具除臭、促生作用的嗜吡啶红球菌Rp3及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一株降解堆肥中臭味物质粪臭素并促进植物生长的嗜吡啶红球菌及其应用。本发明专利技术所提供的嗜吡啶红球菌(Rhodococcus pyridinovorans)Rp3在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的保藏编号为CGMCC No.20444。该菌株分离于羊粪堆肥下土壤，对高浓度堆肥臭味物质‑粪臭素的降解率高，而且可以解除高浓度粪臭素对植物生长的抑制作用。该菌株营养需求简单、生产成本低，而且具有较高的耐盐性，利于将其应用于畜禽粪便污染环境的治理和净化，比其它降解菌剂更有优势，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
具除臭、促生作用的嗜吡啶红球菌Rp3及其应用
本专利技术属于农业资源和环境保护
，特别涉及一株对堆肥臭味物质粪臭素具有高效降解作用的嗜吡啶红球菌及其应用。技术背景氮杂环化合物是一类污染面广、毒性大的难降解有机物。多数氮杂环化合物有恶臭或刺激性气味，其中吲哚类氮杂环有机物是畜牧堆肥中有机污染物的主要成分，造成养殖场及其周边环境恶化，引起一系列环境污染和公共卫生问题。3-甲基吲哚俗称粪臭素，是吲哚的一种衍生物，是色氨酸的主要代谢物之一。虽然3-甲基吲哚能够调控肠道菌群，抑制产气杆菌、沙门氏菌等多种革兰氏阴性肠道菌的增殖，但对人和动物健康也有不良影响。已报道粪臭素对细胞具有遗传毒性并导致肿瘤的发生；能够引起多种反刍动物的急性肺水肿和肺气肿，严重时导致动物死亡；还可引起人神经内分泌功能和免疫功能的病变，严重可导致呼吸道细胞发生畸变和癌变，因此对粪臭素污染环境的净化具有重要意义。采用物理化学方法可去除吲哚类氮杂环化合物的臭味，但该方法成本较高，且易形成二次污染，因此利用微生物降解吲哚类化合物的研究近年受到广泛关注。Vhile等(2012)认为不同微生物在色氨酸转化形成粪臭素途径中的作用不同，肠道菌群的改变导致粪臭素含量的改变。通过在饲料中添加乳酸、枯草芽孢杆菌等，可以明显降低猪粪中粪臭素的含量(Nowal等，2009)。如饲料中添加枯草芽孢杆菌后，猪粪中粪臭素含量由83.94ng/L降低到52.91ng/L(盛清凯等，2018)。但是已经排放到环境中的畜禽粪便中粪臭素仍然对环境具有很大的污染，如何降解畜禽粪便堆肥和污染环境中的粪臭素仍然是我们需要解决的问题。前人研究报道一些微生物可降解畜禽粪便污染环境中的粪臭素。如：Kohda等(1997)从猪粪和鸡粪堆肥中分离出一株马来提名梭菌(Clostridiummalenominatum)A-3，该菌株在厌氧条件下可降解粪臭素的浓度为100～300mg·L-1，在PYG培养液中培养4周对粪臭素的最高降解率为32.18％。Gu等(2002)从海底沉积物中分离出的产甲烷菌群在硫还原条件下对浓度为100μmol·L-1的粪臭素具有降解作用；Li等(2010)分离到能降解粪臭素的恶臭假单胞菌Lpc24，在限氧条件下降解2.0mmol·L-1粪臭素约需要30d。上述研究表明在厌氧条件下，微生物对粪臭素的降解需要时间比较长，有的还需要提供特殊的还原条件，在实际应用中有一定的局限性。有关微生物对粪臭素的有氧降解也有一些研究报道。如：从红树林底泥中分离出的铜绿假单胞菌PesudomonasaeruginosaGs(Yin和Gu，2006)、乳酸菌(Meng等，2013)、红假单胞菌(Rhodopseudomonas)和贪铜菌属(Cupriavidus)(Sharmaetal.，2015；Fukuokaetal.，2015)，但这些菌株仅对低浓度的粪臭素具有降解作用。伯克霍尔德氏菌(Burkehoderia)(Ma等，2020)、无色杆菌(Achromobacter)和红球菌(Rhodococcus)为活性污泥中粪臭素的降解菌，其中红球菌菌株DMU1和DMU2在24h内可完全降解50mg/L的粪臭素(Ma等，2020)，但这株菌尚未鉴定到种，且该菌株是否对更高浓度的粪臭素具有降解作用尚未见报道。Tesso等(2019)从堆肥中分离到不动杆菌NTA1-2A和NTA1-6A菌株，这两株菌在粪臭素初始浓度小于200mg·L-1时，对粪臭素降解率达到85％需要6天。因为粪臭素对菌株生长具有一定的毒性，获得对高浓度粪臭素具有高效快速降解能力的菌株仍然是畜禽粪便处理和环境治理迫在眉睫的重要任务。除了获得降解菌资源外，对于农药、环境有毒有害物质的微生物降解菌，提高制剂中的含菌量，降低生产成本，提高其货架期是实现降解菌大规模生产和应用的前提条件。以往研究虽然获得了可以降解粪臭素的菌株，但如何保持降解菌及其制剂的活性很少有研究，因此开展堆肥臭味物质降解菌及其发酵工艺研究，研制具有我国自主知识产权的降解菌剂对畜禽粪便臭味物质粪臭素的降解具有重要的实际意义。专利技术人于2019年4月从我国山西省应县采集羊粪堆肥下土壤，经过富集分离到一株粪臭素降解菌Rp3，被鉴定为嗜吡啶红球菌Rhodococcuspyridinovorans，该菌株对粪臭素具有高效降解作用，与100μg·mL-1粪臭素共培养48h对粪臭素的降解率可达到98.4％，该菌株除了具有除臭作用外，还可以解除粪臭素对植株生长的影响，是一株非常有应用潜力的菌株。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一株降解环境中粪臭素含量并能促进植物生长的嗜吡啶红球菌及其应用。本专利技术所提供的嗜吡啶红球菌具体为嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3，该菌株已于2020年7月24日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏编号为CGMCCNo.20444。本专利技术还保护活性成分为所述嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3的菌剂。所述菌剂中还可包括吸附载体；所述吸附载体可为硅藻土、草炭、蛭石、稻壳粉、秸秆粉、糠醛渣、珍珠岩和碳酸钙中的至少一种。更加具体的，在本专利技术的一个实施例中，所述吸附载体具体由糠醛渣和秸秆粉混和物(质量比25∶1)按照体积比1∶1的配比混和而成。进一步，所述菌剂由所述嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3的发酵液，或对发酵液进行离心后所得菌泥与所述吸附载体按照1L∶1Kg至1L∶3Kg(如1L∶1Kg)的配比混和而成。在本专利技术的一个实施例(实施例4)中，制备所述嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3的发酵液时采用大量发酵培养液，所述嗜吡啶红球菌Rp3的发酵液中，所述嗜吡啶红球菌Rp3的活菌数为50～100亿/mL(如50亿/mL)所述发酵液。其中，所述大量发酵培养液的溶剂为水，溶质及浓度如下：蔗糖1.4％、牛肉膏1.4％、酵母浸粉0.6％和硫酸铵0.15％；其中，％表示质量百分含量。相应的，在所制备得到的所述菌剂中，所述嗜吡啶红球菌Rp3的活菌数为30～100亿/g(如100亿/g)所述菌剂；所述菌剂的含水量在5～8％以内。所述菌剂的制备方法也属于本专利技术的保护范围。所述菌剂的制备方法，具体可包括如下步骤：(1)培养所述嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3，得到所述嗜吡啶红球菌Rp3的发酵液；在所述发酵液中，所述嗜吡啶红球菌Rp3的活菌数为50～100亿/mL(如50亿/mL)；(2)将步骤(1)所得发酵液或离心后的菌泥和所述吸附载体按照1L∶1Kg至1L∶3Kg(如1L∶1Kg)的配比混和，得到所述菌剂。在步骤(1)中，培养所述嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3的培养基的溶剂为水，溶质及浓度如下：蔗糖1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.嗜吡啶红球菌(Rhodococcus pyridinovorans)Rp3，保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.20444。/n

【技术特征摘要】
1.嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3，保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.20444。


2.一种菌剂，其特征在于，所述菌剂的活性成分为权利要求1所述的嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3。


3.根据权利要求2所述的菌剂，其特征在于：所述菌剂为液体菌剂，所述液体菌剂中嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3活菌数为30～100亿/mL。


4.根据权利要求2所述的菌剂，其特征在于：所述菌剂为固体菌剂，所述固体菌剂为所述嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3的发酵液和吸附载体按照1L∶1Kg至1L∶3Kg的配比混和而成，或所述嗜吡啶红球菌(Rhodococcuspyridinovorans)Rp3发酵液经离心后的菌泥和吸附载体按照1L∶1Kg至1L∶3Kg的配比混和而成。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭荣君，李世东，吴玉洪，张世昌，
申请(专利权)人：中国农业科学院植物保护研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11