CN102168026A - 一株染料降解菌的分离及其应用 - Google Patents

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余志晟
于影
张慕明
金德才
张洪勋
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Abstract

本发明涉及一株分离自土壤的能够高效降解偶氮染料的酵母菌株,利用该菌株对染料进行脱色的方法,属于生物技术领域。经鉴定这株菌为Issatchenkia orientalis YP-1,并将其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.4523,将该菌株序列在Genbank中BLAST检索比对,发现该序列与Issatchenkia orientalis菌株QD15.126SrRNA基因序列高度同源(99%)。该菌株从土壤中大量筛选得到的一支纯的菌株。它在以染料为碳源的培养基和培养液中生长良好,它对多种偶氮染料均具有良好的脱色效果。由本发明技术方案生产的降解菌剂能高效降解环境中的偶氮染料,保护生态环境。

Description

一株染料降解菌的分离及其应用
技术领域
本发明属于环境微生物领域,涉及一株分离自土壤的对偶氮染料有很好降解效果的酵母菌株(Issatchenkia orientalis YP-1),及其应用。
背景技术
偶氮染料是合成染料中为数最多的品种,广泛应用在纺织、印染和印刷等行业,约占有机染料产品总量的80%。他们的分子结构中含偶氮基团(-N=N-),这些基团常与一个或多个芳香环系统相连构成一个共轭体系而作为染料的发色基团。染料的高色度会影响水体的正常功能,导致水体透光率降低,抑制水体中光合作用的自然过程,进而影响到各级消费者的生长,破坏水体生态系统。随着染料和印染工业的迅猛发展,染料的种类和数量不断增加,并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展,用于其生产和应用的染料废水的成分也随着工艺和技术的变化越来越复杂。此外,染料废水排放量大、有机物浓度高、色度大、可生化性差、水质水量变化大,从而使染料废水处理难度加大。同时,偶氮染料的降解产物多为联苯胺等一些致癌的芳香类化合物,排入水体将会对人体健康和生态环境造成严重危害。近年来,随着工业生产和纺织品的使用,染料废水大量增加,已成为全球性最普遍的污染物之一,广泛存在于空气及大气降尘物、水体、土壤、底泥、生物体等自然环境中,成为环境中无所不在的污染物。由于偶氮染料可溶于水、有机溶剂或转变成溶液或经后处理成分散状态而进行染色,微生物降解是使其脱色的主要途径。筛选高效降解菌具有重要的实践意义。邻苯二甲酸酯降解微生物筛选常用的方法是采集土壤样品,经富集培养、平板划线等操作,分离得到单菌落,然后经驯化培养,或紫外化学诱变等方法获取高效降解菌株,或通过细胞工程、基因工程等技术手段构建工程菌株。
印染厂附近的废水来源复杂,有机污染物程度较高。其中,偶氮染料是生活污水中的主要污染物之一。污水处理中,有机污染物的去除主要是通过活性污泥中的微生物降解而得以完成,从而达到污水净化的目的。然而,随着印染业的发展,染料废水的污染也不断加剧,因此,获得高效降解菌并应用于实践,对于降低染料废水在环境中的危害具有现实意义。
本专利是从土壤中分离出的一株高效降解偶氮染料的菌株,经鉴定为Issatchenkia orientalis YP-1,实验表明该菌能利用偶氮染料作为唯一碳源和能源生长繁殖,在纯培养条件下,该菌12h能将无机盐培养基中200mg/L染料降解完全,且在宽pH范围内均能较好的降解染料;该菌同时对多种偶氮染料如活性艳红K-2BP,活性黑KN-B,活性红B-2BF等均具有良好的脱色能力。充分说明该菌可用于修复染料废水生物处理和染料污染地区的治理。目前尚无利用东方伊萨酵母降解染料研究的文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一株分离自土壤的能够高效降解偶氮染料的酵母菌株,利用该菌株对染料进行脱色的方法。该酵母菌是一株具有极高活力,对染料脱色能力极强的菌株,其培养方法简单,生长速度快,不易变异,可以用作研究酵母对染料脱色机制的模式菌株,更重要的是可以直接用于染料的脱色。该菌株具有在染料废水处理的工业化应用前景。
本发明所提供的降解偶氮染料的菌株是从土壤中分离筛选出来的。将其编号为YP-1,保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏日期为2010年12月30日,分类命名为Issatchenkia orientalis YP-1。保藏编号为:CGMCC No.4523。将该菌株序列在Genbank中BLAST检索比对,发现该序列与Issatchenkia orientalis菌株QD15.126S rRNA基因序列高度同源(99%)。综合形态、生化和分子鉴定结果,最终确定菌株YP-1为东方伊萨酵母Issatchenkia orientalis。
本发明所提供的降解偶氮染料的菌株是从土壤中分离筛选出来的。该菌株的分离方法如下:
1、培养基配制:
1)菌种保藏培养基(固体,1L):蛋白胨20g,酵母粉10g,葡萄糖20g,琼脂20g,加水至1L,pH6.0;
2)菌种活化培养基(液体,1L):蛋白胨20g,酵母粉10g,氯化钠20g,琼脂20g加水至1L,pH 6.0;
3)脱色培养基(液体,1L):葡萄糖2g,KH2PO41g,(NH4)2SO41g,MgSO4·7H2O 0.5g,染料50mg,加水至1L。
以上培养基均在121℃灭菌15-30min。
2、菌种活化:挑取染料降解菌至菌种保藏培养基,28℃连续划线、挑单菌落培养两次后,挑取单菌落在菌种活化培养基中,于28℃,150-200r/min摇床振荡培养12-24h;由本发明技术方案生产的染料菌剂能够有效降解环境中的偶氮染料废水。以下通过具体实施例详细说明本发明的实施,目的在于帮助读者更好地理解本发明的精神实质,但不作为对本发明实施范围的限定。
具体实施方式
实施例1菌体的培养
用接种环挑取酵母菌株Issatchenkia orientalis YP-1接到上述菌种活化培养斜面上,在温度设置为28℃的培养箱里,培养1-3天,菌落松脆状,乳白色,表面平滑,不反光,边缘呈蚀刻状。然后,用接种环从斜面上挑取生长良好的菌体接到装有培养液的三角瓶中,在温度设置为28℃、转速为200rmp的摇床上培养1-3天,所得菌体离心(9000rmp)10min,菌体用无菌生理盐水(0.8%)和无菌水洗涤,再离心,反复2-3次,即可获得白色无污染的该酵母细胞。
如前所述,培养该菌株的培养基组成分为蛋白胨20g,酵母粉10g,氯化钠20g,琼脂20g加水至1L,pH 6.0,液体培养基不加琼脂。
上述培养基和培养液均在121℃、0.1MPa下灭菌20min.
实施例2:偶氮染料降解菌剂对摇瓶中偶氮染料的脱色效果
1)在100ml脱色培养基中接种1ml的菌液;以不加染料培养基作为对照组。
2)每隔3h取样一次,利用紫外分光光度计测定培养液在染料最大吸收峰的吸收值。脱色率(%)=(A-B)/A×100,其中:A为脱色前脱色培养液的OD值,B为脱色后脱色培养液的OD值。在该培养条件下,酵母菌株Issatchenkia orientalis YP-1对染料脱色率12小时内可达99%以上。
本发明所提供的降解染料的菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏日期为2010年12月30日,分类命名为Issatchenkia orientalis YP-1。保藏编号为:CGMCC No.4523。

Claims (5)

1.一株能够高效降解偶氮染料的酵母菌株,其特征在于:该菌株命名为Issatchenkia orientalis YP-1,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:CGMCC No.4523。
2.权利要求1所述的Issatchenkia orientalis YP-1,其特征在于:菌落松脆状,乳白色,表面平滑,不反光,边缘呈蚀刻状。该菌株的16S rDNA基因序列已经递交到了GenBank数据库,发现该序列与Issatchenkia orientalis菌株QD15.126S rRNA基因序列高度同源(99%)。
3.权利要求书1所述酵母菌株Issatchenkia orientalis YP-1的培养方法,其特征是将该菌菌体接到斜面上,在25-30℃下,斜面培养基上生长1-3天,挑取菌体在25-30℃下,培养液中培养2-3天,经离心可以获得该菌株的纯细胞。所述的培养基组成为蛋白胨20g,酵母粉10g,氯化钠20g,琼脂20g加水至1L,pH 6.0,液体培养基不加琼脂。
4.权利要求书1所述酵母菌株Issatchenkia orientalis YP-1的用途,其特征是能使多种偶氮染料脱色,其脱色培养基(液体,1L):葡萄糖10g,KH2PO41g,(NH4)2SO41g,MgSO4·7H2O 0.5g,酵母粉0.2g,染料50mg,加水至1L。
5.权利要求书4所述的用途,其特征是以该菌为菌种,以染料为碳源,降解染料。
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