CN113667615A - 一种偶氮染料降解菌及其应用 - Google Patents

一种偶氮染料降解菌及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种偶氮染料降解菌及其在偶氮染料降解中的应用，菌株为海细菌属(Marinobacterium)S1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.20902。偶氮染料降解菌能脱色降解含有偶氮染料的印染废水；可用于降解酸性大红GR、酸性紫48、酸性橙、酸性金黄G、酸性粉和直接湖蓝5B。经实验证明，本发明的偶氮染料降解菌对偶氮染料的降解效果显著。

Description

一种偶氮染料降解菌及其应用
技术领域
本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种偶氮染料降解菌及其在偶氮染料降解中的应用。
背景技术
印染废水具有色度深、有机污染物含量高、成分复杂、生物毒性大、难生物降解、盐度高等特点。印染废水已成为当前主要的工业废水之一，约占整个工业废水的35 %。在印染过程中约有10 %～15 %的染料随废水排入环境，对环境造成了巨大的污染。
偶氮染料是目前世界上应用最广泛的染料，生产量占人工合成染料总量的80 %左右。偶氮染料具有健在的致畸、致癌、致突变性，对环境和人体健康有很大的危害，已成为威胁我国水环境安全的重要因素之一。
印染过程中常常加入大量的无机盐来提高偶氮染料的固着效率，导致废水的盐度都很高。普通微生物在高盐下的活性降低，抑制微生物对印染废水的脱色。所以在印染废水进入生物处理工艺前需要稀释，大大增加了企业的运营成本。
偶氮染料废水现有的处理方法主要包括物理吸附法、化学氧化法及生物处理法。物理法如超声波法、膜分离法、萃取法等，化学法如氧化法、电化学法等，成本高，容易造成二次污染，难以大规模用于偶氮染料废水处理中。传统的活性污泥法虽然成本低，二次污染小，但由于偶氮染料可降解性差，印染废水的盐度高，普通的微生物难以适应高盐环境，其应用受到一定的限制。
从环境中分离筛选出能够高效降解偶氮染料的嗜盐微生物，将其应用于染料废水的生物处理中，具有良好的应用前景和生态价值。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种高盐环境中偶氮染料降解菌及其在偶氮染料降解中的应用。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：菌株为海细菌属(Marinobacterium)S1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.20902。
进一步的方案是，所述菌株的16S rDNA序列如SEQ ID NO.1所示。
进一步的方案是，所述海细菌S1用于降低偶氮染料的浓度。
进一步的方案是，所述脱色降解偶氮染料是指脱色降解含有偶氮染料的印染废水。
进一步的方案是，所述偶氮染料为酸性大红GR、酸性紫48、酸性橙、酸性金黄G、酸性粉和直接湖蓝 5B。
一种偶氮染料降解菌在处理含有染料废水或染料污染的土壤或水体的生物修复中的用途。
一种偶氮染料脱色制剂，含有所述的海细菌属(Marinobacterium)S1菌株。
进一步的方案是，所述制剂为水剂、粉剂或膏剂。
本发明的有益效果为：1）本发明的偶氮染料降解菌，能够适应印染废水的高盐环境；2）本发明的偶氮染料降解菌加入到印染废水中，微生物在生长过程中分泌的酶能将偶氮键断裂，偶氮染料在偶氮键断裂后变成色度较低的芳香化合物，芳香化合物可被微生物利用，最终代谢为简单的化合物，完成偶氮染料的脱色；3）通过对上述偶氮染料降解脱色菌进行染料的脱色降解实验分析，发现其具有较好的偶氮染料脱色效果，且降解效果显著。
附图说明
图1为实施例1中的菌株Marinobacterium S1的系统发育树。
图2为实施例2中菌株Marinobacterium S1对酸性大红GR的脱色率曲线示意图。
图3为实施例3中不同盐度下菌株Marinobacterium S1对酸性大红GR的脱色率柱形示意。
图4为实施例4中不同pH下菌株Marinobacterium S1对酸性大红GR的脱色率柱形示意图。
图5为实施例5中菌株Marinobacterium S1对不同浓度的酸性大红GR的脱色率曲线示意图。
图6为偶氮染料废水经本发明的菌株CGMCC No.20902降解脱色前后的颜色变化，其中，第1组为酸性大红GR，第2组为酸性紫48，第3组为酸性橙5B，第4组为酸性粉，第5组为直接湖蓝5B。
图7为不同颜色的偶氮染料的脱色率柱形示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明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。
实施例1
菌株Marinobacterium S1的分离：1)取10 ml活性污泥样品到5%盐度的培养基中，加入50 mg/L的酸性大红GR，经富集至有明显脱色现象后，在5%盐度的培养基中连续划线，30 ℃培养至脱色，挑取单菌落进一步纯化并接种于含有100 mg/L酸性大红GR的5%盐度的培养基中，于30 °C静置培养既得。
所述5%盐度的培养基组成为：Na2SO4 0.5g；NH4Cl 0.3 g；CaCl2 0.1 g；KH2PO4 0.2g；KCl 0.5 g； MgCl2·6H2O 6 g；NaCl 40.0 g，酵母粉3.0 g，pH 7.0，1×105 Pa灭菌30min既得。
所述菌种Marinobacterium S1为革兰氏阴性，兼性厌氧菌，颜色为乳白色。
提取细菌基因组DNA，采用细16SrRNA通用引物27F(5 '–AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'，SEQ ID No.1)和1492R(5’-SGTTACCTTGTTACGACTT-3'，SEQ ID No.2)进行PCR扩增。PCR扩增的条件为：98 ℃预变性5 min，95 ℃变性35 S， 55 ℃退火35 S，72 ℃延伸1.5 min，共39个循环，获得16S rRNA序列，回收纯化，送到公司测序，测序序列如SEQID No.3所示。将测序结果在NCBI比对16S rRNA序列同源性，该菌株序列与Marinobacterium sp.IC961同源性等于99.6％，命名为Marinobacterium sp.S1，并于2020年10月19日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC 20902。2020年10月19日检测证明菌体存活。该菌株的系统发育树见图1。
实施例2
Marinobacterium sp.S1对酸性大红GR脱色研究：将实施例1筛选得到的菌株Marinobacterium sp.S1接种于5%盐度的培养基中，于30 °C静置培养12 h既得。将Marinobacterium sp.S1按10%(V/V)接种于含有100 mg/L酸性大红GR的5%盐度的培养基中，30 °C静置培养，每隔2 h测定培养液的吸光值计算脱色率。重复3次。以时间为横坐标，脱色率为纵坐标，绘制曲线图，结果见图 2。
实施例3
盐度对Marinobacterium sp.S1降解酸性大红GR的影响：为研究盐度对Marinobacterium sp.S1降解酸性大红GR的影响，按照10%的接种量，分别接种在系列盐度1%、3%、5%、7%和9%的培养基中，培养基pH为7.5，酸性大红GR浓度为100 mg/L，在恒温培养箱中30 ℃、静置避光培养定时取样，用分光光度计测定剩余酸性大红GR的浓度，以时间为横坐标，降解率为纵坐标，结果如图3所示，1%～7%盐度下，菌群对酸性大红GR的降解率都能达到88%以上。
实例4
pH对Marinobacterium sp.S1降解酸性大红GR的影响：为研究pH对Marinobacterium sp.S1降解酸性大红GR的影响，按照10%的接种量，接种在5%盐度的培养基中，培养基pH为4、5、6、7、8、9、10，酸性大红GR浓度为100 mg/L，在30 ℃恒温培养箱中、静置避光培养，6 h后，用分光光度计测定剩余酸性大红GR的浓度，以时间为横坐标，降解率为纵坐标，结果如图4所示，pH5～9下，Marinobacterium sp.S1对酸性大红GR的降解率都达到85%以上。
实例5
酸性大红GR浓度对Marinobacterium sp.S1降解的影响：为研究酸性大红GR浓度对Marinobacterium sp.S1降解的影响，按照10%的接种量，接种在5%盐度的培养基中，培养基pH为7，酸性大红GR浓度为100 ～400 mg/L，在30 ℃恒温培养箱中、静置避光培养，定时取样，用分光光度计测定剩余酸性大红GR的浓度，以时间为横坐标，降解率为纵坐标，结果如图5所示， Marinobacterium sp.S1可降解100～400 mg/L酸性大红GR。
实施例6
Marinobacterium sp.S1对不同颜色的偶氮染料的降解：为研究Marinobacteriumsp.S1对不同颜色的偶氮染料的降解，按照10%的接种量，接种在盐度5%的5份培养基中，培养基pH为7，各个培养基中添加的偶氮染料的浓度为100 ~400 mg/L，在30 ℃恒温培养箱中、静置避光培养，6 h后，用分光光度计测定剩余偶氮染料的浓度，以偶氮染料为横坐标，降解率为纵坐标，结果如图6所示，通过附图可以看出，Marinobacterium sp.S1 对酸性大红GR（1）、酸性紫48（2）、酸性橙5B（3）、酸性粉（4）和直接湖蓝 5B（5）的降解效果显著。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
SEQUENCE LISTING
<110> 南京工程学院
<120> 一种偶氮染料降解菌及其应用
<130> 20201130
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1625
<212> DNA
<213> Marinobacterium
<400> 1
gtgaagcgga acatttcaca caggaacagc tatgaccatg ctcgagccaa gctcggcgcg 60
ccattgggat gagtttgatc ctggctcaga ttgaacgctg gcggcaggcc taacacatgc 120
aagtcgagcg gtagcacaga gaagcttgct tcttgggtga cgagcggcgg acgggtgagt 180
aacgcgtggg aatctacctg gtagtggggg acaacagtcg gaaacgactg ctaataccgc 240
atacgccctt cgggggaaag tgggggatct tcggacctca cgctatcaga tgagcccgcg 300
tcggattagc ttgttggtga ggtaaaggct caccaaggcg atgatccgta gctggtctga 360
gaggatgacc agccacactg ggactgagac acggcccaga ctcctacggg aggcagcagt 420
ggggaatatt ggacaatggg ggcaaccctg atccagccat gccgcgtgtg tgaagaaggc 480
cttcgggttg taaagcactt tcagctgtga ggaaaggcga gtggttaata cctgcttgct 540
gtgacgttaa cagcagaaga aggaccggct aactccgtgc cagcagccgc ggtaatacgg 600
agggtccgag cgttaatcgg aattactggg cgtaaagcgc gcgtaggtgg ttcagtcagt 660
cagatgtgaa agccccgggc tcaacctgga actgcacctg atactgctga gctagagtac 720
ggtagagggt agtggaattt ccggtgtagc ggtgaaatgc gtagagatcg gaaggaacac 780
cagtggcgaa ggcgactacc tggaccgata ctgacactga ggtgcgaaag cgtgggtagc 840
aaacaggatt agataccctg gtagtccacg ccgtaaacga tgtcaactag ccgttggggg 900
acttgatcct ttagtggcga agctaacgcg ataagttgac cgcctgggga gtacggccgc 960
aaggttaaaa ctcaaatgaa ttgacggggg cccgcacaag cggtggagca tgtggtttaa 1020
ttcgaagcaa cgcgaagaac cttacctact cttgacatcc agagaacttt ccagagatgg 1080
attggtgcct tcgggaactc tgagacaggt gctgcatggc tgtcgtcagc tcgtgttgtg 1140
aaatgttggg ttaagtcccg taacgagcgc aacccttatc cttatttgcc agcgagtaat 1200
gtcgggaact ctaaggagac tgccggtgac aaaccggagg aaggtgggga tgacgtcaag 1260
tcatcatggc ccttacgagt agggctacac acgtgctaca atggccggta cagagggctg 1320
caaactcgcg agagtaagcc aatctcacaa aaccggtcgt agtccggatc gcagtctgca 1380
actcgactgc gtgaagtcgg aatcgctagt aatcgtgaat cagaatgtca cggtgaatac 1440
gttcccgggc cttgtacaca ccgcccgtca caccatggga gtgggttgca ccagaagtag 1500
ctagtctaac cttcgggagg acggttacca cggtgtgatt catgactggg gtgaagtcgt 1560
aacaaggtaa ccatcccaat acgcgtcaat tcactggccg tcgttttaca acgtcgtgac 1620
tggaa 1625

Claims (8)

1.一种偶氮染料降解菌，其特征在于：菌株为海细菌属(Marinobacterium)S1，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.20902。
2.根据权利要求1所述的偶氮染料降解菌，其特征在于：所述菌株的16S rDNA序列如SEQ ID NO.1所示。
3.根据权利要求1所述的偶氮染料降解菌，其特征在于：所述海细菌S1用于降低偶氮染料的浓度。
4.根据权利要求3所述的偶氮染料降解菌，其特征在于：所述脱色降解偶氮染料是指脱色降解含有偶氮染料的印染废水。
5.根据权利要求1所述的偶氮染料降解菌，其特征在于：所述偶氮染料为酸性大红GR、酸性紫48、酸性橙、酸性金黄G、酸性粉和直接湖蓝 5B。
6.一种权利要求1-5中任意一项所述的偶氮染料降解菌在处理含有染料废水或染料污染的土壤或水体的生物修复中的用途。
7.一种含有权利要求1-5中任意一项所述的偶氮染料降解菌的偶氮染料脱色制剂，其特征在于：含有所述的海细菌属(Marinobacterium)S1菌株。
8.根据权利要求7所述的偶氮染料降解菌，其特征在于：所述制剂为水剂、粉剂或膏剂。
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