一种坚定芽孢杆菌M7及其应用制造技术

本发明专利技术属于微生物应用技术领域，具体涉及一株坚定芽孢杆菌(Cytobacillus firmus)M7，所述菌株具体砷氧化及铬还原的能力，并进一步公开其在重金属污染修复中的应用。本发明专利技术所述兼具As(Ⅲ)的氧化和Cr(

【技术实现步骤摘要】
firmus)M7用于制备重金属土壤修复剂的用途。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种坚定芽孢杆菌M7，其分类命名为坚定芽孢杆菌Cytobacillus firmus，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，保藏编号为CGMCC No.26391，保藏日期为2023年1月6日。
[0010]本专利技术还公开了一种坚定芽孢杆菌微生物菌剂，包括所述的坚定芽孢杆菌M7的菌体、灭活物和/或代谢物。
[0011]本专利技术还公开了一种所述微生物菌剂的方法，包括将所述的坚定芽孢杆菌M7进行菌体活化及菌体培养的步骤。
[0012]本专利技术还公开了一种坚定芽孢杆菌固定化微生物球，所述固定化微生物球为将所述坚定芽孢杆菌M7或所述坚定芽孢杆菌微生物菌剂经固定化处理得到。
[0013]本专利技术还公开了一种制备所述坚定芽孢杆菌固定化微生物球的方法，包括：
[0014]制备含海藻酸钠和聚乙烯醇的凝胶溶液；
[0015]制备含权利要求1所述坚定芽孢杆菌M7或权利要求2所述坚定芽孢杆菌微生物菌剂的菌悬液；
[0016]将所述菌悬液加入至所述凝胶溶液中混合，得到混合凝胶液；
[0017]经所得混合凝胶液加入至氯化钙溶液中进行交联固化，即得。
[0018]具体的，所述坚定芽孢杆菌固定化微生物球的制备方法：
[0019]所述凝胶溶液中，所述海藻酸钠的浓度为2
‑
4wt％；和/或，
[0020]所述凝胶溶液中，所述聚乙烯醇的浓度为2
‑/>4wt％；和/或，
[0021]所述氯化钙溶液的浓度为3
‑
5wt％，和/或，
[0022]所述交联固化步骤的温度为0
‑
10℃，交联时间12
‑
36h。
[0023]本专利技术还公开了所述坚定芽孢杆菌M7、所述坚定芽孢杆菌微生物菌剂或所述坚定芽孢杆菌固定化微生物球用于制备具有如下(1)
‑
(6)中至少一项功效的功能性制剂的用途：
[0024](1)As尤其是As(Ⅲ)氧化剂；
[0025](2)Cr尤其是Cr(
Ⅵ
)还原剂；
[0026](3)兼具As(Ⅲ)氧化及Cr(
Ⅵ
)还原的修复剂；
[0027](4)含As和/或Cr的重金属去除剂；
[0028](5)重金属拮抗剂；
[0029](6)重金属污染土壤修复剂。
[0030]本专利技术还公开了所述坚定芽孢杆菌M7、所述坚定芽孢杆菌微生物菌剂或所述坚定芽孢杆菌固定化微生物球在重金属污染修复尤其是含As和/或Cr重金属污染修复领域的应用。
[0031]具体的，所述重金属污染包括重金属污染土壤、重金属污染水样。
[0032]本专利技术还公开了一种重金属污染修复的方法，包括将所述坚定芽孢杆菌M7、所述坚定芽孢杆菌微生物菌剂或所述坚定芽孢杆菌固定化微生物球与待处理的含重金属污染样品进行混合的步骤。
[0033]本专利技术从北京某金尾矿周边高砷污染的土壤中筛选获得了一株兼具As(Ⅲ)的氧化和Cr(
Ⅵ
)的还原能力的坚定芽孢杆菌Cytobacillus firmus M7，该菌株能够同时氧化As
(Ⅲ)和还原Cr(
Ⅵ
)，且能够耐受多种重金属，无需添加其他辅助材料，具有绿色安全、无二次污染的特点，具有很好的重金属修复潜力，为微生物修复As(III)和Cr(VI)污染提供重要理论参考。
[0034]本专利技术所述坚定芽孢杆菌Cytobacillus firmus M7，16h内可以分别完全氧化1mM As(Ⅲ)和还原66.0
±
1.3％0.1mM Cr(VI)，As(Ⅲ)和Cr(VI)共存条件下还原率提高到75.2
±
1.0％0.1mM Cr(VI)；qie重金属抗性结果表明，所述M7 12h
‑
IC
50 As(III)
是12h
‑
IC
50 Cr(VI)
的7.7倍，MIC As(III)
是MIC Cr(VI)
的1.25倍。
[0035]本专利技术所述坚定芽孢杆菌Cytobacillus firmus M7经海藻酸钠
‑
聚乙烯醇固定化结果表明，所述固定化菌剂在48h能够完全还原0.1mM Cr(VI)，162内可以分别完全氧化1mM As(Ⅲ)。所述的经固定化的菌株处理含As(Ⅲ)66.7μM和Cr(
Ⅵ
)96.2μM废水，As去除率提高了10％、Cr去除率提高了38％，具有很好的重金属修复潜力。
附图说明
[0036]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中，
[0037]图1为所述坚定芽孢杆菌M7的菌落形态图；
[0038]图2为所述坚定芽孢杆菌M7的系统发育树图；
[0039]图3为所述坚定芽孢杆菌M7的砷氧化铬还原转化率图；
[0040]图4为所述坚定芽孢杆菌M7的固定化图；
[0041]图5为所述坚定芽孢杆菌M7的固定化菌株砷氧化铬还原转化率图；
[0042]图6为所述坚定芽孢杆菌M7的固定化菌株去除废水As和Cr的结果。
具体实施方式
[0043]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
[0044]实施例1菌株筛选与鉴定
[0045]土壤的采样与富集
[0046]供试土壤为北京市某尾矿表层(0
‑
20cm)鲜土，按照10％的比例，接种到无菌生理盐水(0.85％)中进行活化(30℃，180rpm)，随后转接到LB培养基(3g/L牛肉膏，5g/L蛋白胨，5g/L NaCl，pH＝7)培养，以备分离单菌。
[0047]菌株的分离纯化与鉴定
[0048]挑取单菌落，使用LB固体培养基，进行分区划线培养，经过多次划线后获得单菌。挑取单菌落到LB液体培养基中，使用定性KMnO4鉴定，显示粉红色结果，初步判定具有As(III)氧化能力，通过二苯卡巴肼(DPC)方法鉴定具有Cr还原能力。
[0049]初步判断，本实施例筛选的菌株M7是一株兼具砷氧化和铬还原能力的一株，如图1所示，所述菌株M7的革兰氏染色结果为阳性，菌落呈圆形、微黄色、不透明。
[0050]菌种鉴定
[0051]提取筛选的菌株M7的DNA，采用如下通用引物，委托北京瑞博兴科生物技术有限公司进行菌株16S rDNA测序：
[0052]27F：5
’‑
AGAGTTTGATCATGGCTC
‑3’
；
[0053]1492R：5
’‑
TAGGGTTACCTTGTTACGACT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种坚定芽孢杆菌M7，其分类命名为坚定芽孢杆菌Cytobacillus firmus，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，保藏编号为CGMCC No.26391，保藏日期为2023年1月6日。2.一种坚定芽孢杆菌微生物菌剂，其特征在于，包括权利要求1所述的坚定芽孢杆菌M7的菌体、灭活物和/或代谢物。3.一种制备权利要求1或2所述微生物菌剂的方法，其特征在于，包括将权利要求1所述的坚定芽孢杆菌M7进行菌体活化及菌体培养的步骤。4.一种坚定芽孢杆菌固定化微生物球，其特征在于，所述固定化微生物球为将权利要求1所述坚定芽孢杆菌M7或权利要求2所述坚定芽孢杆菌微生物菌剂经固定化处理得到。5.一种制备权利要求4所述坚定芽孢杆菌固定化微生物球的方法，其特征在于，包括：制备含海藻酸钠和聚乙烯醇的凝胶溶液；制备含权利要求1所述坚定芽孢杆菌M7或权利要求2所述坚定芽孢杆菌微生物菌剂的菌悬液；将所述菌悬液加入至所述凝胶溶液中混合，得到混合凝胶液；经所得混合凝胶液加入至氯化钙溶液中进行交联固化，即得。6.根据权利要求5所述坚定芽孢杆菌固定化微生物球的制备方法，其特征在于：所述凝胶溶液中，所述海藻酸钠的浓度为2
‑
4wt％；和/或，所述凝胶溶液中，所述聚乙烯醇的浓度为2
‑
4wt％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：于彩虹，李贤红，李静茹，刘晓霞，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：