本发明专利技术公开了一株还原亚硒酸盐产纳米硒的芽胞杆菌ES2-45及应用，其保藏编号为CCTCCNO：M2014094。该菌株具有快速将有毒的亚硒酸盐还原成低毒的纳米硒的能力，在含有1mmol/LNa2SeO3的1/10TSB培养基中培养时，4h开始产红色纳米硒，48h可以将1mmol/LNa2SeO3还原完，产纳米硒的量高达239,290±20.11mg/kg。因此将该菌在含亚硒酸盐的培养基中发酵产的纳米硒和菌体添加到动物饲料中安全低毒，容易吸收，提高动物肉质品质。因芽胞杆菌的易发酵、易保存特性和该菌株高效还原亚硒酸盐的特性，该菌株在硒污染土壤的微生物治理方面也有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
还原亚砸酸盐产纳米砸的芽胞杆菌ES2-45及应用
本专利技术属于环境微生物
，涉及一株能将亚硒酸盐还原为红色纳米硒的芽胞杆菌ES2-45，以及该菌在饲料中添加纳米硒和硒污染环境生物修复方面的应用。
技术介绍
硒(Selenium),元素符号Se,位于元素周期表VI主族,是生命体所必须的非金属微量元素。自然界中，硒主要以4种价态存在:还原态的硒化物(_2)、单质态的硒(O)和氧化态的亚硒酸盐(+4)及硒酸盐(+6)，其中又以亚硒酸盐(+4)毒性最强，以单质硒(O)的毒性最弱。硒是第21位氨基酸(硒代半胱氨酸See, U)的成分，也是体内重要的过氧化物酶谷胱甘肽过氧化酶的组成部分，因而对人体健康至关重要。它在抗氧化防御体系、免疫细胞功能、甲状腺激素功能等方面具有不可替代的作用。但是硒在体内的安全阈值很窄，食物中含硒量低于0.05mg/kg,就会缺硒；高于5mg/kg,就可能出现硒中毒；0.I~lmg/kg属于正常范围。在急性毒性(LD5tl)标准方面,无机硒为15mg/kg,有机硒为30~40mg/kg,纳米硒则高达113mg/kg。在亚慢毒性方面,饲料中无机硒或有机硒的含量在4~5mg/kg时，即可导致大鼠体重下降和肝硬化，而纳米硒含量在6mg/kg时，也不出现上述现象。在生物功效方面，纳米硒体外清除羟基自由基的效率为无机硒的5倍，为有机硒的25倍。另外，纳米硒能够提高机体抗氧化能力、增强免疫力、抑制肿瘤、改善畜禽肉品质，具有比亚硒酸盐低的毒性及高的生物利用率等特点。细菌可还原亚硒酸盐形成含单质硒的纳米球，用于生物补硒则高效低毒。目前饲料中一般加入亚硒酸盐，但毒性较大。近年来的研究发现，当红色单质硒粒径在5~200nm时,在生物补硒方面有很高的应用价值,而且单质硒纳米球活性与亚硒酸盐有相似的上调含硒酶的能力，但毒性只有其1/7，替代亚硒酸盐前景广阔。杭红仙等(2003)的研究中指出，日粮中添加适当水平的酵母硒(0.35mg/kg)可显著改善种公猪的精液品质和精清生殖激素水平，对提高种公猪的繁殖性能有积极的作用。我国同时存在生物补硒和高硒土壤微生物修复两个问题。人体的硒主要来自动植物食品。我国72%的土壤缺硒((0.6mg/kg)，属严重缺硒的国家，然而严重缺硒会导致克山病等40多种疾病，因此，在动物饲料中加入一定量的亚硒酸盐以提高肉食中硒的含量是目前普遍的做法。但硒是一把双刃剑，当摄入量大于400 μ g/天就可能出现硒中毒，如我国湖北恩施和陕西安康属于高硒区，当地人出现脱毛、贫血等疾病。许多细菌可以将亚硒酸盐或硒酸盐等毒性较高的氧化态硒还原为毒性较低的单质纳米硒，成为植物不易吸收的状态，从而降低植物中的含硒量，是高硒土壤进行微生物修复的环境友好、成本较低的方法。芽胞杆菌作为最理想的微生物添加剂，至今已有100多年的历史，芽胞杆菌已经专利技术的专利数多达200多项，它具有营养条件要求不高、抗逆性强、容易发酵和易保存等优点，在饲料和环境修复中有大量的应用。在饲料添加剂方面，专利CN101390571B公开了一种凝结芽胞杆菌饲料添加剂及其制备方法，CN101638627A公开了一株枯草芽胞杆菌及其在生物饲料添加剂中的应用，CN101228920B公开了一株侧胞芽胞杆菌WY9701制备的微生态制剂在饲料添加剂中的应用，CN102232479B公开了一株芽胞杆菌饲料添加剂的制备工艺。在环境修复方面，专利CN101429486A公开了一株具有锰氧化能力的芽胞杆菌MK3-1及其在净化锰污染方面的应用，CN102031230B公开了一种解淀粉芽胞杆菌以及采用该菌种制备污染水体修复剂的方法，CN1632105A公开了一枯草芽胞杆菌制剂用于水质改良，CN1629104A公开了一种土壤环境生物修复肥料(侧耳、枯草芽胞杆菌、苏云金芽胞杆菌和淡青链霉菌)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一株能还原亚硒酸盐产红色纳米硒的芽胞杆菌。该菌株由 申请人:从湖北恩施高硒土壤中分离而来。该菌株已于2014年03月18日送往中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，分类命名:芽胞杆菌ES2-45Bacillus sp.ES2-45，保藏号为CCTCC NO:M2014094，地址:中国武汉武汉大学。该菌株在加有ImM亚硒酸盐的1/10TSB培养基中培养4h开始产红色物质即产生纳米硒颗粒，48h能将ImM亚硒酸盐完全还原，且对人、畜和环境安全。本专利技术的另一个目的在于提供了芽胞杆菌ES2-45在制备富硒饲料添加剂中的应用，高毒的亚硒酸盐被芽胞杆菌ES2-45还原成低毒的纳米硒颗粒用于饲料添加剂。本专利技术最后一个目的在于提供了芽胞杆菌ES2-45在高硒土壤微生物修复中的应用。该菌株的粉剂施入土壤，可降低土壤可溶性亚硒酸盐的含量。为了达到上述目的，本专利技术采取以下技术措施:一株能还原亚硒酸盐产红色纳米硒的芽胞杆菌，其筛选过程如下:A.利用菌株可还原无色的亚硒酸盐成红色的纳米硒，从而使菌落呈红色的特点，从“中国硒都”-湖北恩施自治州某特征硒矿土取样，称取IOg矿土溶于90mL无菌水，逐步稀释成ΙΟ—1，10_2直至10_5悬液，取合适稀释度涂布于普通固体细菌培养基1/10TSB上，培养基中添加Na2SeO3至终浓度为lmmol/L，28°C恒温培养箱培养7d。B.挑选变红的菌落划线于亚硒酸盐终浓度为lmmol/L的1/10TSB平板上，确定变红后记录形态并保藏。C.用加有lmmol/L Na2SeO3的1/10TSB液体培养基对筛选出的亚硒酸盐还原菌进行还原能力的测定，即在各菌株培养24h后用原子荧光形态分析仪检测培养基中剩余Na2SeO3的浓度经过比较得到该还原能力强的菌株。D.对获得的菌株进行16S rRNA基因测序并构建其系统进化树，结合其生理生化特征，将该菌株命名为芽胞杆菌ES2-45，该菌株已于2014年03月18日送往中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，分类命名:芽胞杆菌ES2-45Bacillus sp.ES2-45，保藏号为CCTCC NO:M2014094，地址:中国武汉武汉大学。所述芽胞杆菌ES2-45(CCTCC N0:M2014094)是革兰氏阳性菌，在显微镜下呈杆状，2.2-3.7 μ m长，0.6-1.0 μ m宽，产椭圆形芽胞。在1/10TSB琼脂平板培养基上生长良好，24h形成乳白色、圆形、表面不光滑、隆起、边缘不整齐呈齿轮状，直径0.1~0.7mm大小的菌落，可在厌氧条件下生长。一种亚硒酸盐还原菌株ES2-45的发酵方法，其步骤为: A.制备1/10TSB的平板，划线活化芽胞杆菌ES2-45的纯培养物，在28°C下培养24h。B.种子液制备，将活化好的单菌落接种于1/10TSB液体培养基中作为种子培养液，在28°C下培养24h。C.发酵，将活化好的种子液按1-5%的接种量接种于含有1/10TSB液体培养基的发酵罐中，28 0C，160rpm培养48h。所述的1/10TSB液体培养基的配方为:胰蛋白胨1.5g/L、大豆蛋白胨0.5g/L、氯化钠 0.5g/L，调 pH 值 7.3±0.2，115°C，灭菌 30min。1/10TSB的平板培养基的配方为:1/10TSB液体培养基中加入1.本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分离的芽胞杆菌，其特征在于：芽胞杆菌（Bacillus sp.）ES2‑45，CCTCC NO：M 2014094。
【技术特征摘要】
1.一种分离的芽胞杆菌，其特征在于:芽胞杆菌sp.)ES2-45，CCTCC NO:M2014094。2.权利要求1所述的芽胞杆菌的制备方法，包括将活化好的芽胞杆菌ES2-45种子液按1-5%的接种量接种于1/10 TSB液体培养基中进行扩大培养，280C，160 rpm培养48 h ； 所述的1/10 TSB液体培养基的配方为:胰蛋白胨1.5 g/L、大豆蛋白胨0.5 g/L、氯化钠 0.5 g/L，调 pH 值 7.3 ± 0...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑世学，王革娇，姚蓉，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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