一种希瓦氏菌及其在微生物燃料电池中的应用，涉及生物技术领域。本发明专利技术的希瓦氏菌为厦门希瓦氏菌（Ｓｈｅｗａｎｅｌｌａ?ｘｉａｍｅｎｅｎｓｉｓ?ｓｐ．ｎｏｖ．Ｓ４），２００９年１月保藏于“中国典型培养物保藏中心”，其保藏号为ＣＣＴＣＣ?Ｍ?２０９０１７；其革兰氏染色阴性，菌体为杆状，菌体直，两端圆形，直径为０．３～１．２微米，长度为２．５～５．８微米，可单独存在或以成对、短链状排列，菌体具有单生鞭毛，能移动；从近海的海洋沉积物中分离得到，能在海水环境中产电，并具有较高的产电活性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物
，特别涉及一种新的希瓦氏菌即厦门希瓦氏菌 (Shewanellaxiam enensis S4)及其在微生物燃料电池中的应用。
技术介绍
我国能源短缺形势严峻，人均占有的能源资源水平远低于世界平均水平。据英国 石油公司2006年的统计，我国石油和天然气的剩余可采储量仅为世界平均水平的7. 69% 和7. 05%。此外，石油产品中的碳和硫经过燃烧以二氧化碳和二氧化硫的形式排放到大气 中，对环境造成了严重的污染，严重威胁着全球的生态平衡。随着这些能源紧张、废物处理 和全球变暖等问题受到越来越多的关注，迫切的需要开发出可再生性的具有最小环境负效 应的新能源。储存在地表以下的无氧环境中的有机物蕴含着大量的能源，尽管作为其中一 部分的石油以集聚的形式容易被开采利用，然而更大部分的有机物散布在地层中不能够被 当前的技术所利用。新的技术解决方案也在不断的寻求当中，微生物燃料电池就是其中之 一用来产生可替代能源的装置，它通过阳极室内微生物的催化把化合物里的化学能转化为 电能。早在上个世纪早期Potter就提出了利用微生物燃料电池的原始概念。然而由于 微生物燃料电池缺乏产电效率和长期稳定性，使得这方面的研究受到的关注较少。直到几 年前，由Tender等设计的利用水底沉积物产生电能的新的微生物燃料电池，用来驱动深海 水下探测器，重新唤起了人们对开发这种新能源的热情，该项目获得美国军方极大的兴趣 并得到大量的经费支持。此外，产电微生物由于具有独特的有机物降解能力和对重金属离 子的还原能力，在环境生物修复方面也具有重大的应用价值。在微生物燃料电池里，燃料是微生物可降解的有机化合物，因为不像氢，这些有机 物是非电化学活性的，从而不能被目前所构想的非生物燃料电池所利用，。然而，微生物却 能催化这些有机物释放出电子并传递给各种具有电化学活性的电子载体。理论上，任何微 生物都能用来产生电能，然而，由于发酵生物的末端电子受体的氧还电位较低导致它们利 用有机物的效率很低并且还需要传递电子的载体来与固体电极相互作用。非发酵的或是 利用呼吸作用产电的微生物基本都是异化金属还原菌，这主要是由于它们利用的电子受体 (固体金属氧化物)与固体电极具有相似性。这类微生物利用呼吸产能的效率要明显高于 发酵微生物，并且不需要额外添加电子载体，目前大部分的燃料电池研究都是以异化金属 还原菌作为催化剂来展开微生物燃料电池研究的。我国在微生物燃料电池研究方面还处于起步阶段。尤其是在利用海洋微生物产电 方面的研究还未见系统的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型的可替代能源产生方式，提供从自然界中分离具 有高活产电能力的希瓦氏菌菌株及其在微生物燃料电池中的应用，该菌具有产电能力强，属于希瓦氏菌属内新分离的新种，能够在海水环境中利用有机物产生电能。本专利技术的厦门希瓦氏菌(Shewanella xiamenensis sp. nov. S4)为希瓦氏菌属 (Shewanella)新种菌株，并且是该种内首次报道具有产电特性的菌株，在微生物燃料电池 中有较高的产电活性，具有广阔的工业应用前景和理论研究价值。本专利技术提供的希瓦氏菌,其中，该希瓦氏菌为Shewanella xiamenensis sp. nov. S4，2009年1月8日保藏于中国武汉大学的中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCC M209017。该菌株S4菌体为杆状，直径为0. 3 1. 2微米，长度为2. 5^5. 8微米，可单独存在 或以成对、短链状排列，菌体具有单生鞭毛，能移动，革兰氏染色阴性。该希瓦氏菌的16S rRNA基因序列见SEQ ID N01。下面详细介绍本专利技术本专利技术的希瓦氏菌是分离自我国厦门地区海洋沉积物样品，在微生物燃料电池中 以乳酸盐作为电子供体富集培养，并在含有无机硫的厌氧平板上选择性培养分离纯化而得 至IJ，其生物学特征如下形态学特征菌株S4菌体为杆状，菌体直，两端圆形，直径为0. 3^1. 2微米，长度为2. 5^5. 8微 米，可单独存在或以成对、短链状排列，菌体具有单生鞭毛，能移动，革兰氏染色阴性。培养特征本菌株S4在葡萄糖天门冬素琼脂、营养琼脂、桑塔斯琼脂、土豆浸汁琼脂等五种 培养基中培养，形成的菌落呈红褐色，菌落圆形、湿润、边缘整齐、中央突起，无气生菌丝。生理生化特征菌株S4的生长温度为4 37°C，生长pH值范围为6-9，最适pH值为7。细胞可以 在0%-4% NaCl范围内生长，最适生长在1-2%的NaCl。细胞能产氧化酶，催化酶，N-乙 酰-β-氨基葡萄糖苷酶，α-葡萄糖苷酶，β-葡萄糖苷酶，碱性磷酸酶，亮氨酸氨基肽酶， 缬氨酸氨基肽酶，酸性磷酸酶，萘酚-AS-BI-磷酰胺酶；能够利用乳酸作为电子供体还原硝 酸盐、亚硝酸盐、氧化三甲胺(TMAO)、亚硒酸盐、延胡索酸盐、柠檬酸铁以及固态三价铁氧化 物；能水解明胶和DNA，不能水解淀粉；能利用硫代硫酸钠厌氧产生硫化氢；能利用D-葡萄 糖进行发酵；此外，在Biolog GN2平板上能利用的碳源如下α -环糊精，糊精，吐温40，吐 温80，L-阿拉伯糖，α-D-葡萄糖，麦芽糖，蔗糖，乙酸，甲酸，α -羟基丁酸，α _酮丁酸， D，L-乳酸，琥珀酸，溴丁二酸，氨基乙酰-L-天冬氨酸，氨基乙酰-L-谷氨酸，L-丝氨酸，次 黄嘌呤，尿嘧啶和胸腺嘧啶。细胞基因组的GC含量为46mol %。16S rRNA 基因序列 本专利技术的菌株S4的16S rRNA基因序列如下(SEQ ID NO 1)AGAGTTTGATCCTGGCTCAGATTGAACGCTGGCGGCAGGCCTAACACATGCAAGTCGAGCGGCAGCACA AGGGAGTTTACTCCTGAGGTGGCGAGCGGCGGACGGGTGAGTAATGCCTAGGGATCTGCCCAGTCGAGGGGGATAAC AGTTGGAAACGACTGCTAATACCGCATACGCCCTACGGGGGAAAGAGGGGGACCTTCGGGCCTCTCGCGATTGGATG AACCTAGGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGTTCTGAGAGGATGAT CAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGGGAAACCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGCACTTTCAGTAGGGAGGAAAGGGTGAGT CTTAATACGGCTCATCTGTGACGTTACCTACAGAAGAAGGACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGG AGGGTCCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGTGCGCAGGCGGTTTGTTAAGCGAGATGTGAAAGCCCTG GGCTCAACCTAGGAATAGCATTTCGAACTGGCGAACTAGAGTCTTGTAGAGGGGGGTAGAATTCCAGGTGTAGCGGT GAAATGCGTAGAGATCTGG本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种希瓦氏菌，其特征在于：该希瓦氏菌（Ｓｈｅｗａｎｅｌｌａｘｉａｍｅｎｅｎｓｉｓｓｐ．ｎｏｖ．Ｓ４）在中国典型培养物保藏中心的保藏号为ＣＣＴＣＣＭ２０９０１７。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：章晓波，黄杰勋，
申请(专利权)人：国家海洋局第三海洋研究所，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]
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