CN113832042B - 一株耐盐扣囊复膜孢酵母及其在高盐高cod污水处理中的应用 - Google Patents

一株耐盐扣囊复膜孢酵母及其在高盐高cod污水处理中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于环境微生物领域，具体涉及一株耐盐扣囊复膜孢酵母及其在高盐高COD污水处理中的应用。对于高盐高COD污水中的微生物高盐耐受性较差的问题，本发明提供一株耐盐扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)，保藏于广东微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No:61874。本发明还提供上述耐盐扣囊复膜孢酵母在高盐高COD污水处理中的应用。本发明提供的扣囊复膜孢酵母菌株盐度耐受范围为0％‑20％，并能够在3‑5％NaCl，初始COD不低于15000mg/L的条件下进行该COD的降解，出水可达可达《污水综合排放标准》GB8978‑1996三级。

Description

一株耐盐扣囊复膜孢酵母及其在高盐高COD污水处理中的应用
技术领域
本发明属于环境微生物领域，具体涉及一株耐盐扣囊复膜孢酵母及其在高盐高COD污水 处理中的应用。
背景技术
嗜盐耐盐真菌是一类能够在高盐环境下生长或者需要高盐环境才能生长的极端环境真核 微生物。长久以来，人们一直认为高盐环境下没有真菌的存在，直到1985年，Radewan等从埃及土壤中分离得到一些喜盐的真菌，经鉴定主要属于曲霉属和青霉属，这才证实了高盐 度环境下也存在真菌区系。此后，陆续有一些新的嗜盐耐盐真菌被从盐湖、晒盐场等高盐环 境或一些盐腌制食物上被分离到，例如Gunde-Cimerman等从盐场分离到几株酵母属真菌， 它们能在质量分数为3％-30％的NaCl环境下生长；李艳华从盐场分离到一株Strepospora halophile，能在5％-30％的NaCl环境下生长；Saritac从死海中分离到几株真菌，分别属于青霉属和曲霉属，它们能在20％-25％的NaCl环境下生长。但是由于嗜盐耐盐真菌生长较慢， 缺乏竞争力，所以相对于嗜盐古菌和嗜盐细菌来说，关于嗜盐耐盐真菌的报道仍然很少。嗜 盐耐盐真菌具有独特的耐盐机制，并且往往能够产生特殊的代谢产物，对于工业生产抗生素、 有机酸、工业酶制剂、改善植物抗盐抗旱和开发新型材料等有着重要意义。因此，嗜盐真菌是一类极具研究价值的微生物。
通常高盐污水是含盐的质量分数较高，>1％，有的高达10％以上，且由于化工高盐高 COD污水的可生化性极弱，高盐度所造成的高渗透压及高浓度氯离子一定程度上都会对大多 数微生物的存活、生长、繁殖产生严重影响。普通微生物的酶活性在含盐较高的环境，其酶 活受到抑制；因此，在活性污泥中筛选出对高盐环境耐受的菌株成为关键。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是处理高盐高COD污水中的微生物高盐耐受性较差的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一株耐盐扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)，所述扣囊复膜孢酵母保藏编号为GDMCC No:61874。保藏于 广东微生物菌种保藏中心，保藏日期2021年8月18日，地址：广东省广州市越秀区先烈中路100号大院实验大楼59号楼5楼。
其中，上述扣囊复膜孢酵母具有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。
SEQ ID NO：1扣囊复膜孢酵母核苷酸18S rDNA序列1333bp如下：
ccgatagtcc ctctaagaag taactatatc agcaaacgct aacagtacta tttagtaggt 60
taaggtctcg ttcgttatcg caattaagca gacaaatcac tccaccaact aagaacggcc 120
atgcaccacc acccacaaaa tcaagaaaga gctctcaatc tgtcaatcct tattgtgtct 180
ggacctggtg agtttccccg tgttgagtca aattaagccg caggctccac tcctggtggt 240
gcccttccgt caattccttt aagtttcagc cttgcgacca tactcccccc agaacccaaa 300
aactttgatt tctcgtaagg tgccgagtga gtcagtaaaa gaacaacacc cgatccctag 360
tcggcatagt ttatggttaa gactacgacg gtatctgatc atcttcgatc ccctaacttt 420
cgttcttgat taatgaaaac gtccttggca aatgctttcg cagtagttag tcttcaataa 480
atccaagaat ttcacctctg acaattgaat actgatgccc ccgaccgtcc ctattaatca 540
ttacgatggt cctagaaacc aacaaaatag aaccatacgt cctatttcat tattccatgc 600
taatatattc gagctaaacg cctgctttga acactctaat tttttcaaag taatagtcct 660
ggatcatatg cagctgagac aagcccaact acacagaaac caggaggaaa ggctcggctg 720
aaaaccagta ctcgttaaaa aacggaccgg ccagccaagc ccaaagttca actacgagct 780
ttttaactgc aacaacttta atatacgctc ttggagctgg aattaccgcg gctgctggca 840
ccagacttgc cctccaattg ttcctcgtta aggtatttaa attgtactca ttccaattac 900
aagacccgta agggccctgc atcgttatat attgtcacta cctccctgtg tcaggattgg 960
gtaatttgcg cgcctgctgc cttccttgga tgtggtagcc gtttctcagg ctccctctcc 1020
ggaatcgaac ccttattccc cgttacccgt tgaaaccatg gtaggccact atcctaccat 1080
cgaaagttga tagggcagaa atttgaatga accatcgcca gcatgaagcc ttgcgattcg 1140
agaagttatt atgaatcacc aaagagcacc gaagtgcatt ggttttttat ctaataaata 1200
catcccttcc aaacagtcgg gatttttagc atgtattagc tctagaatta ccacggttat 1260
ccaagtagta aaggtactat caaataaacg ataactgatt taatgagcca ttcgcagttt 1320
cactgtataa ttg                                                    1333
其中，上述扣囊复膜孢酵母的菌株形态特征为灰白状，表面粗糙，菌落边缘不齐，呈放 射状丝状。
其中，上述扣囊复膜孢酵母在光学显微镜下的个体形态为：丝状、宽2.8-6.09um，有横 梗，膨结。
其中，上述扣囊复膜孢酵母耐受的高盐范围(以NaCl质量计)为30-150g/L。
其中，上述扣囊复膜孢酵母耐受的高盐范围为30-50g/L。
其中，上述扣囊复膜孢酵母耐受高COD范围为15000-17000mg/L。
本发明还提供上述任一项所述的耐盐扣囊复膜孢酵母在高盐高COD污水处理中的应用。
本发明的有益效果是：本发明提供的扣囊复膜孢酵母菌株盐度耐受范围为0％-20％，并 能够在3-5％NaCl，初始COD不低于15000mg/L的条件下进行该COD的降解，通过连续检 测，发现其出水可达可达《污水综合排放标准》GB8978-1996三级。该菌株XW-1具有极高 的盐度耐受能力且在高盐环境下去除COD，因此该菌株在耐盐机理和工业应用上具有潜在的 研究和应用价值。
本发明提供的扣囊复膜孢酵母菌株于2021年8月18日保藏于广东微生物菌种保藏中心 GDMCC，保藏编号为GDMCC No:61874，生物学分类命名为扣囊复膜孢酵母Saccharomycopsis fibuligera。
附图说明
图1为本发明耐盐扣囊复膜孢酵母菌株菌落形态特征。
图2为本发明耐盐扣囊复膜孢酵母菌株个体形态特征。
图3为本发明耐盐扣囊复膜孢酵母菌株在不同盐浓度下的生长情况。
图4为本发明耐盐扣囊复膜孢酵母菌株在盐浓度为30g/L对COD的去除效果。
图5为本发明耐盐扣囊复膜孢酵母菌株在盐浓度为50g/L对COD的去除效果。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本发明提供了一株耐盐扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera)，保藏编号为 GDMCC No:61874。保藏于广东微生物菌种保藏中心，保藏日期2021年8月16日，地址： 广东省广州市越秀区先烈中路100号大院实验大楼5楼。
上述耐盐扣囊复膜孢酵母菌株分离自泸州老窖酒糟，在PDA平板上其菌株形态特征为： 灰白状，表面粗糙，菌落边缘不齐，呈放射状丝状；在光学显微镜下的个体形态为：丝状、 宽2.8-6.09um，有横梗，膨结；菌株号为XW-1；具有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。
本发明扣囊复膜孢酵母耐受的高盐范围为30-150g/L，优选实施盐浓度为30-50g/L，受 高COD范围为15000-17000mg/L。
本发明还提供上述耐盐扣囊复膜孢酵母在高盐高COD污水处理中的应用。
下面将通过实施例对本发明的具体实施方式做进一步的解释说明，但不表示将本发明的 保护范围限制在实施例所述范围内。
实施例1 本发明菌株的分离鉴定
取泸州老窖酒糟10g，加入含90mL无菌水的锥形中，30℃120r/min振荡30min后，按10倍梯度稀释，分别取稀释倍数为10-1、10-2、10-3的菌悬液0.1mL涂布于含10％NaCl 的PDA平板，28℃培养，5-7d。将平板上长出的菌落重新采用稀释涂布法分离纯化，直至 得到纯培养物，命名为XW1，于30％的甘油管，-80℃、保藏。菌株XW1的菌落形态特征如 图1，个体形态特征如图2。
实施例2 菌株耐盐生长测定实验
菌株XW1的盐度耐受性分析，将菌株XW1的菌株分别接种于含质量分数为0％、1％、3％、5％、7％、10％、13％、15％、20％NaCl的LB平板和液体中培养，37℃倒置 培养，24h观察并记录菌落生长情况如表1。将菌株XW1在不同盐浓度条件下，液体的初始 OD600控制一致，72h后，测定OD600生长情况，判定菌株是否能够耐受且生长，如图3 所示。
表1 菌株XW1盐度梯度试验结果
序号 盐度梯度 观察结果(5d) 序号 盐度梯度 观察结果(5d)
1 0 ++++ 1 0 ++++
2 1％ ++++ 2 10％ +++
3 2％ +++ 3 13％ ++
4 3％ +++ 4 15％ +
5 5％ +++ 5 18％ +
6 7％ +++ 6 20％ +
7 9％ +++ 7 25％ +
注：“++++”长得好，“+++”长得较好；“++”长得一般，“+”能长，”-'“不能长。
实施例3 高盐高COD污水去除效果实验
(1)湿菌体的制备：将菌株XW1活化培养和发酵培养后得到XW1菌体发酵培养液。
(2)耐盐COD去除性能的监测：倒入实验室移动床膜生物反应器(Moving BedBiofilm Reactor,MBBR)中，实验室配水进水NH4-N浓度50mg/L，COD浓度15000-17000mg/L，氯化钠浓度30-50mg/L，每天检测指标有pH、NH4-N、NO2-N、NO3-N、TP、TN并定期分 析菌株XW1在MBBR工艺下耐盐COD去除性能。
(3)投加耐盐菌后，菌株XW1验证试验持续1个月，进水氯化钠从30g/L升至50g/L，实验室MBBR反应罐出水COD浓度基本为600mg/L左右，进水氨氮被降解完全。
(4)菌株XW1在高盐污水处理中的应用，进水氯化钠浓度为30g/L，初始COD浓度17000mg/L，通过为期18d的检测研究，发现在第13d的出水可达污水排放标准三级；如图 4。
(5)菌株XW1在高盐污水处理中的应用，进水氯化钠浓度为50g/L，初始COD浓度15000mg/L，通过为期20d的检测研究，发现在第18d的出水可达污水排放标准三级；如图 5。
对比例
处理高盐高COD污水和操作条件与实施例3相同，不同之处在于：在处理过程中投加褶 皱假丝酵母(Candida rugosa)。由于盐浓度仍为30-50g/L，出水高COD无变化稍有增高， 考虑褶皱假丝酵母不具备耐盐去除高COD功能，处理效果不佳，运行失败。
该菌株XW1的培养条件和生物转化工艺，除了高盐废水，还可应用于其他高盐废水的 处理。通过上述实施例可以看出，本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明所培养的菌株XW1菌群浓度高，活性好，能够在开放的体系中迅速成为优势 菌，并能够发挥菌株特定功能；
2、菌株XW1的耐高盐特性达15％NaCl以上，具有很强的生活活性和耐受性；
3、可在高盐高COD废水中发挥生化处理功能，适用于各种高盐高COD废水处理；
4、能够耐受COD大于15000mg/L以上条件下生长，与专利CN 111117913 A报道的红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)对比，其进水COD最高负荷只有12000mg/L；本发明的真菌菌株XW1其对高浓度COD的耐受性优于红平红球菌。
5、利用本发明培养的菌株XW1可以解决高盐高COD废水《污水综合排放标准》GB8978-1996三级。
序列表
<110> 泸州老窖股份有限公司
南京高新工大生物技术研究院有限公司
泸州品创科技有限公司
<120> 一株耐盐扣囊复膜孢酵母及其在高盐高COD污水处理中的应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1333
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
ccgatagtcc ctctaagaag taactatatc agcaaacgct aacagtacta tttagtaggt 60
taaggtctcg ttcgttatcg caattaagca gacaaatcac tccaccaact aagaacggcc 120
atgcaccacc acccacaaaa tcaagaaaga gctctcaatc tgtcaatcct tattgtgtct 180
ggacctggtg agtttccccg tgttgagtca aattaagccg caggctccac tcctggtggt 240
gcccttccgt caattccttt aagtttcagc cttgcgacca tactcccccc agaacccaaa 300
aactttgatt tctcgtaagg tgccgagtga gtcagtaaaa gaacaacacc cgatccctag 360
tcggcatagt ttatggttaa gactacgacg gtatctgatc atcttcgatc ccctaacttt 420
cgttcttgat taatgaaaac gtccttggca aatgctttcg cagtagttag tcttcaataa 480
atccaagaat ttcacctctg acaattgaat actgatgccc ccgaccgtcc ctattaatca 540
ttacgatggt cctagaaacc aacaaaatag aaccatacgt cctatttcat tattccatgc 600
taatatattc gagctaaacg cctgctttga acactctaat tttttcaaag taatagtcct 660
ggatcatatg cagctgagac aagcccaact acacagaaac caggaggaaa ggctcggctg 720
aaaaccagta ctcgttaaaa aacggaccgg ccagccaagc ccaaagttca actacgagct 780
ttttaactgc aacaacttta atatacgctc ttggagctgg aattaccgcg gctgctggca 840
ccagacttgc cctccaattg ttcctcgtta aggtatttaa attgtactca ttccaattac 900
aagacccgta agggccctgc atcgttatat attgtcacta cctccctgtg tcaggattgg 960
gtaatttgcg cgcctgctgc cttccttgga tgtggtagcc gtttctcagg ctccctctcc 1020
ggaatcgaac ccttattccc cgttacccgt tgaaaccatg gtaggccact atcctaccat 1080
cgaaagttga tagggcagaa atttgaatga accatcgcca gcatgaagcc ttgcgattcg 1140
agaagttatt atgaatcacc aaagagcacc gaagtgcatt ggttttttat ctaataaata 1200
catcccttcc aaacagtcgg gatttttagc atgtattagc tctagaatta ccacggttat 1260
ccaagtagta aaggtactat caaataaacg ataactgatt taatgagcca ttcgcagttt 1320
cactgtataa ttg 1333

Claims (2)

1.一株耐盐扣囊复膜孢酵母，其特征在于：所述耐盐扣囊复膜孢酵母(Saccharomycopsis fibuligera )保藏编号为GDMCC No :61874，保藏于广东微生物菌种保藏中心，保藏日期2021年8月16日。
2.权利要求1所述的耐盐扣囊复膜孢酵母在NaCl浓度为30-50g/L，高COD范围为15000-17000 mg/L的污水处理中的应用。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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