一株具有脱氮和高效絮凝能力的耐寒短杆菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一株具有脱氮和高效絮凝能力的耐寒短杆菌及其应用。该耐寒短杆菌命名为：耐寒短杆菌(Brevibacterium frigoritolerans)ZQ 1‑1，保藏号为GDMCC No:60520。该耐寒短杆菌ZQ 1‑1具有高效的絮凝能力和较强的氨氮脱除能力：对5g/L的高岭土悬浮液，该菌株10分钟内的絮凝率达到90％以上；在氨氮初始浓度150mg/L的培养基中，该菌株对NH4

A Cold-Resistant Brevibacterium with Denitrification and High Flocculation Ability and Its Application

The invention discloses a cold-resistant Brevibacterium with denitrification and high flocculation ability and its application. Brevibacterium frigoritolerans ZQ 1_1 and GDMCC No: 60520 were named as Brevibacterium frigoritolerans. The cold-resistant Brevibacterium sp. ZQ 1_1 has high flocculation efficiency and strong ammonia nitrogen removal ability: for 5 g/L kaolin suspension, the flocculation rate of the strain reaches more than 90% in 10 minutes; in the medium with initial ammonia nitrogen concentration of 150 mg/L, the strain can remove NH4.

【技术实现步骤摘要】
一株具有脱氮和高效絮凝能力的耐寒短杆菌及其应用
本专利技术涉及微生物
，具体涉及一株具有脱氮和高效絮凝能力的耐寒短杆菌及其应用。
技术介绍
目前，我国养殖业正向规模化、集约化方向迅速发展，在促进农业经济发展、提高人民生活质量之余，也带来很多环境问题和生态危机。据《第一次全国污染源普查公报》显示，我国仅畜禽养殖业氨氮年排放量就高达65万吨、总氮102.48万吨。含氮废水通过地表径流以及土壤渗滤进入到地表水体和地下水层之中，引起水体富营养化、水生生物死亡、生态系统失衡，不仅制约了我国养殖业的健康可持续发展，还造成严重的食品安全和环境安全问题，目前已成为我国地表水污染的主要问题。因此，加强废水脱氮具有重要的现实意义。微生物脱氮因其经济、高效和无二次污染等优点被广泛应用于废水处理中。目前，国内外学者已分离到许多脱氮性能优异的菌株，主要包括粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)、不动杆菌(Acinetobactersp.)、芽孢杆菌(Bacillussp.)、施氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri)、无色杆菌(Achromobactersp.)、粘质沙雷氏菌(Serratiamarcescens)等。然而，由于实际水环境的复杂性，向水体直接投放游离菌株进行脱氮往往效果不佳。而研究表明，部分微生物能分泌多糖、蛋白质、腐殖质等组成的胞外聚合物形成絮凝剂，可将细菌细胞及环境中微粒络合形成结构疏松多孔的生物絮团，有助于菌株高效截获水流中碳、氮源，保障脱氮效率。因此，分离筛选同时具有高效脱氮和絮凝能力的菌株并将其应用于废水处理中，对于水体高效脱氮具有重要实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一株同时具有高效絮凝和脱氮能力的耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1，为水体脱氮提供一种良好的生物材料。本专利技术的另外一个目的是提供所述的耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1在水体脱氮中的应用，特别是在水体脱除氨氮中的应用。本专利技术还提供了上述耐寒短杆菌ZQ1-1在絮凝中的应用，如在絮凝高岭土中的应用。为实现上述目的，本专利技术公布了一株脱氮絮凝耐寒短杆菌，其为耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)，菌株名为ZQ1-1，该菌株已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，地址为广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼，保藏编号为GDMCCNo:60520，保藏日期为2018年12月18日。本专利技术的耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1是由专利技术人于2018年10月从猪粪水自然曝气池污水中经过二次驯化富集分离得到，该菌株生理生化特征为：革兰氏阳性菌，细胞形状为杆状，无芽孢，无鞭毛，菌体外围包裹一层厚厚的粘性物质，大小为0.8～1.0×2.0～15.0μm(见图2)；菌落为浅黄色光滑的圆形，并具有全缘凸面(见图1)。能利用铵盐为唯一氮源生长。提取上述脱氮絮凝耐寒短杆菌ZQ1-1的基因组DNA，利用27F/1492R引物扩增其16SrDNA基因，测序后得到的基因序列见SEQIDNO.1。将该序列在NCBI及EzBioCloud网站上进行同源性比对分析，结果表明其与Brevibacteriumfrigoritolerans的16SrDNA序列相似性较高，相似度为99.48％，基于以上结果分析，初步鉴定本专利技术菌株为Brevibacteriumfrigoritolerans。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1对5g/L的高岭土悬浮液进行絮凝处理，该菌株10分钟内的絮凝率达到90％以上。(2)本专利技术的耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1在以NH4+-N(初始浓度150mg/L)为唯一氮源的液体培养基中培养48h，NH4+-N去除率达87％以上；在氨氮含量高达600mg/L的猪粪水中处理72h后，废水中的氨氮脱除率达到60％以上，且去除氨氮的同时，不积累亚硝态氮，无二次污染。综上所述，本专利技术的耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1在水体中的絮凝能力强，对水体中氨氮脱除效果好，在水体脱氮中有较大的应用潜力。本专利技术的耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1，于2018年12月18日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，地址为广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼，保藏编号为GDMCCNo:60520。附图说明图1为耐寒短杆菌ZQ1-1在固体平板上的菌落形态。图2为耐寒短杆菌ZQ1-1经结晶紫染色后在光学显微镜下(100×)的照片。图3为耐寒短杆菌ZQ1-1对高岭土悬浮液10分钟内的絮凝效果，其中，a为去离子水对照组(侧面图)，b为耐寒短杆菌ZQ1-1实验组(侧面图)，c为去离子水对照组(俯视图)，d为耐寒短杆菌ZQ1-1实验组(俯视图)。图4为耐寒短杆菌ZQ1-1的生长趋势与脱氮曲线示意图。图5为耐寒短杆菌ZQ1-1对高氨氮猪粪水脱氮曲线示意图。具体实施方式以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。实施例1耐寒短杆菌ZQ1-1的富集培养与分离纯化及保存(1)富集培养富集培养基：NH4Cl0.4g/L、NaNO20.25g/L、KH2PO42.0g/L、MgSO4·7H2O0.2g/L、Na2CO30.4g/L，溶剂为水；于121℃高温高压灭菌20min。分装至250mL三角瓶中，每瓶90mL。取猪粪水自然曝气池污水10mL，放入装有上述培养基的锥形瓶中，30℃，180rpm，培养48h，进行脱氮细菌的富集。后转接10mL至新的装有上述富集培养基的锥形瓶中，30℃，180rpm，培养48h，进行二次富集，得到的二次富集培养物。(2)耐寒短杆菌ZQ1-1的分离纯化与保存分离培养基(铵离子作为唯一氮源培养基)：丁二酸钠2.5g、二水合柠檬酸钠2.5g、(NH4)2SO40.707g、K2HPO41.0g、KH2PO41.0g、MgSO4·7H2O0.2g、琼脂15g/L，加水定容至1000mL，调pH至7.4，分装至250mL三角瓶中，每瓶100mL；于121℃高温高压灭菌20min；然后添加无菌过滤后的复合碳源溶液1％(v/v)、复合维生素溶液0.2％(v/v)和复合微量元素溶液0.2％(v/v)。其中复合碳源溶液：称取D-葡萄糖6.9g、D-果糖6.9g、D-乳糖6.9g、醋酸钠9.5g、甘露醇7.0g、苯甲酸钠4.8g、水杨酸4.6g、90％乳酸6.4mL、无水乙醇7.0mL、甘油6.3mL，溶于500mL水中，调pH至7.4，0.22μm滤膜过滤除菌。复合维生素溶液：称取生物素(VH)10mg、叶酸(VB9)100mg、吡哆醇(VB6)100mg、硫胺素(VB1)200mg、烟酸200mg、泛酸钙100mg、VB122mg、核黄素(VB2)20mg、硫辛酸20mg、EDTA-Na400mg，溶于1000mL水中，调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株耐寒短杆菌(Brevibacterium frigoritolerans)ZQ 1‑1，其保藏编号为：GDMCC No:60520。

【技术特征摘要】
1.一株耐寒短杆菌(Brevibacteriumfrigoritolerans)ZQ1-1，其保藏编号为：GDMCCNo:60520。2.权利要求1所述的耐寒短杆菌ZQ1-1在水体脱氮中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，是在水体脱除氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红惠，陈猛，李安章，谢小林，陈美标，
申请(专利权)人：广东博沃特生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44