CN109536413A - 寡养单胞菌hy-2及其在降解有机物中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一株新菌株‑‑寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)HY‑2,保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,430072,保藏日期:2018年10月26日,保藏编号CCTCC No:M 2018714;本发明菌株能利用乙酸乙/丁酯等有机物作为唯一碳源和能源生长繁殖并将该底物矿化成CO2和H2O;在纯培养条件下,该菌在pH6.0~8.0,温度25~35℃范围内均对乙酸乙/丁酯有较好的降解能力;该菌株有较强的环境适应能力,能为生物法净化乙酸乙/丁酯废气、废水的工程应用提供有力保障。

Description

寡养单胞菌HY-2及其在降解有机物中的应用
(一)技术领域
本发明涉及一株高效新型乙酸乙/丁酯降解菌——寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)HY-2及其在微生物降解乙酸乙/丁酯中的应用。
(二)背景技术
乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体,具有优异的溶解性、快干性,是一种用途广泛的精细化工产品,被广泛用于醋酸纤维、乙烯树脂、合成橡胶等生产过程中。但是乙酸乙酯对眼、鼻、咽喉有刺激作用。高浓度吸入可引起麻醉作用,急性肺水肿,肝、肾损害。持续大量吸入,可致呼吸麻痹。误服者可产生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。长期接触本品有时可致角膜混浊、继发性贫血、白细胞增多等。
乙酸丁酯是优良的有机溶剂,广泛用于硝化纤维清漆中,在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂,也用于香料工业。但是乙酸丁酯对眼及上呼吸道均有强烈的刺激作用,有麻醉作用。吸入高浓度乙酸丁酯会出现流泪、咽痛、咳嗽、胸闷、气短等症状,严重者会出现心血管和神经系统的疾病,可引起结膜炎、角膜炎,角膜上皮有空泡形成。皮肤接触可引起皮肤干燥。
因此研究环境中乙酸乙/丁酯的高效降解对人类健康很有必要,国内成卓韦等人利用霉菌研究过乙酸乙酯和乙酸丁酯的生物降解,国外Alvarez-Hornos等人的生物降解乙酸乙酯,Duquesne等人研究的乙酸丁酯降解都取得了较好的成果,说明利用微生物降解乙酸乙/丁酯是可行的研究方向。但是通过文献检索,未发现有关寡养单胞菌以乙酸乙/丁酯为唯一碳源来实现乙酸乙/丁酯高效降解的报道。本发明从环境中筛选到一株以乙酸乙/丁酯为唯一碳源的高效降解菌株,为处理含该类污染物的生物净化工程提供了有力支持。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一株新型高效乙酸乙/丁酯降解菌——寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)HY-2及其在微生物降解乙酸乙/丁酯等有机物中的应用。
本发明采用的技术方案是:
本发明提供一株新菌株--寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)HY-2,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2018年10月26日,保藏编号:CCTCC No:M 2018714,地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072。
所述寡养单胞菌HY-2的16s rDNA的Genebank登录号为MH220932,该菌株的主要生物学特征为:菌体呈杆状,大小为(0.5~0.6)μm×(1~1.56)μm,无芽孢,有鞭毛;菌落呈小点状、白色、不透明、形态饱满、光滑湿润,易挑起,菌苔沿划线生长;好氧,革兰氏染色阴性。
本发明还涉及所述寡养单胞菌HY-2在微生物降解有机物中的应用,具体所述的应用为:以寡养单胞菌HY-2经扩大培养获得的菌液为酶源,以有机物为底物,以无机盐培养基为介质,在pH=4~8、160rpm、20℃~40℃条件下(优选pH=6~7、20℃~35℃)进行降解反应,实现对有机物的降解。
进一步,所述有机物为乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇、乙醇、甲醇、异丙醇、正己烷、石油醚或丙酮。
进一步,所述有机物在无机盐培养基中的加入浓度为20-2000mg/L,优选乙酸乙酯加入浓度为5-880mg/L(更优选110-200mg/L),乙酸丁酯加入浓度为5-1680mg/L(更优选110-200mg/L)。
进一步,所述底物为有机物气体,所述气体为乙酸乙酯气体、乙酸丁酯气体或混合气体,所述混合气体由下列浓度有机气体组成:200mg/m3乙酸乙酯、200mg/m3乙酸丁酯、132mg/m3正己烷、30mg/m3正丁醇、30mg/m3乙醇、30mg/m3甲醇、30mg/m3异丙醇、30mg/m3石油醚和30mg/m3丙酮。
进一步,所述酶源用量以无机盐培养基中OD600计为0.001~0.5,优选0.05-0.01。
进一步,所述无机盐培养基终浓度组成:Na2HPO4·12H2O 4.5g/L、KH2PO4 1.0g/L、(NH4)2SO4 2.5g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、无水CaCl2 0.023g/L,微量元素母液1mL/L,pH7.0,溶剂为去离子水;所述微量元素母液浓度组成:FeSO4·7H2O 1.0g/L、CuSO4·5H2O0.02g/L、H3BO3 0.014g/L、MnSO4·4H2O 0.10g/L、ZnSO4·7H2O 0.10g/L、Na2MoO4·2H2O0.02g/L、CoCl2·6H2O 0.02g/L,溶剂为去离子水。
本发明所述酶源按如下步骤制备:
1)斜面培养:将寡养单胞菌HY-2接种于斜面LB固体培养基,30℃培养24~36h,获得斜面菌体,所述LB固体培养基终浓度组成为:NaCl 10g/L、胰蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L,琼脂18~20g/L,溶剂为去离子水,pH值自然;
2)扩大培养:用接种环挑取步骤1)获得的斜面菌体接种至LB液体培养基中,30℃,培养24~36h,获得OD600=0.1~0.2的菌液;所述LB液体培养基终浓度组成为:NaCl 10g/L、胰蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L,溶剂为去离子水,pH值自然。
本发明的有益效果主要体现在:本发明提供了一株乙酸乙酯或乙酸丁酯等有机物的高效降解菌--寡养单胞菌HY-2,该菌株为无芽孢,有鞭毛的革兰氏阴性细菌,能以乙酸乙/丁酯为唯一碳源和能源生长繁殖并高效降解该底物,在初始菌量(以OD600计)仅为OD600=0.01的情况下,能够完全降解高达880mg/L浓度以内的乙酸乙酯、高达1680mg/L浓度以内的乙酸丁酯,该菌株的生长温度和pH范围广,在初始菌量(以OD600计)仅为OD600=0.005的情况下,pH为6.0~8.0范围均对乙酸乙/丁酯降解较好,28小时乙酸乙酯降解率都能达到91%以上(pH为6.0~7.0时,22小时降解率可达96%以上),28小时乙酸丁酯降解率都能达到95%以上(pH为6.0~7.0时,22小时降解率可达96%以上)。在初始菌量(以OD600计)为OD600=0.01的情况下,在25~35℃范围均对乙酸乙/丁酯降解较好,24小时乙酸乙酯降解率都能达到91%以上(30℃,24小时降解率可达96%以上),24小时乙酸丁酯降解率都能达到98%以上,对生物法净化乙酸乙/丁酯的工程应用具有重要意义。此外,寡养单胞菌HY-2还能不同程度的降解正丁醇、乙醇、甲醇、异丙醇、正己烷、石油醚、丙酮。
(四)附图说明
图1为寡养单胞菌HY-2的透射电镜照片;
图2为寡养单胞菌HY-2的系统发育树;
图3为寡养单胞菌HY-2的菌体生长、乙酸乙酯降解曲线图;
图4为寡养单胞菌HY-2的菌体生长、乙酸丁酯降解曲线图;
图5为不同pH值培养液对寡养单胞菌HY-2的乙酸乙酯降解(A)、生长(B)、矿化(C)的影响柱形图;
图6为不同pH值培养液对寡养单胞菌HY-2的乙酸丁酯降解(A)、生长(B)、矿化(C)的影响柱形图;
图7为不同温度对寡养单胞菌HY-2的乙酸乙酯降解(A)、生长(B)、矿化(C)的影响柱形图;
图8为不同温度对寡养单胞菌HY-2的乙酸丁酯降解(A)、生长(B)、矿化(C)的影响柱形图;
图9为寡养单胞菌HY-2对不同初始浓度乙酸乙酯(A)、乙酸丁酯(B)的降解曲线图;
图10为寡养单胞菌HY-2在不同初始乙酸乙酯(A)、乙酸丁酯(B)浓度下的生长曲线;
图11为模拟生物滴滤塔处理乙酸酯(A)、乙酸丁酯(B)废气进出口浓度及去除率。
图12为模拟生物滴滤塔处理混合废气进出口浓度及去除率。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例中所用无机盐培养基组成为:Na2HPO4·12H2O 4.5g/L、KH2PO4 1.0g/L、(NH4)2SO4 2.5g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、无水CaCl2 0.023g/L,微量元素母液1mL/L,pH7.0,溶剂为去离子水;所述微量元素母液浓度组成:FeSO4·7H2O 1.0g/L、CuSO4·5H2O 0.02g/L、H3BO3 0.014g/L、MnSO4·4H2O 0.10g/L、ZnSO4·7H2O 0.10g/L、Na2MoO4·2H2O 0.02g/L、CoCl2·6H2O 0.02g/L,溶剂为去离子水。
所用LB固体培养基组成为:NaCl 10g/L、胰蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L,琼脂18~20g/L,溶剂为去离子水,pH值自然。
所用LB液体培养基组成为:NaCl 10g/L、胰蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L,溶剂为去离子水,pH值自然。
本发明所述室温是指25-30℃。
实施例1:寡养单胞菌HY-2的分离、纯化与鉴定
(1)寡养单胞菌HY-2的分离及纯化
现场采集浙江某制药厂污水处理池的活性污泥,取静置后的下层污泥与无机盐培养基按1:2(v/v)混合,将3L混合物接入5L污泥驯化罐(参见金小君.二噁烷降解新菌株的分离鉴定、降解特性及菌剂制备研究[D].浙江工业大学,2012.),以乙酸乙酯和乙酸丁酯为底物作为碳源和能源,室温下驯化培养,将近20天后,从驯化罐取5mL污泥加入装有50mL无机盐培养基的摇瓶中,发现驯化的污泥在摇瓶中每天可稳定降解110mg/L乙酸乙酯或乙酸丁酯,降解率可达80-90%(摇瓶实验条件:30℃、160r/min),获得驯化样品。
将摇瓶中的污泥样品分别取1、2mL转接入其他摇瓶进一步测试性能,发现转接后的污泥在摇瓶中每天可稳定降解110mg/L乙酸乙酯或乙酸丁酯,将此污泥样继续转接富集6代(每次转接1mL),然后将富集6代后的污泥按10-1~10-6倍数进行平板涂布,挑取单菌落,再以乙酸乙酯或乙酸丁酯为底物,进行降解活性测定,分离纯化,获得一株具有乙酸乙酯和乙酸丁酯降解活性的菌株HY-2。
(2)寡养单胞菌HY-2的鉴定
菌株HY-2的形态特征:菌体呈杆状,大小为(0.5~0.6)μm×(1~1.56)μm,无芽孢,有鞭毛;菌落呈小点状、白色、不透明、形态饱满、光滑湿润,易挑起,菌苔沿划线生长。
菌株HY-2的生理生化特征为:好氧,革兰氏染色为阴性。
菌株HY-2进行了16S rDNA测序和biolog微生物全自动鉴定,测序工作由生工生物工程(上海)有限公司完成。菌株的16S rDNA序列(SEQ ID NO.1)如下
(Genebank登录号为MH220932):
cagtcgaacggcagcacaggagagcttgctctctgggtggcgagtggcggacgggtgaggaatacatcggaatctactctgtcgtgggggataacgtagggaaacttacgctaataccgcatacgacctacgggtgaaagcaggggaccttcgggccttgcgcgattgaatgagccgatgtcggattagctagttggcggggtaaaggcccaccaaggcgacgatccgtagctggtctgagaggatgatcagccacactggaactgagacacggtccagactcctacgggaggcagcagtggggaatattggacaatgggcgcaagcctgatccagccataccgcgtgggtgaagaaggccttcgggttgtaaagcccttttgttgggaaagaaatccagctggctaatacccggttgggatgacggtacccaaagaataagcaccggctaacttcgtgccagcagccgcggtaatacgaagggtgcaagcgttactcggaattactgggcgtaaagcgtgcgtaggtggtcgtttaagtccgttgtgaaagccctgggctcaacctgggaactgcagtggatactgggcgactagaatgtggtagagggtagcggaattcctggtgtagcagtgaaatgcgtagagatcaggaggaacatccatggcgaaggcagctacctggaccaacattgacactgaggcacgaaagcgtggggagcaaacaggattagataccctggtagtccacgccctaaacgatgcgaactggatgttgggtgcaatttggcacgcagtatcgaagctaacgcgttaagttcgccgcctggggagtacggtcgcaagactgaaactcaaaggaattgacgggggcccgcacaagcggtggagtatgtggtttaattcgatgcaacgcgaagaaccttacctggccttgacatgtcgagaactttccagagatggatcggtgccttcgggaactcgaacacaggtgctgcatggctgtcgtcagctcgtgtcgtgagatgttgggttaagtcccgcaacgagcgcaacccttgtccttagttgccagcacgtaatggtgggaactctaaggagaccgccggtgacaaaccggaggaaggtggggatgacgtcaagtcatcatggcccttacggccagggctacacacgtactacaatggtagggacagagggctgcaagccggcgacggtaagccaatcccagaaaccctatctcagtccggattggagtctgcaactcgactccatgaagtcggaatcgctagtaatcgcagatcagcattgctgcggtgaatacgttcccgggccttgtacacaccgcccgtcacaccatgggagtttgttgcaccagaagcaggtagcttaaccttcggg。
通过将菌株HY-2的16S rDNa序列上传到Ezbiocloud.net网站,与网站上的标准菌株进行比对,并用MEGA5.05软件,采用Neighbor-Joining法构建细菌发育进化树,并用Bootstrap法(重复1000次)进行评估,构建的系统发育树如图2,从而确定该菌株HY-2为Stenotrophomonas sp.,命名为寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)HY-2,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2018年10月26日,保藏编号CCTCC No:M 2018714,地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072。图1为寡养单胞菌HY-2的透射电镜照片;图2为寡养单胞菌HY-2的系统发育树。
实施例2:寡养单胞菌HY-2的扩大培养
1)斜面培养:将寡养单胞菌HY-2接种于斜面LB固体培养基,30℃培养24~36h,获得斜面菌体。
2)扩大培养:用接种环挑取步骤1)获得的斜面菌体接种至LB液体培养基中,30℃,培养24~36h,获得OD600=0.1~0.2的菌液。
实施例3:寡养单胞菌HY-2降解乙酸乙酯或乙酸丁酯的性能
以乙酸乙酯作为寡养单胞菌HY-2的唯一碳源,取实施例2方法制备的OD600=0.1菌液,接种至新鲜的含110mg/L乙酸乙酯的50mL无机盐培养基,使初始菌体浓度以OD600计为0.01,pH=7。放入温度为30℃、转数为160r/min的摇床中培养,每隔3小时取样测定乙酸乙酯降解率,并用5mL注射器抽出一部分菌液,测定菌体OD值,结果见图3。同样条件下,以乙酸丁酯代替乙酸乙酯进行实验,结果见图4。实验过程中,设计2个平行样和一个不接菌株的空白对照组。随着时间的延长,菌体浓度逐渐增大,以乙酸乙酯为底物时,培养32h菌体浓度达到最大约为OD600=0.117(以乙酸丁酯为底物时,培养22h菌体浓度达到最大约为OD600=0.148),乙酸乙酯(乙酸丁酯)降解率达到99%以上。本实施例说明寡养单胞菌HY-2可利用乙酸乙酯或乙酸丁酯作为唯一碳源和能源进行生长繁殖,并且具有稳定高效降解乙酸乙酯或乙酸丁酯的能力。
实施例4:初始pH值对寡养单胞菌HY-2降解乙酸乙酯或乙酸丁酯的影响
用1mol/L NaOH水溶液或1mol/L H2SO4水溶液调节无机盐培养基为不同pH值(4.0、5.0、6.0、7.0、8.0),在初始乙酸乙酯浓度为110mg/L的条件下接入实施例2方法制备的菌液,使各平行样中的初始菌体浓度以OD600计为0.005。将样品于30℃、160r/min恒温摇床里振荡培养,培养28h后取样,测反应液中乙酸乙酯降解率、菌液OD600值和CO2值,结果见图5所示。同样条件下,用乙酸丁酯代替乙酸乙酯进行实验,结果见图6所示。实验过程中,设计2-3个平行样和一个不接菌株的空白对照组。在pH6~8范围内,寡养单胞菌HY-2对乙酸乙酯或乙酸丁酯均有较高的降解率;尤其是pH=6~7时,寡养单胞菌HY-2对乙酸乙酯降解率达到最佳(95%以上);pH=6~7时,寡养单胞菌HY-2对乙酸丁酯降解率达到最佳(96%以上)。同时寡养单胞菌HY-2的生长量和产生的CO2值也有与乙酸乙酯或乙酸丁酯降解率一致的趋势。
实施例5:温度对寡养单胞菌HY-2降解乙酸乙/丁酯的影响
在初始乙酸乙酯浓度为110mg/L的无机盐培养基中,接入实施例2方法制备的菌液,使各平行样中的初始菌体浓度以OD600计为0.01。将各个样品分别置于温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃摇床中恒温振荡培养(摇床转数均为160r/min),培养24h后取样,测反应液中乙酸乙酯降解率和OD600值,结果见图7所示。同样条件下,用乙酸丁酯代替乙酸乙酯进行实验,结果见图8所示。实验过程中,设计2个平行样和一个不接菌株的空白对照组。在20~35℃温度范围内,寡养单胞菌HY-2对乙酸乙酯和乙酸丁酯均有较高的降解率;尤其是在30℃时,寡养单胞菌HY-2对乙酸乙酯降解率达到最佳(96%以上),在25~30℃温度时,寡养单胞菌HY-2对乙酸丁酯降解率达到最佳(99%以上),同时寡养单胞菌HY-2的生长量和产生的CO2值也有与乙酸乙酯或乙酸丁酯降解率一致的趋势。
实施例6底物浓度对寡养单胞菌HY-2降解乙酸乙/丁酯的影响
在适宜的培养条件(pH=7,t=30℃)下,研究寡养单胞菌HY-2菌株对不同浓度乙酸乙/丁酯的降解。在新鲜无机盐培养基中加入不同浓度的底物乙酸乙酯,使底物初始浓度分别为110、300、450、550、690、780、880mg/L,接种实施例2方法制备的菌液,使各平行样中的初始菌体浓度以OD600计为0.01。在30℃、转数为160r/min的摇床中培养,定时取样测定寡养单胞菌HY-2的OD600和乙酸乙酯浓度。实验过程中,设计2个平行样和一个不接菌株的空白对照组。同样条件下设置终浓度110、350、660、925、1200、1450、1680mg/L乙酸丁酯代替乙酸乙酯,最终结果见图9和图10。由图9可知寡养单胞菌HY-2在乙酸乙酯浓度880mg/L(乙酸丁酯浓度1680mg/L)以下时可以几乎完全将乙酸乙酯(乙酸丁酯)转化为CO2和H2O。由图10可知,寡养单胞菌HY-2在不同乙酸乙/丁酯浓度下的降解率达到最高时,菌量也趋于稳定。
实施例7:寡养单胞菌HY-2对不同碳源底物的降解能力
接种实施例2方法制备的寡养单胞菌HY-2菌液至除乙酸乙酯或乙酸丁酯之外的其他底物(见表1所示),使初始菌体浓度以OD600计为0.01,pH=7,t=30℃,在转数为160r/min的摇床中培养,定时取样测定寡养单胞菌HY-2的OD600和底物浓度。发现该菌株对正丁醇、乙醇、甲醇、异丙醇、正己烷、石油醚、丙酮有不同程度的降解能力。
表1:HY-2对不同碳源的降解能力
实施例8模拟生物滴滤塔处理乙酸乙/丁酯废气进出口浓度及去除率
将实施例2方法培养制备的OD600=0.2的寡养单胞菌HY-2菌液接种至生物滴滤塔中(参见张定丰,房俊逸,叶杰旭等.生物滴滤塔净化多组分废气的研究[J].环境科学,2013.),接种量为2L,温度为30℃,营养液喷淋量为8L·h-1,每隔2d更换一次营养液,其pH采用0.5mol/L的NaOH水溶液调节以维持在6~8之间,填料为拉西环。挂膜启动过程中停留时间为36s,乙酸乙酯、乙酸丁酯进气浓度均为300mg/m3
经过20天的挂膜启动后,乙酸乙酯、乙酸丁酯去除率均达95%以上,结果如图11所示。第21天,开始加入混合废气(混合废气成分为200mg/m3乙酸乙酯、200mg/m3乙酸丁酯、132mg/m3正己烷、30mg/m3正丁醇、30mg/m3乙醇、30mg/m3甲醇、30mg/m3异丙醇、30mg/m3石油醚和30mg/m3丙酮),乙酸乙酯、乙酸丁酯去除率可达95%以上,正己烷去除率可达92%以上,正丁醇、乙醇、丙酮去除率可达60%以上,甲醇去除率可达50%以上,异丙醇、石油醚去除率可达30%以上,结果如图12中A、B、C、D、E、F、G、H、I所示。
序列表
<110> 浙江工业大学
<120> 寡养单胞菌HY-2及其在降解有机物中的应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1400
<212> DNA
<213> 寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)
<400> 1
cagtcgaacg gcagcacagg agagcttgct ctctgggtgg cgagtggcgg acgggtgagg 60
aatacatcgg aatctactct gtcgtggggg ataacgtagg gaaacttacg ctaataccgc 120
atacgaccta cgggtgaaag caggggacct tcgggccttg cgcgattgaa tgagccgatg 180
tcggattagc tagttggcgg ggtaaaggcc caccaaggcg acgatccgta gctggtctga 240
gaggatgatc agccacactg gaactgagac acggtccaga ctcctacggg aggcagcagt 300
ggggaatatt ggacaatggg cgcaagcctg atccagccat accgcgtggg tgaagaaggc 360
cttcgggttg taaagccctt ttgttgggaa agaaatccag ctggctaata cccggttggg 420
atgacggtac ccaaagaata agcaccggct aacttcgtgc cagcagccgc ggtaatacga 480
agggtgcaag cgttactcgg aattactggg cgtaaagcgt gcgtaggtgg tcgtttaagt 540
ccgttgtgaa agccctgggc tcaacctggg aactgcagtg gatactgggc gactagaatg 600
tggtagaggg tagcggaatt cctggtgtag cagtgaaatg cgtagagatc aggaggaaca 660
tccatggcga aggcagctac ctggaccaac attgacactg aggcacgaaa gcgtggggag 720
caaacaggat tagataccct ggtagtccac gccctaaacg atgcgaactg gatgttgggt 780
gcaatttggc acgcagtatc gaagctaacg cgttaagttc gccgcctggg gagtacggtc 840
gcaagactga aactcaaagg aattgacggg ggcccgcaca agcggtggag tatgtggttt 900
aattcgatgc aacgcgaaga accttacctg gccttgacat gtcgagaact ttccagagat 960
ggatcggtgc cttcgggaac tcgaacacag gtgctgcatg gctgtcgtca gctcgtgtcg 1020
tgagatgttg ggttaagtcc cgcaacgagc gcaacccttg tccttagttg ccagcacgta 1080
atggtgggaa ctctaaggag accgccggtg acaaaccgga ggaaggtggg gatgacgtca 1140
agtcatcatg gcccttacgg ccagggctac acacgtacta caatggtagg gacagagggc 1200
tgcaagccgg cgacggtaag ccaatcccag aaaccctatc tcagtccgga ttggagtctg 1260
caactcgact ccatgaagtc ggaatcgcta gtaatcgcag atcagcattg ctgcggtgaa 1320
tacgttcccg ggccttgtac acaccgcccg tcacaccatg ggagtttgtt gcaccagaag 1380
caggtagctt aaccttcggg 1400

Claims (9)

1.寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)HY-2,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2018年10月26日,保藏编号CCTCC No:M 2018714,地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072。
2.一种权利要求1所述寡养单胞菌HY-2在微生物降解有机物中的应用。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于所述有机物为乙酸乙酯、乙酸丁酯、正丁醇、乙醇、甲醇、异丙醇、正己烷、石油醚或丙酮。
4.如权利要求2所述的应用,其特征在于所述的应用为:以寡养单胞菌HY-2经扩大培养获得的菌液为酶源,以有机物为底物,以无机盐培养基为介质,在pH=4~8、160rpm、20℃~40℃条件下进行降解反应,实现对有机物的降解。
5.如权利要求4所述的应用,其特征在于所述有机物在无机盐培养基中初始浓度分别为20~2000mg/L。
6.如权利要求4所述的应用,其特征在于所述酶源用量以无机盐培养基中OD600计为0.001~0.5。
7.如权利要求4所述的应用,其特征在于所述底物为有机物气体,所述气体为乙酸乙酯废气、乙酸丁酯废气或混合气体,所述混合气体由下列浓度有机气体组成:200mg/m3乙酸乙酯、200mg/m3乙酸丁酯、132mg/m3正己烷、30mg/m3正丁醇、30mg/m3乙醇、30mg/m3甲醇、30mg/m3异丙醇、30mg/m3石油醚和30mg/m3丙酮。
8.如权利要求4所述的应用,其特征在于所述无机盐培养基终浓度组成:Na2HPO4·12H2O 4.5g/L、KH2PO4 1.0g/L、(NH4)2SO4 2.5g/L、MgSO4·7H2O 0.2g/L、无水CaCl2 0.023g/L,微量元素母液1mL/L,pH 7.0,溶剂为去离子水;所述微量元素母液浓度组成:FeSO4·7H2O1.0g/L、CuSO4·5H2O 0.02g/L、H3BO3 0.014g/L、MnSO4·4H2O 0.10g/L、ZnSO4·7H2O 0.10g/L、Na2MoO4·2H2O 0.02g/L、CoCl2·6H2O 0.02g/L,溶剂为去离子水。
9.如权利要求4所述的应用,其特征在于所述酶源按如下步骤制备:
1)斜面培养:将寡养单胞菌HY-2接种于斜面LB固体培养基,30℃培养24~36h,获得斜面菌体,所述LB固体培养基终浓度组成为:NaCl 10g/L、胰蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L,琼脂18~20g/L,溶剂为去离子水,pH值自然;
2)扩大培养:用接种环挑取步骤1)获得的斜面菌体接种至LB液体培养基中,30℃,培养24~36h,获得OD600=0.1~0.2的菌液;所述LB液体培养基终浓度组成为:NaCl 10g/L、胰蛋白胨10g/L、酵母粉5g/L,溶剂为去离子水,pH值自然。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110079475A (zh) * 2019-04-15 2019-08-02 广西大学 利用多种抗生素抑制杂菌的微生物发酵降解琼脂的方法
CN110747152A (zh) * 2019-08-20 2020-02-04 中国环境科学研究院 寡养单胞菌、包含其的组合物以及应用
CN112029689A (zh) * 2020-09-24 2020-12-04 苏州道源华智环保科技有限公司 一种丙烯酸树脂乳液废水降解菌种、培养方法及应用
CN113337413A (zh) * 2020-03-02 2021-09-03 南开大学 一株耐盐耐酸碱异养硝化细菌及其应用
CN113604408A (zh) * 2021-09-06 2021-11-05 浙江树人学院(浙江树人大学) 莫德斯托斯不动杆菌hyy-1及其在降解有机污染物中的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103695333A (zh) * 2013-11-21 2014-04-02 上海海洋大学 一种寡养单胞菌fq1菌株及其筛选方法和应用
CN107699512A (zh) * 2017-09-12 2018-02-16 南开大学 一株寡养单胞菌wzn‑1及其在bde47降解中的应用
CN108795806A (zh) * 2018-06-08 2018-11-13 郑州轻工业学院 一种抑制氨气排放的高效堆肥复合菌种的制备方法及使用方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103695333A (zh) * 2013-11-21 2014-04-02 上海海洋大学 一种寡养单胞菌fq1菌株及其筛选方法和应用
CN107699512A (zh) * 2017-09-12 2018-02-16 南开大学 一株寡养单胞菌wzn‑1及其在bde47降解中的应用
CN108795806A (zh) * 2018-06-08 2018-11-13 郑州轻工业学院 一种抑制氨气排放的高效堆肥复合菌种的制备方法及使用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HASSAN TU, BANO A: "Comparative effects of wild type Stenotrophomonas maltophilia and its indole acetic acid-deficient mutants on wheat.", 《PLANT BIOL》 *
宋加信: "嗜麦芽窄食单胞菌ZJB-14132催化合成普瑞巴林关键手性中间体的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110079475A (zh) * 2019-04-15 2019-08-02 广西大学 利用多种抗生素抑制杂菌的微生物发酵降解琼脂的方法
CN110079475B (zh) * 2019-04-15 2021-04-23 广西大学 利用多种抗生素抑制杂菌的微生物发酵降解琼脂的方法
CN110747152A (zh) * 2019-08-20 2020-02-04 中国环境科学研究院 寡养单胞菌、包含其的组合物以及应用
CN110747152B (zh) * 2019-08-20 2021-09-10 中国环境科学研究院 寡养单胞菌、包含其的组合物以及应用
CN113337413A (zh) * 2020-03-02 2021-09-03 南开大学 一株耐盐耐酸碱异养硝化细菌及其应用
CN112029689A (zh) * 2020-09-24 2020-12-04 苏州道源华智环保科技有限公司 一种丙烯酸树脂乳液废水降解菌种、培养方法及应用
CN113604408A (zh) * 2021-09-06 2021-11-05 浙江树人学院(浙江树人大学) 莫德斯托斯不动杆菌hyy-1及其在降解有机污染物中的应用
CN113604408B (zh) * 2021-09-06 2023-08-22 浙江树人学院(浙江树人大学) 莫德斯托斯不动杆菌hyy-1及其在降解有机污染物中的应用

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