韩国芽孢八叠球菌JZ-2及其应用制造技术

本发明专利技术提供一株韩国芽孢八叠球菌JZ

【技术实现步骤摘要】
韩国芽孢八叠球菌JZ
‑
2及其应用


[0001]本专利技术涉及微生物及固化重金属
，具体地说，涉及一株韩国芽孢八叠球菌JZ
‑
2及其应用。

技术介绍

[0002]由于人类活动导致重金属通过各种途径进入环境，造成土壤、水体重金属污染日益严重。研究显示，1972
‑
2017年，世界5大洲168条河流和71个湖泊中12种重金属浓度普遍提高，超出世界卫生组织制定的阈值标准。土壤重金属污染不仅破坏生态环境，还会导致种植的农副产品重金属超标。因此，修复重金属污染土壤迫在眉睫。
[0003]传统的土壤重金属污染修复主要有物理和化学法，但因其高成本、高能耗、低效率、会影响土壤原有结构和功能，易造成二次污染等缺点不适合大面积应用。植物修复能安全有效去除土壤重金属，但植物自身生长受自然环境因素影响较大，且深层污染难修复。与上述方法相比，微生物修复具有环境友好、适应快且可边生产边修复等优点，其中以微生物诱导碳酸盐沉淀(microbial induced carbonate precipitation，MICP)为核心的生物矿化技术，因其环境友好性已成为当前国内外研究的热点。
[0004]微生物诱导碳酸盐沉淀主要通过微生物分泌脲酶水解尿素，产生CO
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并提高pH，碳酸根能够与重金属离子结合形成碳酸盐，从而降低重金属有效性，另一方面pH的升高也有利于重金属的稳定。在矿化过程中，微生物的脲酶活性对重金属的修复效果起到决定性作用。然而在实际土壤修复过程中，重金属的毒性以及土壤复杂环境对微生物的生长存活产生了严重的危害，如果菌株迅速失活，重金属往往不能得到有效固定。为此，筛选出重金属耐受性高的菌株，同时找到一种能够保护菌株免受环境胁迫的固定化方法，将极大的推进MICP在重金属污染土壤修复中的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一株韩国芽孢八叠球菌JZ
‑
2及其应用。
[0006]本专利技术的另一目的是提供重金属污染土壤修复的方法。
[0007]为了实现本专利技术目的，第一方面，本专利技术提供一株碳酸盐矿化菌株
‑
韩国芽孢八叠球菌(Sporosarcina koreensis)JZ
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2，菌株JZ
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2现已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，保藏编号CGMCC No.25437，保藏日期2022年8月3日。
[0008]第二方面，本专利技术提供含有所述韩国芽孢八叠球菌JZ
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2菌剂。
[0009]第三方面，本专利技术提供所述韩国芽孢八叠球菌JZ
‑
2或含有所述韩国芽孢八叠球菌JZ
‑
2菌剂在重金属污染环境修复中的应用。
[0010]第四方面，本专利技术提供重金属污染土壤修复的方法，包括以下步骤：
[0011](1)在液体培养基中培养权利要求1所述韩国芽孢八叠球菌JZ
‑
2，培养完成后离心收集菌体，菌体经清洗重悬于0.8％
‑
1.0％氯化钠溶液中，得到菌悬液；
[0012](2)将步骤(1)所得菌悬液与海藻酸钠溶液混合，用注射器将混合液滴加到氯化钙溶液中，置于4℃冰箱固定化后，用PBS缓冲液冲洗并干燥得到固定化菌剂；
[0013](3)将步骤(2)所得固定化菌剂与营养液同时施用于重金属污染土壤。
[0014]进一步地，步骤(1)中，所述液体培养基的成分为：10g/L蛋白胨、3g/L牛肉膏、5g/L氯化钠和20g/L尿素，pH7.0。
[0015]进一步地，步骤(2)中，将所述菌悬液与所述海藻酸钠溶液混合后，所得混合液中海藻酸钠的浓度为2％
‑
4％，细菌浓度为OD
600
＝0.8
‑
1.2。
[0016]所述氯化钙溶液的浓度为1％
‑
3％。
[0017]进一步地，步骤(3)中，所述营养液的成分为：10g/L蛋白胨、3g/L牛肉膏、5g/L氯化钠、20g/L尿素和5g/L氯化钙。
[0018]进一步地，步骤(3)中，所述固定化菌剂的施用量为土壤质量的1.5％
‑
2.5％，所述营养液的施用量为土壤质量的15％
‑
20％。
[0019]本专利技术中，所述重金属包括但不限于Cd、Pb。
[0020]进一步地，所述重金属污染土壤中Cd含量不高于10mg/kg，和/或Pb含量不高于500mg/kg。
[0021]借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点及有益效果：
[0022](一)本专利技术从污染土壤中筛选出对重金属Cd和Pb具有耐受性，脲酶活性高的碳酸盐矿化菌，能够水解尿素并产生大量CO
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，为重金属污染土壤的修复提供一种很好的微生物菌株资源。
[0023](二)使用3％海藻酸钠和2％氯化钙制备的固定化菌剂能够大大提高菌株的存活率，抵抗污染土壤复杂环境的影响，增强了重金属的修复效果，同时固定化菌剂方便保存，相比于菌悬液能够存放更久。
[0024](三)经过21天的修复，土壤可交换态Cd含量由61.9％降低至5.9％，可交换态Pb含量由46.7％降低至2.8％，碳酸盐结合态Cd含量由16.2％升高至65.1％，碳酸盐结合态Pb含量由21.3％提高至62％，土壤Cd和Pb的含量大幅降低，同时不会产生二次污染，菌株JZ
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2在土壤重金属修复中的应用前景广阔。
附图说明
[0025]图1为本专利技术韩国芽孢八叠球菌JZ
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2的电镜图(A)和革兰氏染色(B)结果。
[0026]图2为本专利技术较佳实施例中韩国芽孢八叠球菌JZ
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2的生长代谢特性。
[0027]图3为本专利技术韩国芽孢八叠球菌JZ
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2在平板中的Cd和Pb抗性。
[0028]图4为本专利技术较佳实施例中制备的海藻酸钠菌剂的尺寸(A和B)和电镜图(C和D)。
[0029]图5为本专利技术较佳实施例中不同处理下韩国芽孢八叠球菌JZ
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2修复21天后土壤各形态Cd和Pb含量。
具体实施方式
[0030]本专利技术提供一种对Cd和Pb具有耐受性的菌株，并利用该菌株进行重金属Cd和Pb污染土壤的修复。
[0031]本专利技术采用如下技术方案：
[0032]本专利技术提供一株碳酸盐矿化菌株，韩国芽孢八叠球菌Sporosarcina koreensis JZ
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2，保藏编号CGMCC No.25437。
[0033]进一步地，所述碳酸盐矿化菌菌株的16S rDNA序列如SEQ ID NO：1所示。
[0034]进一步地，本专利技术提供所述碳酸盐矿化菌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.韩国芽孢八叠球菌JZ
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2(Sporosarcina koreensisJZ
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2)，其特征在于，保藏编号为CGMCC No.25437。2.含有权利要求1所述韩国芽孢八叠球菌JZ
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2的菌剂。3.权利要求1所述韩国芽孢八叠球菌JZ
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2或权利要求2所述JZ
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2菌剂在重金属污染环境修复中的应用。4.重金属污染土壤修复的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在液体培养基中培养权利要求1所述韩国芽孢八叠球菌JZ
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2，培养完成后离心收集菌体，菌体经清洗重悬于0.8％
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1.0％氯化钠溶液中，得到菌悬液；(2)将步骤(1)所得菌悬液与海藻酸钠溶液混合，用注射器将混合液滴加到氯化钙溶液中，置于4℃冰箱固定化后，用PBS缓冲液冲洗并干燥得到固定化菌剂；(3)将步骤(2)所得固定化菌剂与营养液同时施用于重金属污染土壤。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述液体培养基的成分为：10g/L蛋白胨、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，樊霆，郭苏影，张伟，刘小强，杨利源，盛花泽宇，徐文艳，马萌遥，鲁洪娟，司友斌，张震，陈海燕，叶文玲，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：