CN108102988B - 一种重金属抗性芽孢杆菌及微生物制剂及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种重金属抗性芽孢杆菌，已于2017年3月2日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏号：CCTCC M 2017080，分类命名：巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)。一种包含上述菌株的微生物制剂，巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)的活菌量至少为109CFU/mL。上述微生物制剂具有吸附重金属的功效，在治理重金属污染中有应用价值。

Description

一种重金属抗性芽孢杆菌及微生物制剂及应用
技术领域
本发明涉及一种重金属抗性芽孢杆菌及微生物制剂及应用。
背景技术
随着现代工业的发展，废水、废气、废渣不断排入土壤，使重金属污染土壤面积逐步扩大，污染程度不断加深。污染物可在土壤中积累，并且通过食物链对人体产生危害。由于重金属的污染，土壤的关键作用正遭受严重挑战，据估计，全球每年释放到环境中的铅达到了34.6万吨。我国受重金属污染的耕地面积近2000万hm2，约占总耕地面积的20％，全国含铅量大于1.0mg/kg 的产地已经超过了10个。虽然Pb在土壤中的溶解度低，不易流动，但由于 Pb矿开采、冶炼、加工等使Pb尘逸散，加Pb汽油的大量使用，以及蓄电池、印刷业、染料、油漆等工业废水进入土壤，使得土壤受Pb污染面积越来越大。因此，受Pb污染土壤的修复是目前各国普遍关注的研究内容之一。目前，重金属污染修复方法有物理修复法(客土法、电动修复法、电热修复法)、化学修复法(土壤淋洗法、化学固定技术)和生物修复法(植物修复法、动物修复法和微生物修复法)。物理修复法和化学修复法修复效果好，但是成本高，易造成二次污染，不适于大面积土壤重金属修复。微生物修复是利用某些微生物对重金属的吸收、沉淀、氧化还原等作用降低重金属毒性。微生物活动可以影响植物的根系分泌和吸收等过程，进而影响土壤对重金属的吸附和价态，降低重金属的生物有效性。微生物修复相对处理费用低，效果好，对环境的影响低，操作简单，可以就地进行处理等。因此，通过生物技术培育适应能力强、修复效率高的微生物，对污染治理意义重大。
发明内容
本发明提出一种重金属抗性芽孢杆菌及微生物制剂，菌株可以制成重金属吸附剂，在治理重金属污染中有应用价值。
本发明是通过下述技术方案来实现的：
一种重金属抗性芽孢杆菌，其特征在于，已于2017年3月2日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏号：CCTCC M 2017080，分类命名：巨大芽孢杆菌HY10(Bacillusmegaterium HY10)；保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内（武汉大学第一附小对面）。
一种包含上述菌株的微生物制剂。
一种微生物制剂，巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)的活菌量至少为109CFU/mL。
上述微生物制剂具有吸附重金属的功效，在治理重金属污染中有应用价值。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
利用该芽孢杆菌制备的菌剂，对重金属铅最大吸附量达到267.65mg/L。该菌株可以制成重金属吸附剂，在治理重金属污染中有应用价值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)在NA平板上的形态图。
图2为巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)在显微镜下的形态。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明所涉及的培养基如下：
NA培养基：蛋白胨10g，牛肉膏3g，NaCl 5g，琼脂20g，蒸馏水1000mL， pH 7.0，121℃灭菌30min。
发酵培养基：蛋白胨7g，蔗糖5g，酵母粉5g，K2HPO4 1g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2·2H2O 0.15g，蒸馏水1000mL，pH 7.0，121℃灭菌30min。
实施例1：一种重金属抗性菌株的筛选
1)实验材料
采集工业区重金属污染的土壤，称取10g于三角瓶，加入100mL无菌水制成土壤悬浮液。将此悬浮液稀释至合适浓度涂布于NA平板上，32℃倒置培养 48h，将长出的单菌落用划线法重新接种于NA平板上进行纯化，重复2～3次，纯化至唯一菌落。
2)重金属铅抗性菌株的筛选
将分离纯化后的单菌落分别接种于含铅50mg/L的NA培养基，32℃培养3d，筛选抗铅细菌。不断提高培养基中铅浓度直至Pb2+浓度为1000mg/L，筛选获得一株巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)。
实施例2：巨大芽孢杆菌HY10Bacillus megaterium HY10的鉴定
巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)为杆状、产芽孢的革兰氏阳性菌株。菌落特征：白色、扁平，边缘不整齐，表面粗糙，不透明；严格好氧，化能异养。
图1和图2分别是巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)在NA 平板上和显微镜下的形态。
巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)的菌株分子生物学鉴定：采用分子生物学的方法测得HY10的16S rDNA序列，并在GenBank数据库中进行blast比对。结合菌落形态和16S rDNA比对结果，申请人确定HY10菌株是巨大芽孢杆菌。
实施例3：巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)对重金属最大耐受浓度
在NA培养基中分别添加不同浓度的Cu2+、Cd2+、Mn2+、Ni2+，配制成检测培养基，分析HY10对重金属的最大耐受浓度。
表1为巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)对重金属抗性统计
重金属 Pb<sup>2+</sup> Cu<sup>2+</sup> Cd<sup>2+</sup> Mn<sup>2+</sup> Ni<sup>2+</sup>
MIC(mg/L) 1000 800 1200 2500 1200
表1
实施例4：巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)对重金属吸附效果。
将保藏在斜面的菌株分别接种于NA液体培养基中，于摇床32℃、150r/min 振荡培养。2d后取菌液于12000r/min离心10min，弃去上清液，将菌体在60℃下烘干得到重金属吸附剂。
将上述重金属吸附剂加入到含不同Pb2+浓度的溶液中，置32℃、150r/min 摇床中振荡1h后，12000r/min离心10min，取上清液测定溶液中剩余Pb2+的浓度。
表2为巨大芽孢杆菌HY10(Bacillus megaterium HY10)对重金属铅的吸附效果如下：
Pb<sup>2+</sup>初始浓度 100mg/L 300mg/L 500mg/L
Pb<sup>2+</sup>剩余浓度 23.56mg/L ％.6mg/L 232.35mg/L
吸附率 76.4％ 70.5％ 53.5％
表2
该菌在Pb2+浓度达到500mg/L时仍然有53.5％的吸附率，吸附量达到了 267.65mg/L，充分说明HY10菌株能够用于重金属吸附剂的制作，在治理重金属污染中有应用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种重金属抗性芽孢杆菌，其特征在于，已于2017年3月2日送至中国典型培养物保藏中心进行保藏，保藏号：CCTCC M 2017080，分类命名：巨大芽孢杆菌HY10(Bacillusmegaterium HY10)。
2.一种包含如权利要求1所述菌株的微生物制剂。
3.如权利要求2所述的一种微生物制剂，其特征在于:巨大芽孢杆菌HY10(Bacillusmegaterium HY10)的活菌量至少为109CFU/mL。
4.如权利要求2所述的一种微生物制剂的应用，其特征在于，上述微生物制剂具有吸附重金属的功效，在治理重金属污染中有应用价值。
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