CN112322550A - 一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及重金属治理技术领域。本发明提供了一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用，所述嗜麦芽寡养单胞菌保藏名称为嗜麦芽寡养单胞菌HLKB‑6，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCC NO：M 2020138。本申请的嗜麦芽寡养单胞菌不同于一般的内生菌，是从环境中直接筛选出来的，可以直接在污泥、矿区冶炼废水等极端环境中生活。同时，本申请的嗜麦芽寡养单胞菌能够有效去除矿区冶炼废水中的镉、铜等重金属，用于处理矿区冶炼废水时，对于重金属铜的去除率可以达到96.23％，对于重金属镉的去除率可以达到91.19％。

Description

一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用
技术领域
本发明涉及重金属治理技术领域，尤其涉及一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用。
背景技术
矿产资源是人类生产和生活的基本保障之一，而在矿山开采过程中产生的重金属元素容易污染周边的生态环境，这一现状使得重金属污染普遍受到学者的关注。土壤中的重金属元素存在的潜在危害性较大，并且矿山资源开发引起的生态效应和毒理效应具有明显的滞后作用，因此土壤一旦受到重金属元素污染，治理和修复将十分困难。另外，土壤重金属可能导致植物出现生长问题，而且一些重金属元素会聚集在蔬菜中，人类食用后会对健康产生较大不利影响。
尤其严重的是在矿区生产过程中产生的冶炼废水中，其中的重金属一般不能分解破坏，只能转移其存在位置和转变其物化形态。现有的处理方法是采用化学沉淀法、离子交换法等进行处理，处理后的水中重金属低于排放标准可以排放或回用，形成新的重金属浓缩产物尽量回收利用或加以无害化处理。近年来利用植物处理重金属废水逐渐兴起，但植物处理也容易出现生长困难、重金属吸收率低的状况，因此急需一种高效处理矿区冶炼废水中重金属的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用，有效去除矿区冶炼废水中的镉、铜等重金属。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种嗜麦芽寡养单胞菌，所述嗜麦芽寡养单胞菌保藏名称为嗜麦芽寡养单胞菌HLKB-6，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCCNO：M 2020138。
本发明还提供了一种嗜麦芽寡养单胞菌在重金属治理中的应用。
作为优选，所述重金属治理的对象为含有重金属的矿区冶炼废水。
作为优选，所述重金属为镉和/或铜。
本发明提供了一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用，所述嗜麦芽寡养单胞菌保藏名称为嗜麦芽寡养单胞菌HLKB-6，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCC NO：M 2020138。本申请的嗜麦芽寡养单胞菌不同于一般的内生菌，是从环境中直接筛选出来的，可以直接在污泥、洗矿废水等极端环境中生活。同时，本申请的嗜麦芽寡养单胞菌能够有效去除矿区冶炼废水中的镉、铜等重金属，用于处理矿区冶炼废水时，对于重金属铜的去除率可以达到96.23％，对于重金属镉的去除率可以达到91.19％。
附图说明
图1为本申请的嗜麦芽寡养单胞菌平板培养图；
图2为本申请的嗜麦芽寡养单胞菌革兰氏染色图；
图3为本申请的嗜麦芽寡养单胞菌DNA电泳图；
图4为本申请的基于16SrDNA序列的菌株HLKB-6系统发育树；
图5为本申请的菌株生长曲线图；
图6为本申请的添加重金属的菌株平板平板培养图。
保藏说明
嗜麦芽寡养单胞菌HLKB-6，拉丁文为Stenotrophomonas maltophilia，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，地址为：湖北省武汉市武昌珞珈山，保藏日期为2020年5月21日，保藏编号为：CCTCC NO：M 2020138。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1样本采集
在大冶铜绿山矿区露采场采集矿区污泥。
实施例2培养基配制
固体培养基：称取牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，NaCl 5.0g，琼脂15.0g，定容至1000mL，调pH 7.3，121℃条件灭菌20min；
液体培养基：称取牛肉膏5.0g，蛋白胨10.0g，NaCl 5.0g，定容至1000ml，调pH7.3，121℃条件灭菌20min。
实施例3菌株分离
取10g矿区污泥与90mL无菌水混合，用恒温摇床在110r/min、30℃条件下振荡培养30min，使其分散成10-1的悬液，静置10min后进行梯度稀释，分别制成10-2、10-3、10-4、10-5的稀释液。取各浓度梯度的稀释液1mL，用涂布法分别接种于含50mg/LCu2+和20mg/L Cd2+的固体培养基，培养后挑取单菌落，重复划线培养，获得纯菌株。
实施例4菌株生长条件测定
活化菌种后，分别在不同pH、渗透压、温度的液体培养基中进行生长特性测定，最后确定菌株生长的pH范围为3.5～9.5，渗透压耐受为NaCl浓度≦3％；生长温度范围为15～35℃。表明该菌对生长条件的要求比较宽泛，生长适应能力较强。
实施例5菌株鉴定
(1)形态学观察：菌落浅黄色，边缘光滑整齐，有光泽，菌落易挑取，如图1所示；革兰氏阴性菌，杆状，如图2所示。
(2)分子鉴定：提取菌株总DNA，以16SrDNA鉴定通用引物27F/1492R
27F：5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'；
1492R：5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3'；
进行扩增，鉴定结果显示该菌为嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)，将其命名为S.maltophiliaHLKB-6，嗜麦芽寡养单胞菌DNA电泳图如图3所示，LineM：DL2000 marker(条带由下至上分别为10025050075010002000)，16SrDNA鉴定结果如图4所示。
实施例6菌株重金属抗性优化
以固体培养基为基础培养基，分别向基础培养基中逐级添加不同浓度的重金属Cd(Cd浓度为20～300mg/L，以20mg/L为梯度)和Cu(Cu浓度为100～1000mg/L，以100mg/L为梯度)进行抗性驯化，稳定其重金属抗性水平。最终确定该菌株可在Cu浓度为600mg/L、Cd浓度为200mg/L的条件下生长。
实施例7重金属耐受能力测定
分别添加Cd和Cu至液体培养基中，使其终浓度分别为50mg/L、400mg/L，按照5％的接种量接种活化后的菌液，35℃150r/min摇床培养，每隔3h取样，测定菌液OD600 nm的值，以未添加Cd或Cu的培养基为对照。以培养时间为横坐标，OD600 nm值为纵坐标，绘制菌株耐铜镉的生长曲线。结果如图5所示，表明在铜镉复合处理下，该菌株仍然能正常生长，且菌株形态未发生明显变化，如图6所示。
同时，接种Cd至50ml液体培养基中，使其终浓度呈梯度变化，Cd浓度设置为10、20、30、40、50mg/L，以不加Cd为对照，按照15％的接种量接种活化后的菌液，35℃150r/min摇床培养48h，4000rpm/min离心菌体，测菌体Cd含量和上清液中Cd浓度，结果如表1所示。结果显示，菌株对溶液中高浓度的镉表现出明显的吸附率和去除率。
表1
Figure BDA0002799133340000041
接种Cu至50ml液体培养基中，使其终浓度呈梯度变化，Cu浓度设置为100、200、300、400mg/L，以不加Cu为对照，按照15％的接种量接种活化后的菌液，35℃150r/min摇床培养48h，4000rpm/min离心菌体，测上清液中Cu浓度，结果如表2所示。结果显示，菌株对溶液中高浓度的铜表现出较高的去除率。
表2
Figure BDA0002799133340000042
Figure BDA0002799133340000051
上述结果表明，该菌对重金属Cd、Cu均表现出较强额耐受及富集能力，对溶液培养下培养基中游离的重金属表现出明显的去除效果。
实施例8重金属去除能力测定案例
为了进一步证明该菌株在含重金属废水中的效果，取矿区冶炼废水，测定其Cd、Cu等重金属初始浓度，按照15％的比例接种活化后的菌体，35℃150r/min摇床培养后，4000rpm/min离心菌体，测上清液中Cd、Cu等重金属浓度，重金属去除率见表1。
表1
Figure BDA0002799133340000052
结论：从实施例8的实验结果可以看出，本申请的嗜麦芽寡养单胞菌能够有效去除矿区冶炼废水中的镉、铜等重金属，用于处理矿区冶炼废水时，对于重金属铜的去除率可以达到96.23％，对于重金属镉的去除率可以达到91.19％，能够用于矿区冶炼废水的重金属治理。
由以上实施例可知，本发明提供了一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用，所述嗜麦芽寡养单胞菌保藏名称为嗜麦芽寡养单胞菌HLKB-6，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCC NO：M 2020138。本申请的嗜麦芽寡养单胞菌不同于一般的内生菌，是从环境中直接筛选出来的，可以直接在污泥、洗矿废水等极端环境中生活。同时，本申请的嗜麦芽寡养单胞菌能够有效去除矿区冶炼废水中的镉、铜等重金属，用于处理矿区冶炼废水时，对于重金属铜的去除率可以达到96.23％，对于重金属镉的去除率可以达到91.19％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种嗜麦芽寡养单胞菌，其特征在于，所述嗜麦芽寡养单胞菌保藏名称为嗜麦芽寡养单胞菌HLKB-6，保藏单位：中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCC NO：M 2020138。
2.权利要求1所述的一种嗜麦芽寡养单胞菌在重金属治理中的应用。
3.根据权利要求2所述的一种嗜麦芽寡养单胞菌在重金属治理中的应用，其特征在于，所述重金属治理的对象为含有重金属的矿区冶炼废水。
4.根据权利要求2或3所述的一种嗜麦芽寡养单胞菌在重金属治理中的应用，其特征在于，所述重金属为镉和/或铜。
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