白色杆菌属J1菌株及其应用制造技术

本发明专利技术公开白色杆菌属J1菌株及其应用。白色杆菌属J1菌株CGMCC No.21284自四川阿坝藏族羌族自治州九寨沟县九寨沟自然风景区的钙华固体样本中筛选得到，能够矿化培养基中的钙，将培养基中钙离子转化为碳酸钙。在实验室条件下经28d培养，J1菌株的钙矿化/沉钙效率高达到平均97％，工业应用前景大。J1菌株适用的钙矿化/沉钙培养条件是pH 6～7、20℃～35℃。J1菌株的钙矿化/沉钙反应没有副产品，对环境高度友好安全，明显优于现有常见具有沉钙用途的微生物。本发明专利技术同时提供白色杆菌属J1菌株的多种用途，以及以白色杆菌属J1菌株为效用成分的沉钙产品。

【技术实现步骤摘要】
白色杆菌属J1菌株及其应用
本专利技术涉及一种白色杆菌属微生物，特别是涉及一种钙矿化/沉钙菌J1菌株，属于工业微生物

技术介绍
地球表面，对形成碳酸盐岩起主要影响的微生物主要包括细菌、真菌、藻类和多细胞生物，所形成的大部分矿物沉淀为碳酸钙。该现象被称之为微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbialinducedcarbonateprecipitation，MICP)或者称微生物诱导矿化作用。利用微生物诱导环境中钙离子沉淀为碳酸钙的矿化过程具有十分广泛的现实或者潜在应用领域。包括固定化二价重金属和放射性核素的修复、石灰石文物的修复、岩土工程性能改良方面等。现有技术一般认为MICP微生物属于氨化细菌的范畴，大都分布在厚壁菌门，然而在变形菌门、放线菌门和真菌界等亦发现了产脲酶菌，芽孢杆菌科的细菌是目前发现的具有前景的一类产脲酶微生物，如Bacillus和Sporosarcina属。产脲酶菌也是现有技术公开最多的具有钙矿化作的微生物。产脲酶菌水解尿素生产氨和碳酸。氨的后续水解通过产生OH-来增加pH值，碳酸的解离产生碳酸氢盐。在这个过程中，通过尿素水解增加碱度，同时产生副产物氨，有利于溶液中钙以碳酸钙形式沉淀。产脲酶菌引导的沉钙作用，最大的缺陷是副产物包含氨，对环境造成直接二次污染。现有技术公开的另一类矿化作用细菌是从海水或海底沉积物中分离出的细菌。例如，Thalassospirasp.、Halomonassp.、Bacilluspumilus和Pseudomonasgrimontii。此4株细菌均能诱导碳酸盐沉淀，并具有碳酸酐酶活性。但其沉钙效率较低，分别仅14％、46％、43％、35％。实际工业应用会造成钙源的极大浪费。现有技术尚未涉及白色杆菌属(Leucobactersp.)微生物的矿化作用，也没有公开过任何一株具有矿化作用的白色杆菌属(Leucobactersp.)菌株。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种白色杆菌属(Leucobactersp.)菌株。该菌株具有钙矿化的工业用途。为实现上述目的，本专利技术首先提供一种白色杆菌属菌株，其技术方案如下：一种白色杆菌属(Leucobactersp.)J1菌株，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期2020年12月03日，保藏编号CGMCCNo.21284。白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284是自四川阿坝藏族羌族自治州九寨沟县九寨沟自然风景区的钙华固体样本中筛选得到。筛选过程为：钙华物固体样品水溶液接种至B4固体培养基中，30℃恒温避光培养进行初筛，培养18d后，用盐酸检测，挑选疑似含有目的菌株的菌落，挑取单菌落接种至LB固体培养基进行分离纯化，30℃恒温避光培养3d；再将分离纯化的单菌落接种至B4液体培养基，30℃避光培养进行复筛；培养7d结束，吸取B4培养基中菌液接种在LB培养基上分离获得纯菌株。J1菌株在显微镜下观察可见，菌落近似圆形，边缘不整齐，表面粗糙，乳白色，色素不扩散。菌株细胞杆状，2μm～3μm长，0.5μm～0.8μm宽。革兰氏染色为阴性。J1菌株生理生化特点见表1。提取J1菌株的16SrDNA进行基因测序，将J1菌株的16SrDNA基因序列(如SEQIDNO.1)在Genebank进行序列同源性比较，结果显示J1菌株属于放线菌门(Actinobacteria)的白色杆菌属(Leucobacter)。J1菌株与Leucobactersp.T29、Leucobactersp.PH1c、LeucobacterchromiireducensLZU-50-1、LeucobacterchromiireducensL-1相似性较高。因此初步鉴定J1菌株为一种白色杆菌属(Leucobactersp.)菌株，命名为白色杆菌属(Leucobactersp.)菌J1菌株(Leucobactersp.J1)。本专利技术实验数据证明，白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284能够矿化培养基中的钙。具体是将培养基中钙离子转化为碳酸钙。在实验室条件下经28d培养，培养基中钙离子转化率达97％。据此，本专利技术还提供白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284用途类技术方案，具体如下：白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在钙矿化/沉钙中的应用。白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在钙矿化/沉钙产品中的应用。白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在制备钙矿化/沉钙产品中的应用。本专利技术提供的白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284可以进一步依照常规加工工艺加工成钙矿化/沉钙产品，其技术方案如下：以白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284为钙矿化/沉钙效用成分的钙矿化/沉钙产品。上述产品以加工成除钙菌剂为例，可以麸皮为填充剂，将白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284菌株在扩大发酵液体培养基中适宜条件下培养制得液体除钙菌剂，再将液体除钙菌剂与灭菌麸皮按质量比1:1(W/W)混合后，在恒温箱中烘干至控制水分，即为固体除钙菌剂。除钙菌剂又可进一步加工包装成多类除钙产品。由于本专利技术白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284的矿化/沉钙作用，本专利技术同时提供以下方案：白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在微生物岩土工程中的应用。微生物岩土工程中可以是岩土加固、修复工程，更具体的如混凝土修复工程、文物修复工程等。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)提供了新的钙矿化菌株白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284，该菌株具有钙矿化/沉钙工业用途。(3)J1菌株的钙矿化/沉钙效率高，达到平均97％，工业应用前景大。(3)J1菌株的钙矿化/沉钙反应没有副产品，对环境高度友好安全。(4)仅须单一菌株即可应用于钙矿化/沉钙，具有使用方便，包装、运输便利，易形成商品化的明显的技术优势；(5)J1菌株是自完全自然状态的环境中筛选得到，对周围环境不具有生态入侵威胁，符合生物安全法规。附图说明图1是菌株电镜扫描形态。图2是16SRNA同源性对比结果。图3是纯化菌株16SrRNA系统进化树发育树。图4是J1晶体XRD衍射图。图5是J1菌株沉淀的碳酸钙扫描电镜图。图6是不同温度条件下培养物中J1菌株浓度。图7是不同pH条件下培养物中J1菌株浓度。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述。实施例一菌株筛选与鉴定。1、菌株筛选1.1样品、培养基、溶液钙华物固体样品：四川阿坝藏族羌族自治州九寨沟县九寨沟自然风景区的钙华沉积物表面用无菌刮刀采集。B4固体培养基：醋酸钙2.5g/L，葡萄糖5g/L，酵母粉4.0g/L，琼脂15.0g/L，pH值8.0。B4液体培养基：醋酸钙2.5g/L，葡萄糖5g/L，酵母粉4.0g/L，pH值8.0。LB固体培养基：氯化钠10g/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.白色杆菌属(Leucobacter sp.)J1菌株，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期2020年12月03日，保藏编号CGMCC No.21284。/n

【技术特征摘要】
1.白色杆菌属(Leucobactersp.)J1菌株，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期2020年12月03日，保藏编号CGMCCNo.21284。


2.权利要求1所述的白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在钙矿化/沉钙中的应用。


3.权利要求1所述的白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在钙矿化/沉钙产品中的应用。


4.权利要求1所述的白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在制备钙矿化/沉钙产品中的应用。


5.权利要求1所述的白色杆菌属J1菌株CGMCCNo.21284在微生...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢鸿观，杨明浩，陈聪，裴向军，雷泞菲，杜杰，童晋，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51