本发明专利技术公开了一株具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌及其应用，属于微生物技术领域。本发明专利技术菌株名称为芽孢杆菌（Bacillus acidiceler）LH14，其于2021年12月2日保藏于广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼的广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC），保藏编号为：GDMCC No：62092。芽孢杆菌LH14对无机三价砷具有明显的甲基化作用，主要甲基砷产物为三甲基砷，其次为二甲基砷，还可同步实现砷甲基化与砷氧化的双解毒功能。芽孢杆菌LH14可以明显降低剧毒无机砷的含量，产生毒性较低的有机砷和挥发性的砷，在砷污染环境治理和修复，尤其是砷污染土壤治理和修复中具有重要应用潜力。力。力。
【技术实现步骤摘要】
一株具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌及其应用
[0001]本专利技术属于微生物
，具体涉及一株具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌及其应用。
技术介绍
[0002]长期以来的砷矿开采、炼砷、农药化肥施用和污水灌溉等生产活动，使类金属砷在土壤环境中富集，造成土壤砷污染问题。由于水稻植株易吸收和累积砷，稻米成为人体慢性暴露于砷的主要途径，对人体健康构成严重威胁。稻田季节性水分管理改变土壤氧化还原电位，同时砷形态和移动性发生显著变化。稻田落干条件下砷主要为五价砷酸盐，强烈吸附于铁铝等氧化物表面，限制了砷的移动性。当稻田处于淹水状态时，五价砷酸盐被还原为三价亚砷酸盐，砷毒性增加25
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60倍。因为亚砷酸吸附于土壤固相的强度比砷酸盐低，亚砷酸从固相中解吸出来，其含量占到土壤溶液中砷含量的70%
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90%。因此，淹水稻田中砷的还原释放，增加了砷的生物毒性和生物有效性，加重了砷的毒害，抑制了水稻等作物对营养元素的吸收及其生长。因此，亟需研发有效降低土壤中无机砷含量，并抑制作物对无机砷的吸收的关键技术，保障土壤与农产品的安全。
[0003]淹水稻田还原条件下释放亚砷酸能促进微生物砷甲基化，产物中二甲基砷和三甲基砷的毒性分别比亚砷酸小约100和1000倍。砷甲基化从以下两个方面降低了稻田砷的毒害：一方面，降低稻米中砷的毒性；水稻籽粒的二甲基砷可以占到其总砷量的0%
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90%，土壤微生物砷甲基化增加籽粒中砷甲基砷的比例，降低无机砷的比例，从而有效降低籽粒中总砷的毒性提高农产品安全（世界农产品质量标准仅将无机砷列为控制对象）。另一方面，降低土壤中生物可利用态砷的含量；在微生物逐步砷甲基化过程中，中间产物甲基亚砷酸在胞内还原酶催化下生成挥发性甲基砷，主要为三甲基砷。砷甲基化有利于砷的挥发，将实现砷从稻田土壤中的去除，从而实现砷的去除。因此，砷甲基化是微生物对土壤砷的一种重要解毒过程。
[0004]稻田土壤中砷甲基化微生物具有物种多样性，其中好氧砷甲基化功能菌生长速度快，其砷甲基化效率远大于厌氧菌。CN201510956127.5鉴定了一株嗜纤维菌科的好氧砷甲基化细菌SM
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1，但该菌仅能在R2A培养基中生长，且无法在LB等培养基中生成，具有明显的局限性。同时，该菌的适应的砷浓度较低，不利于广泛应用。此外，上述知识产权保护的菌株仅具有砷甲基化功能，对作物营养物质以及生长并不具有改善和促进作用，因此功能较为单一。鉴于当前砷甲基化菌资源的极度短缺，亟需发掘新型的砷甲基化功能微生物菌种。因此，分离获得稻田土壤中好氧砷甲基化和挥发功能菌，对利用微生物技术解决我国环境具有重要的应用价值与意义，也有助于提升我国环境微生物治理技术的核心竞争力。
技术实现思路
[0005]为解决相关问题，本专利技术的第一个目的在于提供一株具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌。
[0006]本专利技术的第二个目的在于提供上述具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌的应用。
[0007]本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一株具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌，名称为芽孢杆菌（Bacillus acidiceler）LH14，其于2021年12月2日保藏于广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼的广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC），保藏编号为：GDMCC No：62092。
[0008]所述的芽孢杆菌LH14的应用，将所述的芽孢杆菌LH14置于含有无机三价砷的环境中培养，实现砷甲基化，或同步实现砷甲基化与砷氧化。
[0009]进一步地，所述的甲基化为二甲基化和/或三甲基化。
[0010]进一步地，所述的无机三价砷为亚砷酸和/或亚砷酸盐。
[0011]进一步地，所述的无机三价砷在环境中的浓度范围为0～100μmol/L；优选为0～50μmol/L；更优选为0～20μmol/L。进一步地，所述的环境包括但不限于培养基、土壤和水体。
[0012]进一步地，所述的培养基为R2A培养基、LB培养基和TGY培养基中的任意一种。
[0013]进一步地，所述的R2A培养基的配方为：胰蛋白胨0.3～0.4g/L，酸水解酪蛋白0.4～0.6g/L，酵母浸粉0.4～0.6g/L，可溶性淀粉0.4～0.6g/L，磷酸氢二钾0.2～0.4g/L，硫酸镁0.05～0.15g/L，丙酮酸钠0.2～0.4g/L，蛋白胨0.2～0.3g/L，葡萄糖0.4～0.6g/L，余量为水，pH 7.2
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0.2；优选为胰蛋白胨0.35g/L，酸水解酪蛋白0.5g/L，酵母浸粉0.5g/L，可溶性淀粉0.5g/L，磷酸氢二钾0.3g/L，硫酸镁0.1g/L，丙酮酸钠0.3g/L，蛋白胨0.25g/L，葡萄糖0.5g/L，余量为水，pH 7.2
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0.2。
[0014]进一步地，所述的LB培养基的配方为：9～11g/L蛋白胨，4～6g/L酵母粉，9～11g/L NaCl，余量为水；优选为：10g/L蛋白胨，5g/L酵母粉，10g/L NaCl，余量为水。
[0015]进一步地，所述的TGY培养基的配方为：4～6g/L胰蛋白胨，4～6g/L酵母粉，0.05～0.15g/L葡萄糖，0.05～0.15g/L K2HPO4，余量为水；优选为：5g/L胰蛋白胨，5g/L酵母粉，1g/L葡萄糖，1g/L K2HPO4，余量为水。
[0016]进一步地，当所述的环境为培养基时，所述的芽孢杆菌LH14的接种量按细菌细胞密度OD600=0.01计。
[0017]进一步地，所述的培养的条件为温度28～32℃、转速150～250rpm、时间4～6天；优选为温度30℃、转速200rpm、时间5天。
[0018]一种具有好氧砷甲基化和挥发功能的微生物制剂，含有培养基和所述的芽孢杆菌LH14。
[0019]进一步地，所述的培养基为R2A培养基、LB培养基和TGY培养基中的任意一种。
[0020]上述具有好氧砷甲基化和挥发功能的微生物制剂的制备方法，在培养基中接种所述的芽孢杆菌LH14，震荡培养，得到具有好氧砷甲基化和挥发功能的微生物制剂。
[0021]进一步地，所述的培养的条件为温度28～32℃、转速150～250rpm、时间8～14 h；优选为温度30℃、转速200rpm、时间10～12 h。
[0022]上述具有好氧砷甲基化和挥发功能的微生物制剂在砷污染环境修复中的应用。
[0023]进一步地，所述的环境包括但不限于水体和土壤。
[0024]进一步地，所述的应用的具体操作为：将所述的具有好氧砷甲基化和挥发功能的微生物制剂置于待修复的环境中培养即可。
[0025]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：本专利技术提供的芽孢杆菌LH14对无机三价砷具有明显的甲基化作用，主要甲基砷产物为三甲基砷，其次为二甲基砷，并不产生一甲基砷（毒性相对其他有机胂更高）。此外，该LH14还可同步实本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1. 一株具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌，其特征在于：名称为芽孢杆菌（Bacillus acidiceler）LH14，其于2021年12月2日保藏于广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼的广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为：GDMCC No：62092。2.权利要求1中所述的芽孢杆菌LH14的应用，其特征在于：将上述具有好氧砷甲基化和挥发功能的芽孢杆菌置于含有无机三价砷的环境中培养，实现砷甲基化，或同步实现砷甲基化与砷氧化。3.根据权利要求2所述的芽孢杆菌LH14的应用，其特征在于：所述的甲基化为二甲基化和/或三甲基化；所述的无机三价砷为亚砷酸和/或亚砷酸盐。4.根据权利要求2或3所述的芽孢杆菌LH14的应用，其特征在于：所述的环境为培养基、土壤或水体；所述的无机三价砷在环境中的浓度范围为0～100μmol/L。5.根据权利要求4所述的芽孢杆菌LH14的应用，其特征在于：所述的培养基为R2A培养基、LB培养基和TGY培养基中的任意一种；所述的R2A培养基的配方为：胰蛋白胨0.3～0.4g/L，酸水解酪蛋白0.4～0.6g/L，酵母浸粉0.4～0.6g/L，可溶性淀粉0.4～0.6g/L，磷酸氢二钾0.2～0.4g/L，硫酸镁0.05～0.15g/L，丙酮酸钠0.2～0.4g/L，蛋白胨0.2～0.3g/L，葡萄糖0.4～0.6g/L，余量为水，pH 7.2
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0.2；所述的LB培养基的配方为：9～11g/L蛋白胨，4～6g/L酵母粉，9～11g/L NaCl，余量为水；所述的TGY培养基的配方为：4～6g/L胰蛋白胨，4～6g/L酵母粉，0.05～0.15g/L葡萄糖，0.05～0.15g/L K2HPO4，余量为水；所述的培养的条件为温度28～32℃...
【专利技术属性】
技术研发人员：李芳柏，方利平，陈冠虹，
申请(专利权)人：广东省科学院生态环境与土壤研究所，
类型：发明
国别省市：
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