一种镰刀菌菌株及其应用制造技术

本发明专利技术属于生物工程技术领域，具体公开一种镰刀菌菌株及其应用。通过ITS基因序列鉴定为镰刀菌Fusarium sp.其保藏编号为CCTCC M 2016582。本发明专利技术利用失活FP‑JCCW菌体研究其对铊的吸附行为，得出最佳吸附条件：pH5.0，初始浓度100mg/L，接触时间90min，转速150r/min，生物量2.5g/L。且其吸附更符合Langmuir等温模型和二级动力学方程，为单分子层吸附，以化学吸附为主。FT‑IR、SEM、XRD表征分析显示，FP‑JCCW表面多孔隙，其对铊的吸附主要依靠细胞壁上的羟基、羰基等，且吸附前后菌体晶体结构发生变化。由此推断，失活微生物菌体FP‑JCCW吸附铊是通过静电吸附和表面络合完成。本发明专利技术提供的失活微生物FP‑JCCW可作为经济环保、可持续性的吸附剂处理重金属铊污染。

Fusarium strain and application thereof

The invention belongs to the technical field of biological engineering, in particular discloses a Fusarium strain and an application thereof. The sequence of ITS gene was identified as Fusarium Fusarium sp. in the preservation number of CCTCC M 2016582. The invention of the adsorption behavior of thallium by inactivation of FP strain JCCW, the optimum adsorption conditions: pH5.0, initial 100mg/L concentration, contact time 90min, speed 150r/min, biomass 2.5g/L. And the adsorption is more in line with the Langmuir isothermal model and the two stage kinetic equation. The adsorption is single molecule layer adsorption, and the chemical adsorption is the main. FT IR, SEM XRD, characterization analysis showed that FP JCCW porous surface, the adsorption of thallium mainly depends on the hydroxyl and carbonyl groups on the cell wall, and the adsorption of bacteria before and after the change in the structure of crystal. Thus, inactivation of microorganisms FP JCCW adsorption of thallium is accomplished by electrostatic adsorption and surface complexation. The invention provides a microorganism inactivation FP JCCW can be used as economic and environmental protection and sustainable adsorption treatment of heavy metal thallium pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种镰刀菌菌株及其应用
本专利技术属于生物工程
，涉及微生物及其应用，具体涉及一种镰刀菌(Fusariumsp.)菌株FP-JCCW，以及其失活微生物作为吸附剂在处理重金属铊污染中的应用。
技术介绍
随着工业化进程发展，大规模矿山开采后的重金属处理问题日益凸显。重金属铊毒性强烈，易富集于硫化物，常在矿区开采时迁移，并可随着食物链进入人体，对人类生活有潜在威胁。对于矿山开采，特别是铊矿和硫铁矿，重金属的有效处理是矿业能否可持续发展的关键。如今重金属的处理，大多以物理和化学方法为主，但两者相较于微生物处理，存在造价高、处理周期长、易造成二次污染等缺陷，且难以处理大量的低浓度污染。微生物处理是目前国内非常活跃的研究领域，如假单胞菌、高耐受性的真菌、深度絮凝微生物等微生物吸附铊的研究都取得较好的效果，其展示了良好的重金属污染处理的应用可能。然而，目前研究大都是利用活性菌株来吸附铊，关于失活微生物的吸附研究还甚少，其可忽视微生物本身对重金属的排斥等阻碍作用。
技术实现思路
本专利技术针对采用现有方法处理重金属铊污染存在的上述技术缺陷，提供一种镰刀菌(Fusariumsp.)菌株FP-JCCW，以及利用该菌株的失活微生体作为经济环保、可持续性的吸附剂处理重金属铊污染。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种镰刀菌(Fusariumsp.)菌株，所述菌株为FP-JCCW，是专利技术人从韶关大宝山受污染植物中筛选出的优良抗铊真菌。该菌株(生物材料)的保藏信息为：名称：Fusariumsp.FP-JCCW；保藏编号：CCTCCNO：M2016582；保藏单位：中国典型培养物保藏中心(CCTCC)；保藏地址：中国武汉市武汉大学，邮编430072；保藏时间：2016年10月20日。本专利技术通过ITS基因序列鉴定FP-JCCW菌株的分类。ITS基因PCR扩增引物为：ITS1(5‘-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’)和ITS4(5‘-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)。将其基因序列与NCBI数据库中的相关菌株序列进行BLAST对比，FP-JCCW菌株与镰刀菌Fusariumsp.隶属同一分支，因而将其命名为Fusariumsp.本专利技术已将FP-JCCW菌株的基因序列已提交NCBI的GENBANK数据库，菌株基因序列登录号为KX349437。结合ITS基因序列的鉴定结果，本专利技术所述FP-JCCW菌株与镰刀菌Fusariumsp.具有极高的同源性，因而将其命名为Fusariumsp.FP-JCCW。FP-JCCW菌株可用于制备一种吸附剂。进一步地，利用失活的FP-JCCW菌体可制备一种吸附剂。这种吸附剂的制备方法为：将FP-JCCW菌株进行液体培养，过滤得到FP-JCCW菌丝体；然后将菌丝体置于烘箱中烘干；将烘干的菌丝体研磨成粉，得到所述吸附剂。一些实施例中，上述吸附剂的制备方法进一步优化为：将FP-JCCW菌株进行液体培养72h，用8层纱布过滤，得到FP-JCCW菌丝体；然后将菌丝体转移到搪瓷盘中，置于80℃烘箱中进行烤烘6h；将烘干的菌丝体放置研钵里研磨成粉，得到所述吸附剂。本专利技术所述吸附剂，可作为经济环保、可持续性的生物吸附材料处理重金属铊污染。与现有技术相比，本专利技术至少具有下述的有益效果或优点：(1)本专利技术从韶关大宝山污染矿区植物中分离筛选得到一株对铊具有较强抗性的菌株，经BLAST对比同源性，推断为镰刀菌并鉴定为Fusuraium.sp.FP-JCCW，登录号为KX349437。FP-JCCW菌株可作为经济、高效、环境友好的生物吸附材料进行重金属铊污染的处理。本专利技术给出了失活FP-JCCW菌株对重金属铊的吸附行为及机理，为未来铊的应用与处理提供更多理论依据。(2)本专利技术明确了失活微生物FP-JCCW吸附铊的最佳吸附条件：pH5.0，初始浓度100mg/L，接触时间90min，转速150r/min，生物量2.5g/L。(3)本专利技术通过建立并对比吸附的Langmuir和Freundlich模型，FP-JCCW菌株的吸附过程更符合Langmuir等温模型，说明其为单分子层吸附，可能吸附过程主要发生在细胞壁上。建立吸附一级和二级动力学方程，发现二级动力学更符合吸附过程，说明吸附过程为化学吸附主导，可能发生表面络合反应。(4)经过红外光谱分析，在FP-JCCW菌株吸附过程中-OH、C-H、C＝O、-NH2、C-O等基团起主要贡献作用。通过SEM-EDS观察和X射线衍射分析吸附前后的失活微生物FP-JCCW，吸附前的细胞表面不平滑且有孔隙，吸附后细胞形貌有明显变化，且有晶体产生。表征分析后，更明确了FP-JCCW吸附是通过静电吸附和表面络合完成。附图说明图1是本专利技术所述FP-JCCW菌株的系统发育树。图2是实施例所述吸附试验中，pH对Tl+吸附的影响曲线。图3是实施例所述吸附试验中，Tl+初始浓度对吸附的影响曲线。图4是实施例所述吸附试验中，接触时间对吸附的影响曲线。图5是实施例所述吸附试验中，摇床转速对吸附的影响曲线。图6是实施例所述吸附试验中，生物量对吸附的影响曲线。图7是实施例所述吸附试验中，建立的Langmuir吸附等温模型。图8是实施例所述吸附试验中，建立的Freundlich吸附等温模型。图9是实施例所述吸附试验中，建立的一级动力学方程。图10是实施例所述吸附试验中，建立的二级动力学方程。图11是本专利技术所述FP-JCCW菌株吸附Tl+前A和吸附后B的傅里叶红外光谱变化对比图。图12是本专利技术所述FP-JCCW菌株吸附Tl+前A和吸附后B的扫描电镜变化对比图。图13是本专利技术所述FP-JCCW菌株吸附Tl+前A和吸附后B的能谱仪分析图。图14是本专利技术所述FP-JCCW菌株吸附Tl+前A和吸附后B的X射线衍射分析图。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细阐述。实施例1：FP-JCCW菌株的分离和鉴定(一)FP-JCCW菌株是从韶关大宝山矿区内筛选出的抗性菌株，具体包括如下的步骤：(1)配制培养基PDA培养基：马铃薯(去皮)200g，葡萄糖20g，琼脂20g，蒸馏水1000mL，自然pH值。PDA培养基的具体配制过程：将200g马铃薯去皮和芽眼，切成小块后放入1000mL的蒸馏水中一并煮沸至马铃薯变松软而不烂，然后用8层纱布过滤，将滤液重新倒入锅中，加入琼脂和葡萄糖均匀搅拌并补水到1000mL，最后分装于250mL的三角瓶中备用。(2)驯化培养将新鲜培养至对数期的内生真菌菌株制成孢子悬浮液，取1mL孢子悬浮液涂布到一定浓度含铊的固体培养基中，置于25℃恒温培养箱中培养72h，观察是否有菌落长出，如有菌落生长，则再吸取1mL孢子悬浮液接种到更高铊浓度的新鲜固体培养基中，继续培养，观察菌落生长情况,确定铊离子的最低抑制浓度。(3)分离纯化首先用自来水冲洗干净采集植物的根、茎、叶表面的泥沙，分别在95％乙醇和0.5％的次氯酸钠中各消毒1min，然后用灭菌生理盐水冲洗3次后用灭菌吸水纸吸干备用，并在无菌条件下切成0.5×0.5cm大小的片段接种到新鲜的PDA培养基上，反置于25℃的恒温培养箱中静止培养。培养3-7d后，若片段边缘长出菌丝，用接种针挑取边缘生长良好的菌丝接种在新的固体培养基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镰刀菌(Fusarium sp.)菌株，其特征在于，所述菌株为FP‑JCCW，该菌株于2016年10月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2016582。

【技术特征摘要】
1.一种镰刀菌(Fusariumsp.)菌株，其特征在于，所述菌株为FP-JCCW，该菌株于2016年10月20日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCM2016582。2.根据权利要求1所述的镰刀菌菌株，其特征在于，所述菌株的ITS基因PCR扩增引物为：ITS1(5‘-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’)和ITS4(5‘-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)。3.根据权利要求1所述的镰刀菌菌株，其特征在于，所述菌株在GENBANK数据库的基因序列登录号为KX349437。4.一种吸附剂，其包含根据权利要求1的菌株。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙建友，陈永亨，陈迪云，郑邦丰，罗定贵，蔡倩怡，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44