本发明专利技术属于微生物领域，尤其涉及一株具有重金属抗性的草甘膦降解菌胶红酵母菌(Rhodotorula mucilaginosa)，OP11，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏日期：2017年1月6日，保藏编号为CGMCC No.13540。具有利用草甘膦作为碳、氮源的能力，以及对重金属具有抗性的能力，可在快速将草甘膦分解同化的同时吸附重金属，达到降解环境中草甘膦的目的。
Glyphosate degrading bacteria and its application in the treatment of heavy metal pollution in glyphosate compound
The invention belongs to the field of microorganism, in particular to a strain of heavy metal resistant glyphosate degrading bacteria red yeast (Rhodotorula mucilaginosa glue), OP11, China preservation unit bacterial microbe preservation Management Committee (CGMCC), the preservation date is January 6, 2017, the preservation number is CGMCC No.13540. With the ability to utilize glyphosate as carbon and nitrogen source, as well as the ability to resist heavy metals, it is possible to adsorb heavy metals quickly and degrade glyphosate at the same time, so as to achieve the goal of degrading glyphosate in the environment.
【技术实现步骤摘要】
草甘膦降解菌及其在处理重金属-草甘膦复合污染中应用
本专利技术属于微生物领域，尤其涉及一株具有重金属抗性的草甘膦降解菌胶红酵母菌(Rhodotorulamucilaginosa)及其在重金属污染环境下对草甘膦的降解。
技术介绍
草甘膦(N-膦酸甲基-甘氨酸)是一种内吸传导型广谱除草剂，因其高效、作用效果显著在农业上被广泛应用。但近年来的研究表明，长期施用草甘膦会对非靶标生物和环境造成不可估计的影响，尤其是对水生生物和土壤微生物等具有非常严重的毒害作用。此外，随着现代工农业的发展，进入环境中的重金属日益增多，污水灌溉、含重金属农药和化肥施用等的频繁使用，更加恶化了环境。这些生产方式可能导致重金属-草甘膦的复合污染，对生态系统的结构和功能产生影响。农药残留的传统处理方法主要采取化学法或焚烧、掩埋的方法。这些方法的缺点很明显，即副作用大、易造成二次污染、成本较高、作用慢等。生物修复主要是利用微生物及其产品来降解污染物，它具有无毒、无残留、成本较低等优点。到目前为止，大多数报道草甘膦降解菌对有毒重金属元素并不具有很好的抗性，不能在重金属存在的环境中对草甘膦进行有效降解，限制了微生物修复技术的实际应用范围。重金属-草甘膦复合污染形式非常普遍地存在于环境中，微生物降解法的关键是筛选并分离出高效、安全、环境适应性强的草甘膦降解菌株。因此，筛选具有重金属抗性的高效草甘膦降解菌，利用这些菌株具有利用草甘膦作为碳源和氮源的能力，以及对重金属具有抗性的能力，可在快速将草甘膦分解同化的同时吸附重金属，达到降解环境中草甘膦的目的。
技术实现思路
针对现有技术无法有效处理重金属-草甘膦复合污染的上述问题，本专利技术旨在提供一种具有重金属抗性的高效降解草甘膦废水的胶红酵母菌，利用这种胶红酵母降解水体中草甘膦污染物的方法，解决重金属污染环境下草甘膦的微生物降解问题。该方法利用可以在较高浓度重金属条件下生长的胶红酵母降解水中的草甘膦，是一种操作简单、成本低廉的降解水体中草甘膦的方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一株胶红酵母菌(Rhodotorulamucilaginosa)OP11，其保藏编号为CGMCCNo.13540。上述胶红酵母菌在处理重金属-草甘膦复合污染中的应用。一种重金属-草甘膦废水的处理方法，将权利要求1所述的胶红酵母菌悬浮于含重金属-草甘膦复合污染物的废水中培养。上述技术方案，进一步地，所述草甘膦的浓度为500mM。上述技术方案，进一步地，所述重金属为铜、镉、镍或铬，所述铜的浓度为250mg/kg，镉的浓度为5mg/kg，镍的浓度为100mg/kg，铬的浓度为250mg/kg。上述技术方案，进一步地，所述胶红酵母菌的接种量为2-5％。上述技术方案，进一步地，所述废水的pH范围为4.0-9.0。上述技术方案，进一步地，所述培养的pH范围为5.0-7.0。上述技术方案，进一步地，所述培养的温度为28-35℃。上述技术方案，进一步地，所述培养时间60-90h。本专利技术分离筛选的胶红酵母菌具有以下优势：1.本专利技术的胶红酵母菌(Rhodotorulamucilaginosa)OP11能够降解草甘膦以其作为唯一碳源生长，培养60h左右达到最大OD值。菌株抗草甘膦浓度在500mmol/L以上。在草甘膦浓度为100和250mM的基础盐培养基中，培养60h后菌株OP11对草甘膦的降解率达到最大，分别为81.9％和79.3％。在草甘膦浓度为500mM时，菌株OP11在培养72h时对草甘膦的降解率达到最大，为53.1％。2.本专利技术的菌株OP11在以草甘膦为唯一碳源的培养基中生长的pH范围较宽，在pH4.0到pH9.0之间范围内生长良好，对草甘膦均有较好的降解作用。菌株OP11在pH6.0草甘膦的降解率达到最大值，为83.5％。3.本专利技术的菌株OP11在重金属Cu2+浓度为0-250mg/kg范围内，均能保持对草甘膦均有较好的降解作用。在重金属Cu2+浓度为0、5、50、100和250mg/kg时，培养60h后，菌株OP11对草甘膦的降解率分别为：80.1％、79.7％、72.6％、67.9％和53.1％。4.本专利技术的菌株OP11在重金属Cd2+浓度为0-5mg/kg范围内，均能保持对草甘膦均有较好的降解作用。在重金属Cd2+浓度为0、0.25、1、2.5和5mg/kg时，培养60h后，菌株OP11对草甘膦的降解率分别为：80.2％、82.6％、70.6％、61.5％和45.8％。5.本专利技术的菌株OP11在重金属Ni2+浓度为0-100mg/kg范围内，均能保持对草甘膦均有较好的降解作用。在重金属Cd2+浓度为0、2.5、10、50和100mg/kg时，培养60h后，菌株OP11对草甘膦的降解率分别为：81.3％、81.6％、79.6％、60.5％和52.8％。6.本专利技术的菌株OP11在重金属Cr6+浓度为0-500mg/kg范围内，均能保持对草甘膦均有较好的降解作用。在重金属Cd2+浓度为0、5、50、100和250mg/kg时，培养60h后，菌株OP11对草甘膦的降解率分别为：79.6％、81.2％、76.9％、61.6％和47.8％。附图说明图1为本专利技术胶红酵母OP11平板图；图2为本专利技术胶红酵母OP11镜检图；图3为菌株ITS区域的PCR扩增产物电泳图(从上到下依次是1000bp、750bp、500bp、400bp、300bp、200bp、100bp)；图4为菌株OP11对草甘膦浓度的耐受性；图5为菌株OP11对不同浓度草甘膦的降解；图6为pH对菌株OP11降解草甘膦的影响。生物材料样品保藏信息：胶红酵母(Rhodotorulamucilaginosa)OP11，保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期：2017年1月6日，保藏编号为CGMCCNo.13540。具体实施方式下面结合具体实施例及附图对本专利技术做进一步详细说明。以下实施例用的材料如下：富集培养基(g/L)：葡萄糖50g，酵母膏0.5g，(NH4)2S1g，KH2PO42.5g，Na2HPO40.5g，MgSO4·7H2O0.5g，FeSO4·7H2O0.02g。无机盐培养基(g/L)：MgSO4·7H2O0.5g，KCl0.5g，K2HPO41.31g，NaNO33.0g，FeSO4·7H2O0.02g。麦芽汁培养基(g/L)：麦芽汁20g，蛋白胨1g，葡萄糖20g，pH自然。固体培养基加入2.0％的琼脂。重金属Cu2+、Cd2+、Ni2+、Cr6+溶液：所用药品分别为CuCl2·2H2O、CdCl2·2.5H2O、NiCl2·6H2O、Cr2K2O7，天津市申泰化学试剂有限公司生产，分析纯，纯度≧99％。实施例1胶红酵母OP11的筛选(一)菌株的分离及纯化1、菌株的富集：采集长期施用草甘膦的农田土壤样品2.5g，置于含有60mL富集培养基的摇瓶中，加入由无菌水配置的100mM草甘膦30mL和5mMCuCl2溶液10mL，置于摇床中，30℃，180rpm，恒温振荡培养4d。2、菌株的驯化：在无菌条件下按10％的接种量将菌液加入以草甘膦为唯一碳源的无机盐基础液体培养基中，草甘本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株胶红酵母菌(Rhodotorula mucilaginosa)OP11，其保藏编号为CGMCC No.13540。
【技术特征摘要】
1.一株胶红酵母菌(Rhodotorulamucilaginosa)OP11，其保藏编号为CGMCCNo.13540。2.根据权利要求1所述的胶红酵母菌在处理重金属-草甘膦复合污染中的应用。3.一种重金属-草甘膦废水的处理方法，其特征在于，将权利要求1所述的胶红酵母菌悬浮于含重金属-草甘膦复合污染物的废水中培养。4.根据权利要求3所述的重金属-草甘膦废水的处理方法，其特征在于，所述草甘膦的浓度为500mM。5.根据权利要求3所述的重金属-草甘膦废水的处理方法，其特征在于，所述重金属为铜、镉、镍或铬，所述铜的浓度为250mg/kg，镉的浓度为5mg/...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋宁宁，刘君，王芳丽，王凯荣，李绍静，卞建林，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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