CN104974948A - 一种高效好氧还原砷的微生物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效好氧砷还原菌，该菌分离于中国内蒙古高砷污染区，经16S rDNA鉴定，该菌属于成团泛菌属，并且命名为Pantoea sp.IMH，菌株的保藏号为CGMCC No.8825，其生长pH及温度范围较广，并且对三价砷和五价砷有极高的耐受性，在好氧培养条件下，可以在36小时内还原90%以上的五价砷。

Description

一种高效好氧还原砷的微生物
技术领域
本发明涉及一种微生物，特别涉及一种可以在好氧条件下，高效地进行砷还原的微生物。
技术背景
砷是自然界中广泛存在的一种致畸致癌物质。自然水体中砷多为无机砷，主要以三价和五价形式存在。其中三价砷具有较强迁移性，且毒性是五价砷的25-60倍。虽然砷具有毒性，但是在自然环境中有一些微生物却可以在高砷环境中存活，并且衍生了多种砷代谢机制，包括砷的氧化，还原以及甲基化等作用。按照对砷代谢机制的不同，可以将这些微生物分为化能自养型砷氧化微生物、异养型砷氧化微生物、异化砷还原微生物、砷解毒还原微生物。砷还原微生物在自然界的砷地球化学循环中起了非常重要的作用。目前人们的研究主要集中在异化砷还原微生物对于地下水或底泥中砷的迁移转化。而关于可以在好氧条件下还原砷的微生物却鲜有报道。而这些好氧砷还原微生物对于暴露于空气中砷污染区域的砷迁移转化有非常重要的影响。
本发明从中国内蒙高砷污染区筛选分离到一株高效好氧砷还原菌，这对于该地区砷的迁移转化有重要的指导意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以高效好氧还原砷的菌株。
根据本发明的一个具体实施方式，一种高效好氧砷还原菌，其分离于中国内蒙古高砷污染区。
根据本发明的一个具体实施方式，一种高效好氧砷还原菌，其属于成团泛菌属，拉丁文名为Pantoea sp.IMH。
根据本发明的一个具体实施方式，一种高效好氧砷还原菌，其形貌特征在于：革兰氏阴性菌，杆状，存在周生鞭毛。
根据本发明的一个具体实施方式，一种高效好氧砷还原菌，其生长特征在于：严格好氧，培养基为胰蛋白、酵母、葡萄糖复合培养基（TYEG），在pH为4-10之间均可生长，最适pH为6；生长温度范围为20-40℃，最适生长温度为30℃。
根据本发明的一个具体实施方式，一种高效好氧砷还原菌，其抗砷特性为：三价砷最小生长抑制浓度为10mmol，五价砷最小生长抑制浓度为150mmol。
根据本发明的一个具体实施方式，一种高效好氧砷还原菌，其砷还原特性为：好氧条件下，在TYEG培养基上，36小时内可以还原90%以上的五价砷。
根据本发明的一个具体实施方式，一种高效好氧砷还原菌，其菌株保藏号为CGMCC No.8825：
本发明高效好氧砷还原菌，是成团泛菌属关于砷还原功能的首次报道，不仅拓宽了人们对好氧砷还原微生物种群的认识，而且加深了人们对于内蒙古高砷污染区砷迁移转化的了解。
附图说明
附图1为本发明的高效好氧砷还原菌的形态特征图。从图中可以看出，其为杆状，细胞长约2微米，宽约500纳米。
附图2为本发明的高效好氧砷还原菌的生长pH特征图。从图中可以看出，该菌在pH为4-10之间均可生长，最适pH为6。
附图3为本发明的高效好氧砷还原菌的生长温度特征图。从图中可以看出，该菌生长温度范围为20-40℃，最适生长温度为30℃。
附图4为本发明的高效好氧砷还原菌的三价砷抗性表征图。从图中可以看出，三价砷最小生长抑制浓度为10mmol。
附图5为本发明的高效好氧砷还原菌的五价砷抗性表征图。从图中可以看出，五价砷最小生长抑制浓度为150mmol。
附图6为本发明的高效好氧砷还原菌的五价砷还原动力学及生长曲线特征图。从图中可以看出，菌株可以在36小时内还原90%以上的五价砷，还原从细胞的对数生长期开始。
发明实施例
下面进一步通过实施例来阐述本发明
实施例1高效好氧砷还原菌的分离：本发明使用胰蛋白、酵母、葡萄糖复合培养基（TYEG）分离好氧的砷还原菌株。取高砷污染地区的土壤样品1g和20mL含5mmol L-1或10mmol L-1砷酸三钠的TYEG培养基（pH7.0）加入50mL锥形瓶中，将锥形瓶置于恒温振荡培养箱中，28℃条件下震荡（150rpm）培养48h。
好氧砷还原菌株的分离和纯化采用常规的微生物方法。每24h，取1mL前述培养液转接入已灭菌的相同浓度液体培养基中。如此重复操作两次，取出1mL培养液，用新鲜的TYEG培养基做浓度梯度稀释至10-6后，用平板涂布的方法，将稀释后的菌液均匀地涂抹在含有相应浓度砷酸盐的TYEG固体培养基上。将涂布后的平板置于恒温培养箱中，28℃条件下培养24h。待菌落成形后，用接种环挑取单菌，利用平板划线分离的方法进行纯化。纯化后的单菌株用30%的甘油保存后，置于-80℃保存。
附表1为本发明的菌株16S rDNA鉴定结果，表明该菌株属于Pantoea属。
表1
实施例2高效好氧砷还原菌的砷还原特征研究：最小生长抑制浓度（MIC）用于表征菌体的砷抗性。最小生长抑制浓度（MIC）定义为培养48h后，菌体生长受到抑制的最小三价砷或五价砷的浓度。配制0-80mmol L-1As(III)（NaAsO2）和0-300mmol L-1As(V)（NaAsO4）的TYEG液体培养基，接种相同浓度的菌液后，30℃恒温振荡（150rpm）培养48h，测定OD600值。
菌还原特性的研究：好氧条件下，使用含有1mmol L-1As(V)的TYEG液体培养基，接种目的菌株后，于30℃恒温振荡（150rpm）培养。每隔2-4h，取悬液样品过0.22μm滤膜，监测0-60h内，砷形态和浓度的变化过程。使用紫外分光光度计（HACH DR2800，美国）测定菌液的OD600值。不同形态砷浓度测定使用高效液相色谱-原子荧光联用法，HPLS-AFS仪（吉天，中国）测定。

Claims (5)

1.一种高效好氧砷还原菌，其特征在于，属于成团泛菌属，命名为Pantoea sp.IMH。
2.如权利要求1所述的一种高效好氧砷还原菌，其特征在于：杆状，革兰氏阴性，有较广的pH及温度生长范围。
3.如权利要求1所述的一种高效好氧砷还原菌，其特征在于：三价砷最小生长抑制浓度为10mmol，五价砷最小生长抑制浓度为150mmol。
4.如权利要求1所述的一种高效好氧砷还原菌，其特征在于：可以在36小时内还原90%以上的五价砷。
5.如权利要求1所述的一种高效好氧砷还原菌，其保藏号为CGMCC No.8825。
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