一种用于重金属镉污染治理的短波单胞菌及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境治理及微生物领域，具体涉及一种用于重金属镉污染治理的短波 单胞菌（Brevundimonassp.)及其应用。
【背景技术】
[0002] Cd在自然环境中以痕量的状态存在，但是人类的活动使其在环境中的含量以及分 布范围日益扩大。Cd可以直接进入大气、水体和土壤，并在不同环境中迀移，直接或间接地 造成环境污染。环境中镉的污染来源主要有金属冶金、矿物开采、电子产品的生产、电镀、印 染、化工行业废水的排放、污水污泥灌溉、杀虫剂和磷肥等的施用。
[0003] 根据2014年环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报》显 示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤点位超标率为 19. 4%，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃，其中镉污染是最为严重的 无机物污染，占比达到7%。此外，重大水体突发性污染事件也会使局部地区在短时间内处 于重度Cd污染水平，甚至引起人类急性中毒或死亡，如2005年广东韶关、清远等城市的Cd 污染事件，2006年湖南株洲工厂排放含Cd废水事件，2012广西Cd污染等突发性污染事件 均在短时内对环境造成巨大压力，形成公众性污染事件，即便在短时间内使污染物的水平 控制在一定范围，但是由于Cd不能够被降解，对周边的生态环境仍产生潜在威胁。这充分 体现了我国当前重金属镉污染的严重性。
[0004] 细菌作为自然界微生物中一个庞大的群体，分布范围非常广泛，其中土壤细菌又 是细菌群体的重要组成部分，同时也是土壤中最活跃的组份，具有比表面积大、繁殖快、携 带电荷等特点，受重金属污染的土壤中，常常会富集大量的对重金属有耐受性的细菌菌株， 它们可以通过不同的作用方式来影响土壤中重金属的形态。因此利用细菌菌株对重金属污 染土壤进行修复意义重大。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种能用于重金属镉污染治理的短波单胞菌。
[0006] 申请人从镉污染的土壤中分离得到了一株短波单胞菌，通过生理生化和核糖体 16SrDNA基因序列分析将其鉴定为短波单胞菌属（Brevundimonassp.)，命名为短波单胞 菌H368。该菌株已于2015年5月11日送交位于湖北省武汉市武汉大学内的中国典型培养 物保藏中心（CCTCC)保藏，保藏编号为：CCTCCN0:M2015290。该菌株具有多种重金属抗性 和广泛的抗生素耐受性，在实验室条件下能够显著降低溶液中游离镉离子的含量，可以运 用于重金属镉污染的治理。
[0007] 本发明所提供的短波单胞菌H368菌株在0. 5倍液体LB培养基培养条件下能够 耐受 8mM/LMnCl2;6mM/LZn(N03)2;6mM/LCoCl2;4mM/LCuS04;6mM/LCd(N03)2以及ImM/L 1(2〇04;在M9培养基培养条件下对上述重金属的耐受浓度则分别为6mM、4mM、4mM、4mM、2mM、 0. 125mM。同时，H368菌株能够在含有氨苄西林（100mg/Kg)、壮观霉素（50mg/Kg)、卡那霉素 (50mg/Kg)、庆大霉素（20mg/Kg)、新霉素（200mg/Kg);链霉素（5mg/Kg)的 0? 5 倍LB与M9 培养基中获得良好的生长。说明H368菌株的重金属抗性谱广，耐受能力强，同时还具有多 种抗生素抗性，因此环境生存能力强，适应性广，是重金属镉污染治理的优秀微生物材料。
[0008] 此外，在接种1 %H368菌株的含有2mM镉离子的0.5倍LB培养基中，该菌株能有 效去除60%游离镉离子，说明本发明所提供的H368菌株对环境中的重金属镉具有较高的 吸附、固定能力，能降低其生物毒害性，适用于水体、土壤等环境重金属镉污染的治理。
【附图说明】
[0009] 图1为H368菌株的菌落形态（A)和细胞形态（B)。
[0010] 图2为H368菌株在不同初始镉离子浓度条件下的生长趋势。
[0011] 图3为H368菌株在不同的镉离子胁迫条件下对Cd2+去除效率。 具体实施方案
[0012] 以下结合实施例对本发明进行详细地说明。需要指出的是，以下实施例仅限于对 于本发明进行说明，而没有限制作用。本发明中所涉及的其它各种操作，均为本领域的常规 技术，文中没有特别说明的部分，本领域的普通技术人员可以参照本发明申请日之前的各 种常用工具书、科技文献或相关的说明书、手册等予以实施。
[0013] 实施例1短波单胞菌H368的分离和鉴定
[0014] (1)镉抗性细菌H368的分离
[0015]A、称取10g镉污染土壤于90mL无菌生理盐水中，在28°C恒温摇床上振荡摇匀，静 置后，取上清液进行培养；
[0016]B、将上清液转至无菌的0. 5倍LB(含200mg/L的Cd2+)培养基中，置于28°C恒温摇 床中培养10天左右，再按10%接种量接种到含有30011^/10(12+的0.5倍1^培养基中，于 28°C恒温摇床中培养10天左右，然后相同方法转接到含有400mg/LCd2+的0. 5倍LB培养 基中培养10天左右。然后取〇. 2ml培养物，涂布到含有200mg/L的Cd2+的0. 5倍LB固体 平板中，置于28°C恒温培养箱中培养至单菌落长出；挑取单菌落到含有200mg/L的Cd2+的 0. 5倍LB液体培养基中，然后置于28°C恒温摇床中震荡培养；
[0017]C、将平板上生长的微生物进行划线分离纯化，然后重新涂布到上述含镉的0.5倍 LB平板上；
[0018] D、经分离筛选后，保存对镉具有稳定抗性能力的菌株，在0. 5倍LB平板上进行保 存，获得本发明菌株，进一步对菌株鉴定保存备用。
[0019] (2)抗镉细菌H368的基本特性
[0020] 细小微弯杆状，专性需氧，生长较迅速，在0. 5倍LB固体培养基上孵育48小时后， 菌落形态为乳白色，不透明，表面湿润光滑，中心凸起，边缘圆整，革兰氏阴性菌，不产芽胞， 主要以单细胞呈现。其菌株的菌落形态及革兰氏染色照片见图1。
[0021] (3)分子生物学鉴定：
[0022] 发明人对菌株抽提DNA，用做PCR模板，以27F-1492R引物进行PCR扩增上述分离 菌株的16SrDNA序列，其序列如序列表SEQIDN0:1所示，以用于菌株的分子鉴定。同时 结合系统进化树和菌株形态学观察确认该菌为短波单胞菌（Brevundimonassp.)。
[0023] 实施例2短波单胞菌H368的环境适应特征
[0024] 短波单胞菌H368对多种重金属的耐受性及抗生素耐受能力测试。
[0025] 将H368菌株接种到新鲜的0.5倍LB培养基中活化过夜，然后以1 % (v/v)的接种 量接种到新鲜的〇.