一株锑还原功能兼性厌氧属间芽孢杆菌及其应用

本发明属微生物，具体涉及一株锑还原功能兼性厌氧属间芽孢杆菌及其应用。

背景技术：

1、锑(antimony，sb)是岩石圈中广泛分布的一种有毒类金属，其开采量在金属矿产资源中位列第9。锑硫化矿开采、冶炼和电子材料制造等生产活动使得锑的环境污染成为全球性问题，其中稻田土壤锑污染由于可能会引起稻米中锑累积从而带来健康风险受到广泛关注。锑在环境中主要以sb(iii)和sb(v)价态存在，在近中性ph条件下sb(iii)相比sb(v)更容易吸附在铁矿物上，所以sb(v)在土壤-水稻体系具有较高的迁移性。虽然sb(iii)相比sb(v)毒性较大，但sb(iii)(即sb(oh)3)容易在中性ph条件下形成三氧化二锑(sb2o3)沉淀，所以锑还原有利于锑成矿进而促进锑的吸附固定，被认为是锑污染修复的一种重要策略。微生物是土壤锑还原的重要驱动者，利用微生物进行锑还原并开发其强化技术对土壤锑污染控制具有重要意义。

2、相比严格厌氧锑还原菌，例如desulfuribacillus stibiiarsenatis mlfw-2t、desulfovibrio vulgaris，兼性厌氧锑还原细菌能够耐受氧气的存在，在溶解氧变化或其他电子受体存在的环境中更具有生存竞争力，并具备锑污染修复应用潜力。目前只有几株兼性厌氧锑还原菌被分离和验证其功能，例如dechloromonas sp.ar-2和propionivibriosp.ar-3。尽管兼性厌氧锑还原菌具有环境适应性和成本经济性的优势，但该菌种资源有限，且其锑还原过程及调控策略尚不明确，限制了该功能菌在锑污染修复中的应用。

3、电子穿梭体存在会调节微生物胞外呼吸，从而影响微生物金属转化反应。蒽醌-2，6-二磺酸二钠(aqds，disodium anthraquinone-2,6-disulfonate)是腐殖质的类似物，能有效促进多种重金属的微生物胞外还原，对土壤锑还原菌群的锑还原效率有促进作用。黄素类电子穿梭体(包括核黄素rf和黄素单核苷酸fmn)可由微生物细胞分泌，作为氧化还原辅因子与外膜细胞色素c(例如mr-1外膜mtr蛋白)结合，促进胞外呼吸菌的电流产生。外源黄素(特别是fmn)能增加dvh的锑还原效率，表明黄素在微生物胞外聚合物介导锑还原过程中可能发挥重要作用。然而，电子穿梭体对微生物锑还原效率的调控作用及应用可行性仍是技术难点。

技术实现思路

1、本发明第一方面的目的，在于提供一株属间芽孢杆菌。

2、本发明第二方面的目的，在于提供一种芽孢杆菌菌剂。

3、本发明第三方面的目的，在于提供本发明第一方面的属间芽孢杆菌和/或本发明第二方面的芽孢杆菌菌剂的应用。

4、本发明第四方面的目的，在于提供一种产品。

5、本发明第五方面的目的，在于提供一种还原锑的方法。

6、本发明第六方面的目的，在于提供一种锑污染修复方法。

7、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

8、本发明的第一个方面，提供一株属间芽孢杆菌，保藏名称为mesobacillusjeotgali ps1，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为gdmcc no：64031，保藏日期为2023年11月17日。

9、本发明的第二个方面，提供一种芽孢杆菌菌剂，包括本发明第一方面的属间芽孢杆菌、本发明第一方面的属间芽孢杆菌的发酵培养物、本发明第一方面的属间芽孢杆菌的芽孢、本发明第一方面的属间芽孢杆菌的发酵上清液中的至少一种。

10、上述菌剂的活性成分可为上述属间芽孢杆菌、上述属间芽孢杆菌的培养物(如发酵产物)和/或上述属间芽孢杆菌的芽孢，上述菌剂的活性成分还可含有其他生物成分或非生物成分，上述菌剂的其他活性成分本领域技术人员可根据菌剂的效果确定。

11、术语“培养物”是指经人工接种和培养后，长有微生物群体的液体或固体产物(培养容器内的所有物质，发酵产物)的统称。即通过将微生物进行生长和/或扩增而获得的产物，其可以是微生物的生物学纯培养物，也可以含有一定量的培养基、代谢物或培养过程中产生的其他成分。

12、在本发明一些实施方式中，所述菌剂除所述活性成分外，还含有载体。所述载体可为领域(如微生物、农业)内常用的且在生物学上是惰性的载体。所述载体可为固体载体或液体载体；所述固体载体可为矿物材料、植物材料或高分子化合物；所述矿物材料可为粘土、滑石、高岭土、蒙脱石、白碳、沸石、硅石和硅藻土中的至少一种；所述植物材料可为玉米粉、豆粉和淀粉中的至少一种；所述高分子化合物可为聚乙烯醇和/或聚二醇；所述液体载体可为有机溶剂或水；所述有机溶剂可为癸烷和/或十二烷。

13、在本发明一些实施方式中，所述菌剂的剂型可为多种剂型，如液剂、乳剂、悬浮剂、粉剂、颗粒剂、可湿性粉剂或水分散粒剂。

14、在本发明一些实施方式中，根据需要，所述菌剂中还可添加粘合剂、稳定剂(如抗氧化剂)、ph调节剂等。

15、本发明的第三个方面，提供本发明第一方面的属间芽孢杆菌和/或本发明第二方面的芽孢杆菌菌剂在(1)～(8)中任一项中的应用：

16、(1)锑的原位钝化；

17、(2)制备用于原位钝化锑的产品；

18、(3)锑的去除；

19、(4)制备用于去除锑的产品；

20、(5)锑的还原；

21、(6)制备用于还原锑的产品；

22、(7)锑污染修复；

23、(8)制备锑污染修复的产品。

24、在本发明一些实施方式中，所述锑为五价锑sb(v)。

25、本发明的第四个方面，提供一种产品，包括本发明第一方面的属间芽孢杆菌和/或本发明第二方面的芽孢杆菌菌剂。

26、在本发明一些实施方式中，所述产品还包括电子穿梭体。

27、在本发明一些实施方式中，所述电子穿梭体包括蒽醌-2，6-二磺酸二钠(aqds)、蒽醌-2-磺酸钠(aqs)、黄素单核苷酸(fmn)或核黄素(rf)中至少一种。

28、在本发明一些实施方式中，所述产品包括试剂、制剂或药物。

29、在本发明一些实施方式中，所述产品具有如下至少一种功能：

30、1)锑的原位钝化；

31、2)锑的去除；

32、3)锑的还原；

33、4)锑污染修复。

34、在本发明一些实施方式中，所述锑为五价锑sb(v)。

35、本发明的第五个方面，提供一种还原锑的方法，包括使用本发明第一方面的属间芽孢杆菌、本发明第二方面的芽孢杆菌菌剂或本发明第三方面的产品处理样品的步骤。

36、在本发明一些实施方式中，所述锑为五价锑sb(v)。

37、在本发明一些实施方式中，所述方法包括：利用本发明第一方面的属间芽孢杆菌、本发明第二方面的芽孢杆菌菌剂或本发明第三方面的产品对锑进行还原得到sb(iii)。

38、在本发明一些实施方式中，所述sb(iii)为三氧化二锑(sb2o3)。

39、在本发明一些实施方式中，所述样品包括锑污染的土壤、水、植物、矿石以及五价锑sb(v)。

40、在本发明一些实施方式中，通过施用、润湿、淋湿、雾化、细雨、喷涂、喷雾、浸泡使所述属间芽孢杆菌、所述芽孢杆菌菌剂或产品处理样品。

41、在本发明一些实施方式中，当采用浸泡的方式处理样品时，所述属间芽孢杆菌的菌液的od值为0.01～1。

42、本发明的第六个方面，提供一种锑污染修复方法，包括使用本发明第一方面的属间芽孢杆菌、本发明第二方面的芽孢杆菌菌剂或本发明第三方面的产品处理锑污染物，所述锑为五价锑sb(v)。

43、在本发明一些实施方式中，通过施用、润湿、淋湿、雾化、细雨、喷涂、喷雾、浸泡使所述属间芽孢杆菌、所述芽孢杆菌菌剂或产品处理锑污染物。

44、本发明的有益效果是：

45、本发明首次公开了属间芽孢杆菌ps1在还原锑中的作用，具体的，通过实验证明，本发明提供的属间芽孢杆菌ps1在以乳酸钠和sb(v)为电子供体供受体条件下生长，培养72h后溶液中锑去除率可达到64％，并生成方锑矿沉淀。当添加电子穿梭体aqds和fmn时，还可促进属间芽孢杆菌的锑还原和乳酸消耗速率，24h内相比生物对照处理分别增加4.6和3.7倍，即外源添加电子穿梭体aqds和fmn能促进ps1的锑还原速率。该属间芽孢杆菌ps1和电子穿梭体组配可有效用于水体中锑的原位钝化和去除，可为毒害锑污染土壤、水、矿石、植物的生态修复工程提供新的菌株资源及参考。