具有群体感应行为的菌株及其在促进厌氧氨氧化脱氮上的应用的制作方法

本发明属于微生物，具体涉及一株具有群体感应行为的菌株及其在促进厌氧氨氧化脱氮上的应用。

背景技术：

1、厌氧氨氧化工艺是在厌氧或缺氧条件下，厌氧氨氧化菌以硝酸盐为电子受体，将氨转化为氮气的化能自养型脱氮工艺。与传统的硝化-反硝化工艺相比，厌氧氨氧化工艺具有脱氮效率高、耗氧量低、污泥产量低、甚至不需要有机碳补给等优点。目前实验室多采用序批式反应器、升流式厌氧污泥床(uasb)反应器、生物转盘等反应器实现厌氧氨氧化菌的培养厌氧氨氧化菌。然而，由于厌氧氨氧化菌生长缓慢(倍增时间为10-14天)，其富集难度很大，且厌氧氨氧化菌的活性易受温度、ph、有机物、重金属和抗生素等环境因子的影响，从而降低厌氧氨氧化菌在系统中的丰度。因此，寻找富集厌氧氨氧化菌的方法，是本领域迫切需要解决的一个技术难题。

2、近年来大量研究表明，厌氧氨氧化颗粒污泥的eps合成行为与群体感应(qs)高度相关。群体感应是细菌间的一种交流方式。具有群体感应行为的细菌可以合成和释放信号分子，当环境中信号分子的浓度达到阈值时，细菌会调节相关基因的表达，并赋予微生物发光、生物膜形成、基因水平转移、蛋白酶合成等能力。

3、革兰氏阴性细菌分泌的含有n酰基高丝氨酸内酯类化合物（ahls）是典型的种内信号分子。已有多个报道添加合适类型的外源性ahls可以显著提高厌氧氨氧化絮状物和颗粒的脱氮性能。cn202111110727.1公开了一种利用ahls酰胺淬灭酶提高厌氧氨氧化污泥的总氮去除率的方法。所述方法为：往稳定运行的氧氨氧化污泥sbr反应器中投加100-200mg/l的ahls酰胺淬灭酶，在ahls酰胺淬灭酶的作用下，厌氧氨氧化菌产生的信号分子被分解成高丝氨酸内酯和脂肪酸，脂肪酸被厌氧氨氧化菌利用，促进了内源反硝化作用，从而在保证厌氧氨氧化作用仍是反应器的主题脱氮途径的前提下，提高了反应器的总氮去除率。厌氧氨氧化由于产生了硝态氮，其极限总氮去除率为89％，本发明方法为污水总氮的高效去除提供一种新的方法。cn202210490284.1公开了一种利用外源ahls提高do胁迫条件下厌氧氨氧化颗粒污泥总氮去除率的方法。所述方法为：在溶解氧胁迫条件下(溶解氧浓度为3.00-5.00mg/l)，往厌氧氨氧化颗粒污泥反应器中投加200-400nmol/l的c14-hsl，利用c14-hsl与厌氧氨氧化菌胞内的amxr结合蛋白相结合而成的复合物调控与厌氧氨氧化相关的目的基因，强化厌氧氨氧化作用，最终达到在溶解氧胁迫条件下提高厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮效率的目的，可将反应器的脱氮效率提高6.52％-8.25％。为在溶解氧胁迫条件下，厌氧氨氧化颗粒污泥的高效脱氮提供一种新的调控方法。

4、外源信号分子不易获得且工艺操作繁琐，由本身带有群体感应行为的菌株分泌信号分子调控微生物群体的生理特征，从而提高厌氧氨氧化絮状物和颗粒的脱氮性能的应用研究尚未见报道。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一株具有群体感应行为的恶臭假单胞菌菌株（ pseudomonas putida）syl-3及其在降解厌氧氨氧化污泥的总氮中的应用。

2、为了解决上述技术问题，本发明公开了一种具有群体感应行为的恶臭假单胞菌，所述菌株分类命名为恶臭假单胞菌（ pseudomonas putida），菌株名为syl-3，于2022年11月7日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为：cgmccno.26071，所述syl-3分泌酰基高丝氨酸内酯类信号分子，特别是分泌c8-hsl。

3、本发明进一步提出了一种恶臭假单胞菌菌液，其包含上述恶臭假单胞菌。

4、其中，发酵完成后，所述菌液中菌体数量不少于108个/ml。

5、本发明还提出了上述恶臭假单胞菌菌液的制备方法，将上述恶臭假单胞菌单菌落接种于lb培养基摇瓶中，振荡培养至对数期；将对数期的菌种按体积比为5%-10%的接种量接种入种子罐，培养至对数生长期，得到种子液；将种子液按体积比1%-5％的接种量接入生产罐培养，发酵完成后即得恶臭假单胞菌菌液。

6、本发明进一步提出了上述恶臭假单胞菌或上述恶臭假单胞菌菌液在降解厌氧氨氧化污泥的总氮中的应用。

7、本发明还提出了一种提高厌氧氨氧化污泥的总氮去除率的方法，在反应器中接种厌氧氨氧化污泥，以氨态氮和亚硝态氮为进水基质，同时添加无机盐、微量元素，待反应器运行稳定后向进水中再投加所述恶臭假单胞菌菌液。

8、其中，氨态氮和亚硝态氮的进水浓度为250～300mg/l，其中，进水中氨态氮和亚硝态氮的浓度比为 1:0 .9～1，厌氧氨氧化污泥用量为2000-4000 mg/l。

9、优选地，所述无机盐包括kh2po41.0-1.5g/l、cacl2·2h2o 1.0-1.5g/l、mgso4·7h2o 0.2-0.4g/l和khco3 0.2-0.4 g/l；所述微量元素通过微量元素溶液的形式添加；所述微量元素溶液包含edta0.5-1.0 mg/l、feso4·7h2o 0.4 -0.7mg/l、h3bo4 0.3-0.5 mg/l、mncl2·4h2o 0.3-0.5mg/l、cuso4·5h2o 0.3-0.5 mg/l、znso4·7h2o 0.3-0.5 mg/l、nicl2·6h2o 0.4-0.7 mg/l、namoo4·2h2o 0.3-0.5 mg/l和cocl2·6h2o 0.4-0.7 mg/l。

10、其中，所述恶臭假单胞菌菌液在进水中的添加量按照体积比为10～20%。

11、优选地，所述反应器为序批式反应器，反应器水力停留时间为3～4h。

12、有益效果：与现有技术相比，本申请具有如下优点：

13、（1）本发明中提供的恶臭假单胞菌（ pseudomonas putida）syl-3对环境适应性强，易培养获得；

14、（2）本发明中提供的恶臭假单胞菌（ pseudomonas putida）syl-3可分泌群体感应信号分子，有助于富集厌氧氨氧化菌，提高脱氮效率；

15、（3）本发明中恶臭假单胞菌（ pseudomonas putida）syl-3的投加工艺操作简便，同时提高了废水微生物的活性，对废水中总氮降解率高达95％，对废水降解总氮具有实际的应用价值。

技术特征：

1.一株具有群体感应行为的菌株，其特征在于，所述菌株分类命名为恶臭假单胞菌（pseudomonas putida），菌株名为syl-3，于2022年11月7日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为：cgmcc no.26071，所述syl-3分泌酰基高丝氨酸内酯类信号分子。

2.一种恶臭假单胞菌菌液，其特征在于，其包含权利要求1所述的恶臭假单胞菌。

3.根据权利要求2所述的恶臭假单胞菌菌液，其特征在于，所述菌液中菌体数量不少于108个/ml。

4.权利要求2所述的恶臭假单胞菌菌液的制备方法，其特征在于，将权利要求1所述的恶臭假单胞菌单菌落接种于lb培养基摇瓶中，振荡培养至对数期；将对数期的菌种按体积比为5%-10%的接种量接种入种子罐，培养至对数生长期，得到种子液；将种子液按体积比1%-5％的接种量接入生产罐培养，发酵完成后即得恶臭假单胞菌菌液。

5.权利要求1所述的菌株或权利要求2所述的菌液在促进厌氧氨氧化脱氮上的应用。

6.一种提高厌氧氨氧化污泥的总氮去除率的方法，其特征在于，在反应器中接种厌氧氨氧化污泥，以氨态氮和亚硝态氮为进水基质，同时添加无机盐、微量元素，待反应器运行稳定后向进水中再投加权利要求2所述的恶臭假单胞菌菌液。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，氨态氮和亚硝态氮的进水浓度为250～300mg/l，其中，进水中氨态氮和亚硝态氮的浓度比为 1:0 .9～1，厌氧氨氧化污泥用量为2000-4000 mg/l。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述无机盐包括kh2po4 1.0-1.5g/l、cacl2·2h2o 1.0-1.5g/l、mgso4·7h2o 0.2-0.4g/l和khco3 0.2-0.4 g/l；所述微量元素通过微量元素溶液的形式添加；所述微量元素溶液包含edta0.5-1.0 mg/l、feso4·7h2o 0.4-0.7mg/l、h3bo4 0.3-0.5 mg/l、mncl2·4h2o 0.3-0.5mg/l、cuso4·5h2o 0.3-0.5 mg/l、znso4·7h2o 0.3-0.5 mg/l、nicl2·6h2o 0.4-0.7 mg/l、namoo4·2h2o 0.3-0.5 mg/l和cocl2·6h2o 0.4-0.7 mg/l。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述恶臭假单胞菌菌液在进水中的添加量按照体积比为10～20%。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反应器为序批式反应器，反应器水力停留时间为3～4h。

技术总结
本发明提供了一株具有群体感应行为的菌株及其在促进厌氧氨氧化脱氮上的应用，所述菌株为恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）SYL‑3，菌种保藏号为CGMCC No.26071。本发明基于所述菌株SYL‑3具有较强的群体感应信号表达能力，提出所述菌株SYL‑3在促进厌氧氨氧化脱氮上的应用，可以提高厌氧氨氧化污泥的总氮去除率。本发明中恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）SYL‑3的投加提高了废水微生物的活性，对废水中总氮降解率高达95％，对废水降解总氮具有实际的应用价值。

技术研发人员：蔡天明,陈立伟,程海磊,孙佳佳,唐莲莲
受保护的技术使用者：江苏聚庚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13