一株分离的细菌菌株及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株分离的甲基杆菌DM1(Methylobacterium sp.DM1)，其能分解N,N‑二甲基甲酰胺。甲基杆菌DM1能利用DMF为唯一碳氮源进行生长，将其彻底矿化并释放出氨氮。其能耐受并完全降解水体中6800mg/L的DMF。在30℃，pH 7.0的条件下可在28小时内实现2000mg/L DMF的彻底降解，降解速度达到71.4mg/L/h，是目前已报道菌株中最快的之一，在环境污水处理及环境修复中有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一株分离的细菌菌株及其应用
本专利技术涉及环境生物
，尤其涉及一株N,N-二甲基甲酰胺降解菌株及其应用。
技术介绍
N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种性能优良的“万能溶剂”，被广泛应用于工业、农业、医药等领域。DMF能够与水和多种有机溶剂混溶，具有良好的热稳定性，同时还是一种有害的挥发性有机化合物，可生化性较差，难于从环境中有效去除。DMF一旦进入环境，将对水生生物和人类的健康具有重大威胁。研究表明，DMF和其降解产物对斑马鱼胚胎具有明显的致畸和致死作用。DMF可通过呼吸道、消化道和皮肤进入人体，影响细胞分化，造成染色体畸变，引起肝毒性、胃刺激和肾损伤，甚至具有一定的致癌性。在我国职业性接触毒物危害程度分级中将DMF列为二级中毒危害。DMF的全球年产量在2001年就已经达到了285000公吨。近年来随着各项产业的蓬勃发展，其生产和使用量也随之迅速增长。我国是重要的制造和农业大国，在化工生产过程中会排放大量含有DMF的工业废水，若处理不及时或不彻底，将对环境和人类健康造成巨大危害。生物降解法适用于大规模处理含DMF的废水，但有目前关降解菌株的报道尚不充分，仍有诸多问题亟待解决。因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够实现高效降解的环境益生菌。
技术实现思路
有鉴于现有技术中DMF降解菌株的菌属较为单一，菌株的降解速率较慢，在环境中施用的安全性尚不明确等缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够实现高效降解的环境益生菌。为实现上述目的，本专利技术第一个方面是提供了一株分离的细菌菌株。在一个较佳实施方式中，该菌株为甲基杆菌DM1(Methylobacteriumsp.DM1)，于2018年10月10日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2018663。进一步地，甲基杆菌DM1能分解N,N-二甲基甲酰胺。进一步地，甲基杆菌DM1菌体呈短杆状，能运动，无芽孢；菌落呈粉色、圆形、边缘齿状、表面光滑、易挑起；在液体培养基中培养时易形成生物膜。本专利技术的第二方面提供了一种上述分离的细菌菌株的培养方法。在一个较佳的实施方式中，培养基为添加有N,N-二甲基甲酰胺的MSM培养基，培养基的pH值为4.0-7.0，培养温度为25-42℃。可选地，N,N-二甲基甲酰胺的浓度等于或低于6800mg/L。可选地，N,N-二甲基甲酰胺的浓度为2000mg/L，培养基pH为7.0，培养温度为30℃。可选地，培养时间为24～36小时。本专利技术的第三方面提供了上述分离的细菌菌株在废水处理中的应用。在一个较佳的实施方式中，废水含有N,N-二甲基甲酰胺。可选地，废水中N,N-二甲基甲酰胺的含量等于或低于6800mg/L。本专利技术的第四方面提供了上述分离的细菌菌株在环境修复中的应用。在一个较佳的实施方式中，环境中含有N,N-二甲基甲酰胺。本专利技术的第五个方面提供了生物催化剂。在一个较佳的实施方式中，其包括如上所述的分离的细菌菌株甲基杆菌DM1。本专利技术的第六个方面提供了验证上述分离的细菌菌株对含N,N-二甲基甲酰胺废水的处理效果的方法。在一个较佳的实施方式中，包括如下步骤：1)斜面培养：将所述甲基杆菌DM1接种到含有DMF400～2000mg/L的固体斜面MSM培养基上，25～37℃培养24～36小时；2)种子培养：将步骤1)中斜面上长势良好的菌体，在无菌的环境中转接到MSM液体培养基，所述MSM液体培养基中含有400～2000mg/L的DMF，在25～37℃培养8～24小时，获得种子液；3)模拟水体中DMF的去除：将步骤(2)中获得的种子液接种到MSM液体培养基中，DMF初始浓度调为2000mg/L，pH为7，在30℃条件下振荡培养，反应时间为20～48小时，直至DMF被完全降解后终止反应；反应期间每2～8小时取样，用HPLC检测DMF的降解情况。进一步地，步骤3)中HPLC检测的条件是：Agilent1100高效液相色谱仪配备XDB-C18色谱柱，流动相为50mMNaH2PO4水溶液和0.5％乙腈(v/v)，流速为0.5mL/min，检测波长为210nm，柱温为30℃。甲基杆菌DM1能利用DMF为唯一碳氮源进行生长，将其彻底矿化并释放出氨氮。其能耐受并完全降解水体中6800mg/L的DMF。在30℃，pH7.0的条件下可在28小时内实现2000mg/LDMF的彻底降解，降解速度达到71.4mg/L/h，是目前已报道菌株中最快的之一。因此，该菌株具有很强的DMF代谢能力和DMF高浓度耐受能力，更容易定殖于土壤或水体，有利于将作物栽培和原位环境修复相结合，可解决在工业生产中DMF的残留超标及环境污染问题，在生物法处理含DMF废水和环境修复中具有重要价值和良好的应用前景。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体步骤及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个实施例的甲基杆菌DM116SrRNA序列的进化树分析。图2是本专利技术的一个实施例的DMF初始浓度对甲基杆菌DM1生长影响的结果图。图3是本专利技术的一个实施例的DMF初始浓度对甲基杆菌DM1降解DMF影响的结果图。图4是本专利技术的一个实施例的初始pH对甲基杆菌DM1生长影响的结果图。图5是本专利技术的一个实施例的初始pH对甲基杆菌DM1降解DMF影响的结果图。图6是本专利技术的一个实施例的不同培养温度对甲基杆菌DM1生长影响的结果图。图7是本专利技术的一个实施例的不同培养温度对甲基杆菌DM1降解DMF影响的结果图。图8是本专利技术的一个实施例中最适培养条件下甲基杆菌DM1的生长和对DMF的降解情况的结果图。微生物保藏：保藏日期：2018年10月10日；保藏单位：中国典型培养物保藏中心(CCTCC)；保藏单位地址：中国武汉武汉大学，430072保藏编号：CCTCCNO:M2018663；分类命名：甲基杆菌DM1(Methylobacteriumsp.DM1)。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等分子克隆：实验室手册(NewYork:ColdSpringHarborLaboratoryPress,1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中所用无机盐培养基(MSM)配方为K2HPO45.2g/L，KH2PO43.7g/L，MgSO40.1g/L，Na2SO41.0g/L和0.05％(v/v)金属离子缓冲液；金属离子缓冲液配方为FeCl2·4H2O0.3g/L,MnCl2·4H2O0.02g/L,H3BO30.0124g/L,CuCl2·2H2O0.0034g/L,CoCl2·6H2O0.038g/L,ZnCl20.014g/L和Na2MoO4·2H2O0.04g/L，溶于0.1M的盐酸溶液中。平板分离时在上述MSM培养基中加入1.5～2.0％(w/v)琼脂粉，优选加入1.5％琼脂粉。MSM培养基在121℃条件下灭菌20分钟备用。下列实施例中种子液的制备方法为：1)斜面培养：甲基杆菌DM1菌株接种到含有DMF400～20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株分离的细菌菌株，其特征在于，所述菌株为甲基杆菌DM1(Methylobacterium sp.DM1)，于2018年10月10日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M 2018663。

【技术特征摘要】
1.一株分离的细菌菌株，其特征在于，所述菌株为甲基杆菌DM1(Methylobacteriumsp.DM1)，于2018年10月10日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2018663。2.如权利要求1所述的分离的细菌菌株，其特征在于，所述甲基杆菌DM1能分解N,N-二甲基甲酰胺。3.如权利要求1所述的分离的细菌菌株，其特征在于，所述甲基杆菌DM1菌体呈短杆状，能运动，无芽孢；菌落呈粉色、圆形、边缘齿状、表面光滑、易挑起；在液体培养基中培养时易形成生物膜。4.如权利要求1所述的分离的细菌菌株的培养方法，其特征在于，培养基为添加有N,N-二甲基甲酰胺的MSM培养基，培养基的pH值为4.0-7.0，培养温度为25-42℃。5.如权利要求4所述的培养方法，其特征在于，N,N-二甲基甲酰胺的浓度等于或低于6800mg/L。6.如权利要求4所述的培养方法，其特征在于，N,N-二甲基甲酰胺的浓度为2000mg/L，培养基pH为7.0，培养温度为30℃。7.如权利要求1所述的分离的细菌菌株在废水处理中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐鸿志，陆歆毓，许平，王伟伟，陶飞，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31