CN110791454A - 一株氨氮高效降解菌株及其应用 - Google Patents

一株氨氮高效降解菌株及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110791454A
CN110791454A CN201911170289.0A CN201911170289A CN110791454A CN 110791454 A CN110791454 A CN 110791454A CN 201911170289 A CN201911170289 A CN 201911170289A CN 110791454 A CN110791454 A CN 110791454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
strain
ammonia nitrogen
sewage
cfu
application
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911170289.0A
Other languages
English (en)
Inventor
杨顶珑
吕成杰
赵建民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Original Assignee
Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS filed Critical Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
Priority to CN201911170289.0A priority Critical patent/CN110791454A/zh
Publication of CN110791454A publication Critical patent/CN110791454A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/07—Bacillus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本发明公开了一株氨氮高效降解菌株及其应用，该菌株筛选自海南省红树林区域的底泥样品，是海口芽孢杆菌，分类名称为Bacillus haikouensis，保藏编号为：CGMCC NO.18275，保藏日期为：2019年7月22日，该氨氮高效降解菌株可应用在污水脱氮处理当中，工作浓度为≥1.0×104CFU/mL。本发明筛选得到的菌株NH4‑A对水体中的氨氮具有较高的降解能力，且对水生生物无害，可应用到养殖污水、生活污水、工业污水等污水的脱氮处理当中，具有非常重要的应用价值和广泛的应用前景；菌株NH4‑A活性稳定，易激活扩繁，使用成本较低。

Description

一株氨氮高效降解菌株及其应用
技术领域
本发明涉及一株菌株及其应用，具体涉及一株氨氮高效降解菌株及其应用，属于利用微生物处理污水技术领域。
背景技术
近几年，我国水产养殖业迅猛发展，集约化、高密度养殖模式得到大力推广。在养殖过程中，投饵过剩往往会导致养殖水体中富含大量的残饵、粪便等有机物质。这些有机物质在降解的过程中，会释放氮元素，大量的氮元素会促使水体富营养化加剧，养殖水圈氨氮转化为亚硝态氮的亚硝化能力趋于饱和，水体脱氮负荷加大，导致氨氮大量累积，造成养殖环境恶化，甚至养殖动物中毒死亡。当水体的pH值偏高时，这种氨氮的毒性更强。因此，降低水体中氨氮的含量是解决养殖污水水质问题的重点。
目前，脱氮方法包括：物理脱氮法、化学脱氮法和生物脱氮法。
与物理脱氮法和化学脱氮法相比，生物脱氮法具有安全、经济、脱氮彻底和无二次污染等优点，因此应用更为广泛。
在生物脱氮法中，利用微生物来脱氮，具有易操作、持续性强等优点，已逐渐成为养殖污水和有机废水处理的主要方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一株对水体中的氨氮具有较高的降解能力并且对水生生物无害的氨氮高效降解菌株及其应用。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一株氨氮高效降解菌株，其特征在于，该菌株筛选自海南省红树林区域的底泥样品，是海口芽孢杆菌，分类名称为Bacillus haikouensis，该菌株对水体中的氨氮具有较高的降解能力，对水生生物无害，保藏编号为：CGMCC NO. 18275，保藏日期为：2019年7月22日，保藏单位为：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。
前述的氨氮高效降解菌株在污水脱氮处理当中的应用，其特征在于，该菌株的工作浓度为≥1.0×104CFU/mL。
本发明的有益之处在于：
（1）本发明筛选得到的菌株NH4-A对水体中的氨氮具有较高的降解能力，是一株氨氮高效降解菌株，并且其对水生生物无害，所以其可以应用到养殖污水、生活污水、工业污水等污水的脱氮处理当中，具有非常重要的应用价值和广泛的应用前景；
（2）本发明筛选得到的菌株NH4-A活性稳定，易激活扩繁，使用成本较低。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
一、筛选分离菌株
选择性液体培养基：
物质名称 用量
NaCl 2g
MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O 0.5g
CaCO<sub>3</sub> 5g
FeSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O 0.4g
K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> 1g
(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 50mg
纯水 定容至1L
选择性固体培养基：
物质名称 用量
NaCl 2g
MgSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O 0.5g
CaCO<sub>3</sub> 5g
FeSO<sub>4</sub>·7H<sub>2</sub>O 0.4g
K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> 1g
(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> 50mg
琼脂 20g
纯水 定容至1L
菌株筛选自海南省红树林区域的底泥样品，将底泥样品与蒸馏水按照1g：1mL的比例混合，然后静置30min，之后取500μL水样接入100mL选择性液体培养基中，120r/min、30℃恒温振荡培养7d，每天向培养瓶中补加1mL质量浓度为5%的(NH4)2SO4溶液，连续驯化富集。将富集培养液梯度稀释，然后涂布于选择性固体培养基上，30℃恒温培养16h。之后从该选择性固体培养基上挑取颜色不同、形态有差异的单菌落进行划线分离纯化，在这一步中，我们一共挑取到了7个单菌落，这7个单菌落纯化后分别接入到7个LB培养基中，120r/min、30℃恒温振荡培养16h，收集菌体于30%甘油中，置于-80℃冰箱保存，我们将这7个菌株依次命名为：NH4-A、NH4-B、NH4-C、NH4-D、NH4-E、NH4-F、NH4-G。
二、分析菌株的安全性
用兔血琼脂平板划线法检测上述各菌株的安全性：
（1）若菌落周围有透明圈，则菌株为α溶血（严重），有毒性；
（2）若菌落周围有草绿圈，则菌株为β溶血（轻微），有毒性；
（3）若菌落周围无变化，则菌株为γ溶血（不溶血），安全无毒。
溶血结果如下：
菌株命名 溶血环类型 溶血类型
NH<sub>4</sub>-A 不溶血
NH<sub>4</sub>-B - 不溶血
NH<sub>4</sub>-C - 不溶血
NH<sub>4</sub>-D - 不溶血
NH<sub>4</sub>-E - 不溶血
NH<sub>4</sub>-F 草绿圈 β溶血
NH<sub>4</sub>-G 透明圈 α溶血
由上表可知，菌株NH4-F和NH4-G是毒性菌株，对水生生物有害，需要去除，菌株NH4-A、NH4-B、NH4-C、NH4-D和NH4-E都是对水生生物无害的菌株，都可以进行进一步的研究。
三、检测菌株的除氨氮能力
用微量移液器移取15µl步骤一所得的冻存菌（菌株NH4-A、NH4-B、NH4-C、NH4-D和NH4-E），将它们分别接种于20mL液体LB培养基中，于120r/min、30℃恒温振荡培养16h，将菌株活化。然后将活化菌株按1:100的体积比加入到200mL实验室养殖污水（氨氮含量为1mg/L）中，室温下静置24h。
采用水质测定试剂盒法，使用广东环凯微生物科技有限公司出售的氨氮测定试剂 盒（货号090080），结合分光光度计测定污水中氨氮含量，计算出氨氮去除率，计算结果如 下：
菌株命名 氨氮去除率
NH<sub>4</sub>-A 91.84%
NH<sub>4</sub>-B 81.84%
NH<sub>4</sub>-C 71.35%
NH<sub>4</sub>-D 68.75%
NH<sub>4</sub>-E 48.34%
通过比较不同菌株的氨氮降解能力（氨氮去除率），我们发现菌株NH4-A具有最高的氨氮降解能力，氨氮去除率达到了91.84%，显著地降低了水体中的氨氮的含量。
四、鉴定菌株
提取菌株NH4-A的DNA，PCR扩增其16S-rRNA基因，用少量PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳验证，其余PCR产物送于北京睿博（青岛）有限公司纯化并进行测序，测序结果用Blast软件进行序列分析，并与GenBank中已知的16S-rRNA基因进行最高同源性比对。
引物信息见下表：
Figure RE-915264DEST_PATH_IMAGE002
PCR反应体系见下表：
Figure RE-425880DEST_PATH_IMAGE004
PCR反应程序为：94℃变性3min；94℃变性30s，63℃退火30s，72℃延伸1min，循环30次；72℃延伸15min。
经鉴定发现，菌株NH4-A为Bacillus haikouensis（海口芽孢杆菌属）的菌株。
五、检测不同浓度的菌株NH4-A的氨氮去除能力
将活化菌株NH4-A按照1％的接种量接种到200mL LB培养基中，120r/min、30℃恒温振荡培养16h。将菌液转入离心设备，高速离心收集菌体，以pH=7.4的PBS清洗菌体，并调节菌体浓度到1.0×109 CFU/mL。
将上述菌液进行梯度稀释，得到菌体浓度分别为1.0×104 CFU/mL、1.0×105CFU/mL、1.0×106 CFU/mL、1.0×107 CFU/mL、1.0×108 CFU/mL和1.0×109 CFU/mL的菌液，按照1:100的体积比将上述各浓度梯度的菌液分别加入到200mL实验室养殖污水（氨氮含量为1mg/L）中，室温下静置24h。
用分光光度法测定污水中的氨氮含量，计算出氨氮去除率，计算结果如下：
混合前菌体浓度（CFU/mL） 氨氮去除率
1.0×10<sup>4</sup> 72.16%
1.0×10<sup>5</sup> 83.64%
1.0×10<sup>6</sup> 93.07%
1.0×10<sup>7</sup> 92.87%
1.0×10<sup>8</sup> 92.71%
1.0×10<sup>9</sup> 93.87%
由上表可知，菌液与污水按照1:100的体积比混合，当菌株NH4-A的混合前的菌体浓度达到1.0×106CFU/mL时，其即可高效去除水体中的氨氮，氨氮去除率达到了92%以上，此时菌株NH4-A的工作浓度为1.0×104CFU/mL。
六、验证菌株NH4-A的氨氮去除能力
案例1：取烟台某水产品加工厂排放的废水，测得该废水氨氮含量为367mg/L。将菌株NH4-A按照前述方法制成菌体浓度为1.0×108CFU/mL的菌剂，将该菌剂按照1:100的体积比加入到该废水中（菌株NH4-A的工作浓度为1.0×106CFU/mL），室温下静置24h后，测得该废水氨氮含量为110mg/L，氨氮去除率为70.03%。
案例2：取烟台某食品加工厂排放的废水，测得该废水氨氮含量为240mg/L。将菌株NH4-A按照前述方法制成菌体浓度为1.0×108CFU/mL的菌剂，将该菌剂按照1:100的体积比加入到该废水中（菌株NH4-A的工作浓度为1.0×106CFU/mL），室温下静置24h后，测得该废水氨氮含量为20mg/L，氨氮去除率为91.67%。
案例3：取烟台某水产养殖场排放的养殖水，测得该养殖水氨氮含量为321mg/L。将菌株NH4-A按照前述方法制成菌体浓度为1.0×108CFU/mL的菌剂，将该菌剂按照1:100的体积比加入到该养殖水中（菌株NH4-A的工作浓度为1.0×106CFU/mL），室温下静置24h后，测得该养殖水氨氮含量为116mg/L，氨氮去除率为63.86%。
由此可见，本发明筛选得到的菌株NH4-A确实可显著降低养殖污水、工业污水等污水中的氨氮含量，改善水质。
理论上，本发明筛选得到的菌株NH4-A对城市生活污水等高氨氮污染水体亦有稳定的氨氮降解效果。
七、保藏
由前面的研究可知，本发明筛选得到的菌株NH4-A对水体中的氨氮具有较高的降解能力，是一株氨氮高效降解菌株，并且其对水生生物无害，所以其可以应用到养殖污水、生活污水、工业污水等污水的脱氮处理当中，具有非常重要的应用价值和广泛的应用前景。
我们将该对水体中的氨氮具有较高的降解能力并且对水生生物无害的菌株NH4-A保藏在了中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（北京市朝阳区北辰西路1号院3号），保藏日期为：2019年7月22日，保藏编号为：CGMCC NO. 18275。
需要说明的是，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一株氨氮高效降解菌株，其特征在于，该菌株筛选自海南省红树林区域的底泥样品，是海口芽孢杆菌，分类名称为Bacillus haikouensis，该菌株对水体中的氨氮具有较高的降解能力，对水生生物无害，保藏编号为：CGMCC NO. 18275，保藏日期为：2019年7月22日，保藏单位为：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。
2.权利要求1所述的氨氮高效降解菌株在污水脱氮处理当中的应用。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，该菌株的工作浓度为≥1.0×104CFU/mL。
CN201911170289.0A 2019-11-26 2019-11-26 一株氨氮高效降解菌株及其应用 Pending CN110791454A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911170289.0A CN110791454A (zh) 2019-11-26 2019-11-26 一株氨氮高效降解菌株及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911170289.0A CN110791454A (zh) 2019-11-26 2019-11-26 一株氨氮高效降解菌株及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110791454A true CN110791454A (zh) 2020-02-14

Family

ID=69446092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911170289.0A Pending CN110791454A (zh) 2019-11-26 2019-11-26 一株氨氮高效降解菌株及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110791454A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111733118A (zh) * 2020-08-17 2020-10-02 中国科学院烟台海岸带研究所 一株芽孢杆菌pl-2及其在水产养殖中的应用
CN112877247A (zh) * 2021-02-24 2021-06-01 华南理工大学 一种利用芽孢杆菌处理高氨氮废水的方法
CN112980752A (zh) * 2021-05-17 2021-06-18 中国科学院烟台海岸带研究所 一种对虾益生菌及应用
CN114606131A (zh) * 2022-03-30 2022-06-10 福建师范大学 一种绿藻菌株及其在稀土氨氮废水处理中的应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104164392A (zh) * 2014-07-09 2014-11-26 青岛玛斯特生物技术有限公司 一株地衣芽孢杆菌及其在水产养殖中的应用
CN105039218A (zh) * 2015-07-21 2015-11-11 青岛根源生物技术集团有限公司 一株简单芽孢杆菌及其培养方法与应用
CN105779322A (zh) * 2014-12-23 2016-07-20 北京大北农科技集团股份有限公司 枯草芽孢杆菌菌株及微生态制剂和应用
CN105886422A (zh) * 2015-11-30 2016-08-24 山东农业大学 枯草芽孢杆菌by7及其降解残饵和氨氮的应用
CN109355223A (zh) * 2018-11-08 2019-02-19 中国科学院南海海洋研究所 一株具有氨氮降解功能的枯草芽孢杆菌n2及其应用
CN109943501A (zh) * 2019-03-01 2019-06-28 中国水产科学研究院珠江水产研究所 一株巨大芽孢杆菌p5-2及其分离方法和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104164392A (zh) * 2014-07-09 2014-11-26 青岛玛斯特生物技术有限公司 一株地衣芽孢杆菌及其在水产养殖中的应用
CN105779322A (zh) * 2014-12-23 2016-07-20 北京大北农科技集团股份有限公司 枯草芽孢杆菌菌株及微生态制剂和应用
CN105039218A (zh) * 2015-07-21 2015-11-11 青岛根源生物技术集团有限公司 一株简单芽孢杆菌及其培养方法与应用
CN105886422A (zh) * 2015-11-30 2016-08-24 山东农业大学 枯草芽孢杆菌by7及其降解残饵和氨氮的应用
CN109355223A (zh) * 2018-11-08 2019-02-19 中国科学院南海海洋研究所 一株具有氨氮降解功能的枯草芽孢杆菌n2及其应用
CN109943501A (zh) * 2019-03-01 2019-06-28 中国水产科学研究院珠江水产研究所 一株巨大芽孢杆菌p5-2及其分离方法和应用

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111733118A (zh) * 2020-08-17 2020-10-02 中国科学院烟台海岸带研究所 一株芽孢杆菌pl-2及其在水产养殖中的应用
CN112877247A (zh) * 2021-02-24 2021-06-01 华南理工大学 一种利用芽孢杆菌处理高氨氮废水的方法
CN112980752A (zh) * 2021-05-17 2021-06-18 中国科学院烟台海岸带研究所 一种对虾益生菌及应用
CN114606131A (zh) * 2022-03-30 2022-06-10 福建师范大学 一种绿藻菌株及其在稀土氨氮废水处理中的应用
CN114606131B (zh) * 2022-03-30 2023-07-25 福州文泽生物科技有限公司 一种绿藻菌株及其在稀土氨氮废水处理中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110791454A (zh) 一株氨氮高效降解菌株及其应用
CN105733998B (zh) 一株兼具异养硝化和好氧反硝化能力的高效脱氮菌株
CN109810923B (zh) 一株用于污水脱氮的好氧反硝化菌sly2-21及其应用
CN109182192B (zh) 一株好氧反硝化菌hy3-2及其在污水脱氮中的应用
CN114703095B (zh) 一株成都假单胞菌及其在污废水净化领域的应用
CN109576187A (zh) 一株氰化物降解菌株及利用该菌株降解氰化物的方法
CN111733113B (zh) 一种cod降解菌种及其应用
CN109337832B (zh) 一种耐高氨氮异养硝化-好氧反硝化的苍白杆菌及其应用
CN110656071B (zh) 一种高效降解dmf的惠氏副球菌及其应用
CN110643553B (zh) 一株能够高效去除水体中有机质的菌株及其应用
CN113151063B (zh) 弗氏柠檬酸杆菌as11及其在污水处理中的应用
CN111139198B (zh) 一株帕氏乳杆菌gbw-hb1903及其应用
CN117448206A (zh) 一种短小芽孢杆菌及其在养殖水体调节中的应用
CN115386520B (zh) 一株嗜吡啶红球菌rl-gz01菌株及其应用
CN114350575B (zh) 一种厌氧河道底泥降解菌种及其应用
CN113215027B (zh) 水生产碱杆菌as1及其在污水处理中的应用
CN110643554B (zh) 一株能够高效去除水体中无机磷的菌株及其应用
CN114292762B (zh) 一种棕榈油假丝酵母及其应用
CN112143668B (zh) 一株四环素类抗生素降解菌株、制备方法及其应用
CN111621437B (zh) 分离自猪场氧化塘的旱獭埃希氏菌lm-dk及其应用
CN110343620B (zh) 一株能吸附镉离子的植物根际真菌f9及其应用
CN110407338B (zh) 一株低温脱氮除磷菌及其应用
CN113830902A (zh) 脱氮副球菌在去除高盐废水中硝态氮中的应用
CN113234648A (zh) 一株亚硝酸盐高效降解菌株及其应用
CN113005063B (zh) 食多种树脂假单胞菌gy13及其在污水处理中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200214