7h2o0.05,k2hpo40.1,ph7.0。

(2)cgy斜面培养基：蛋白胨5.0，酵母膏1.0，甘油10.0，琼脂20，ph7.0。

(3)stoke平板培养基：葡萄糖1.0，蛋白胨1.0，mgso4·h2o0.2，cacl20.05，fecl30.01，ph7.0。

2.试验方法

(1)菌株的富集培养及分离筛选

取1ml福州祥坂污水处理厂的活性污泥混合液接种于尿素培养基,混匀,30℃静置培养,定期检查，挑取培养液表面的絮状物移入新鲜尿素培养基中,反复富集3次，取富集液划线于stoke平板培养基,30℃倒置培养24h,挑取单菌落接种于cgy试管斜面。

(2)菌落菌体形态及生理生化特征鉴定

将试管保存的菌株划线接种于平板培养基，30℃倒置培养2d。根据《常见细菌系统鉴定手册》^[1]和《伯杰氏细菌鉴定手册》^[2]对菌落菌体形态及生理生化特征进行鉴定。

3.菌落菌体形态

如图1所示，浮游球衣菌fjs2015在stoke平板培养基的菌落形态为：白色菌落，直径基本上在1.4-1.6mm之间，边缘不规则伴有卷曲的丝状伸出，扁平，中央较厚。如图2所示，该菌株的菌体呈典型的丝状体结构，许多细胞共同生长在一个管状鞘内，且呈丝状排列,单个细胞为杆状，两端钝圆，革兰氏染色为阴性。

4.部分生理生化特征

如表1所示，浮游球衣菌fjs2015为葡萄糖发酵型，能分解糖、醇类产生有机酸不产气；能产硫化氢、过氧化氢酶及硝酸盐还原酶；能利用柠檬酸盐、酒石酸盐和丙二酸盐；具有水解淀粉及微弱的明胶液化能力；m-r反应为阳性，v-p测定和吲哚反应呈阴性。

表1浮游球衣菌fjs2015的生理生化特征

5.浮游球衣菌fjs2015的16srdna序列：浮游球衣菌fjs2015的16srdna序列如seqidno:1所示。

实施例2

将活化后的菌株分别接种于含有mn²⁺的水样中(浓度均为10mg/l)，30℃200r/min振荡，每隔1h取测定水体中mn²⁺的含量，分别计算吸附量和吸附率。如图3所示，菌株对水中mn²⁺的吸附随吸附时间的延长而呈增长趋势。当吸附时间为1-6h时，菌株对mn²⁺的吸附增长很快，吸附时间6h后，菌株对mn²⁺的吸附增长缓慢，当吸附时间为6h时，菌株对mn²⁺的吸附量为37.21mg/g，吸附率为80.11％。

实施例3

锰氧化酶酶学特性

发酵液8000r/min4℃离心5min，收集上清液，备用。

1、温度对锰氧化酶酶活的影响：

取10ml上清夜在不同温度(20、25、30、35、40、45、50℃)下保温30min,测定处理液的锰氧化酶活性。

如图3所示，产锰氧化酶的酶活随着温度的升高呈先增后降的趋势，温度对锰氧化酶活性影响不大，在试验温度(25-55℃)下保温30min，锰氧化酶的活性仍保持在1950iu/ml以上，其中最适的活性温度为40℃，当锰氧化酶在温度40℃下保温30min后，其锰氧化酶活性可达2710.075iu/ml。

2、ph对锰氧化酶酶活的影响：

如图4所示，取10ml上清夜在不同ph(6、6.5、7、7.5、8.0、8.5)的缓冲体系中保持30min,测定处理液的锰氧化酶活性。

锰氧化酶活性随ph的升高呈先升后降的趋势，锰氧化酶的稳定ph范围为6.5-8.0，锰氧化酶在ph7.0下放置30min后，其锰氧化酶活性可达2514.793iu/ml。

3、金属离子对锰氧化酶酶活的影响：

如图5所示，取5ml上清夜添加不同金属离子溶液(pb(no3)2、mncl2、cucl2、mgcl2、agno3、zncl2),使金属离子终浓度达到5mmol/l。在室温下放置30min,测定处理液的锰氧化酶活性。

不同金属离子对菌株产锰氧化酶的活性影响各不相同，与ck相比，添加一定量的mg²⁺离子对锰氧化酶活性有增强作用，ca²⁺、cu²⁺对锰氧化酶影响不大，pb²⁺、zn²⁺、ag⁺对锰氧化酶具有一定的抑制作用。

参考文献

[1]东秀株,蔡秒英.常见细菌系统鉴定手册[m].第一版.北京:科学出版社,2001:349-398.

[2]r.e.布坎南，n.e.吉本斯.伯杰细菌鉴定手册[m].第八版.北京：科学出版社，1984.

序列表

<110>福建师范大学福清分校

<120>一株高产锰氧化酶鞘细菌

<130>1

<160>1

<170>siposequencelisting1.0

<210>1

<211>1454

<212>dna

<213>浮游球衣菌(sphaerotilusnatans)

<400>1

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