一种锰氧化菌及其筛选方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种锰氧化菌及其筛选方法和应用，该锰氧化菌属于摩根氏菌属(Morganella Morganii)，于2021年7月2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，保藏编号为CGMCC No.22815。本发明专利技术所筛选得到的锰氧化菌是摩根氏菌属首次发现具有锰氧化能力的一株菌，且该菌的锰氧化能力较强，环境适应性好，具有极高的研究价值；本发明专利技术所提供的利用锰氧化菌氧化制备生物锰氧化物的方法具有操作简单和成本较低等优点，有利于其在砷解毒领域的应用。其在砷解毒领域的应用。其在砷解毒领域的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种锰氧化菌及其筛选方法和应用


[0001]本专利技术属于微生物
，更具体地，涉及一种锰氧化菌及其筛选方法和应用。

技术介绍

[0002]砷(As)是全球性污染物，过量的砷进入人体后，会破坏人体细胞的氧化还原能力，影响细胞的正常代谢，引起组织损害和机体障碍，严重者可直接引起中毒死亡。
[0003]砷在环境中以As
3+
和As
5+
两种形式存在，且As
3+
的毒性远远高于 As
5+
，其中：As
3+
毒性约为As
5+
毒性的60倍。此外，相关研究发现，与As
5+
相比，As
3+
具有更高的迁移率和更低的吸附率；其原因在于，当 pH在0
‑
9.0之间时，As
3+
的主要存在形式是H3AsO3，表面不带电荷，因而不容易被带电物质吸附，其迁移率更高，而As
5+
在pH＞2.0的条件中，其主要存在形式有H2AsO4‑
、HAsO
42
‑
和AsO
43
‑
，易与表面带正电荷物质相结合，从而降低其迁移率。
[0004]因此，将高毒性且易迁移的As
3+
氧化为低毒性且迁移率低的As
5+
是降低水体砷毒性的一个较优选择。
[0005]现有技术中，As
3+
的氧化技术包括氧化剂氧化法、光催化氧化法和生物法。
[0006]其中，生物法由于具有成本低和无二次污染的优势，越来越受到人们的关注。锰氧化微生物是微生物氧化中的翘楚，通过锰氧化微生物氧化生成的生物锰氧化物电荷零点低，表面积大，负电荷高，有很高活性和很强的氧化吸附能力，其通常包裹在其他矿物表面，具有很强的反应活性。作为重要的天然吸附载体、氧化还原主体和化学反应的催化剂，生物锰氧化物对于无机污染物的生物有效性、生理毒性及在环境中的迁移转化和有机污染物的降解等方面起着决定性作用，在多种物质的生物地球化学循环中起着重要作用。通过高价生物锰氧化物可有效将As
3+
氧化为As
5+
，达到砷解毒的作用，且与化学锰氧化物对砷解毒作用相比，生物锰氧化物的氧化速度更快，效率更高，锰氧化物还原三价砷形成的Mn
2+
可被锰氧化菌继续反应形成生物锰氧化物，达到对砷的持续解毒作用。
[0007]但是，常见的锰氧化菌对锰氧化的效率较低，对砷的耐受性不强，达不到良好的对砷解毒效果。
[0008]因此，筛选一株对锰具有高氧化效率且对砷具有高耐受性的锰氧化菌是弥补当前不足，提高生物锰氧化物在砷解毒领域应用的必要措施。
[0009]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0010]鉴于此，本专利技术提供了一种锰氧化菌及其筛选方法和应用。
[0011]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0012]本专利技术提供了一种锰氧化菌，其属于摩根氏菌属(MorganellaMorganii)，命名为摩根氏菌(Morganella sp.)MnOx
‑
1，于2021年7月2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，保藏编号为CGMCC No.22815。
[0013]具体地，该锰氧化菌为申请人从采集于湖南省长沙市洋湖湿地污泥中筛选和分离
得到，该菌现保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101；经鉴定，其16S rRNA基因序列与 Morganella Morganii 16S rRNA基因序列有99％的相似性。
[0014]本专利技术另一方面提供了上述锰氧化菌的筛选方法，包括：
[0015]S1、取污泥样本静置后的上清液，加入到含MnSO4·
H2O和HEPES 缓冲液的LB液体培养基中；
[0016]S2、恒温振荡培养5
‑
9d后，通过LBB指示剂对培养基进行检验初筛。
[0017]进一步地，在上述技术方案中，所述锰氧化菌的筛选方法，还包括：
[0018]S3、将步骤S2中对LBB指示剂显蓝色的培养液稀释涂布分离于含MnSO4·
H2O和HEPES缓冲液的固体培养基中，恒温培养后，进一步通过LBB指示剂进行检验复筛，将对LBB指示剂显蓝色的进行分离和纯化，将得到的菌株与甘油按1∶1混匀后在
‑
80℃下保藏。
[0019]具体地，在上述技术方案中，步骤S1中，LB液体培养基包括以下组分：
[0020]胰蛋白胨10g，酵母浸粉5g，氯化钠5g，蒸馏水1000ml，pH 为7，MnSO4·
H2O 1mmol/L，HEPES缓冲液20mmol/L。
[0021]具体地，在上述技术方案中，步骤S2中，LBB指示剂的配制方法如下：
[0022]称取0.04g LBB粉末，将其溶解于0.25ml的45mmol/L冰乙酸水溶液中，加入去离子水，定容至100ml，4℃避光保存。
[0023]在本专利技术的一个具体实施方式中，步骤S3中，含MnSO4·
H2O和 HEPES缓冲液的固体培养基的配置方法如下：
[0024]将胰蛋白胨10g、酵母浸粉5g、氯化钠5g和琼脂15g溶于1000 ml的蒸馏水中，调节pH为7，于灭菌锅121℃下灭菌20min，使用 0.22μm滤头过滤加入1mol/L MnSO4·
H2O和1mol/L HEPES缓冲液，使得Mn
2+
和HEPES缓冲液的最终浓度分别为1mmol/L和20mmol/L，冷却至50℃后，于无菌操作台倒平板，固体平板冷凝后备用。
[0025]本专利技术又一方面还提供了含有上述锰氧化菌的菌剂。
[0026]本专利技术再一方面还提供了上述锰氧化菌或上述菌剂在制备氧化三价砷的生物锰氧化物中的应用。
[0027]本专利技术还一方面又提供了上述锰氧化菌或上述菌剂在氧化三价砷中的应用。
[0028]具体地，在上述氧化三价砷的应用中，所述锰氧化菌通过氧化Mn
2+
制得生物锰氧化物，通过生物锰氧化物将三价砷氧化为五价砷。
[0029]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0030](1)本专利技术所筛选得到的锰氧化菌是摩根氏菌属首次发现具有锰氧化能力的一株菌，且该菌的锰氧化能力较强，环境适应性好，具有极高的研究价值；
[0031](2)本专利技术所提供的利用锰氧化菌氧化制备生物锰氧化物的方法具有操作简单和成本较低等优点，有利于其在砷解毒领域的应用。
附图说明
[0032]图1为本专利技术实施例中锰氧化菌的菌落形态图；
[0033]图2为本专利技术实施例中锰氧化菌的系统发育分析树；
[0034]图3为本专利技术实施例中锰氧化菌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锰氧化菌，其特征在于，属于摩根氏菌属(Morganella Morganii)，命名为MnOx
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1，于2021年7月2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，保藏编号为CGMCC No.22815。2.权利要求1所述的锰氧化菌的筛选方法，其特征在于，包括：S1、取污泥样本静置后的上清液，加入到含MnSO4·
H2O和HEPES缓冲液的LB液体培养基中；S2、恒温振荡培养5
‑
9d后，通过LBB指示剂对培养基进行检验初筛。3.根据权利要求2所述的锰氧化菌的筛选方法，其特征在于，还包括：S3、将步骤S2中对LBB指示剂显蓝色的培养液稀释涂布分离于含MnSO4·
H2O和HEPES缓冲液的固体培养基中，恒温培养后，进一步通过LBB指示剂进行检验复筛，将对LBB指示剂显蓝色的进行分离和纯化，将得到的菌株与甘油按1∶1混匀后在
‑
80℃下保藏。4.根据权利要求2或3所述的锰氧化菌的筛选方法，其特征在于，步骤S1中，LB液体培养基包括以下组分：胰蛋白胨10g，酵母浸粉5g，氯化钠5g，蒸馏水1000m1，pH为7，MnSO4·
H2O 1mmol/L，HEPES缓冲液20mmol/L。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖骐，曹维，刘梓欣，杨志辉，杨卫春，司梦莹，李青竹，唐崇俭，唐溪，王海鹰，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：