CN114874943B - 一种高效脱氮复合制剂及其应用 - Google Patents
一种高效脱氮复合制剂及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114874943B CN114874943B CN202210544064.2A CN202210544064A CN114874943B CN 114874943 B CN114874943 B CN 114874943B CN 202210544064 A CN202210544064 A CN 202210544064A CN 114874943 B CN114874943 B CN 114874943B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pseudomonas
- denitrification
- nitrogen
- jm13b8a
- jm14b9b
- 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.)
- Active
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 claims abstract description 16
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 49
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 23
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 claims description 12
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 241001092084 Agrimonia Species 0.000 claims 1
- 235000016993 Agrimonia Nutrition 0.000 claims 1
- 241001113925 Buddleja Species 0.000 claims 1
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] Chemical compound [O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[NH6+3] MMDJDBSEMBIJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N ON=O.ON=O.ON=O.N Chemical compound ON=O.ON=O.ON=O.N JVMRPSJZNHXORP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 241000589774 Pseudomonas sp. Species 0.000 description 12
- 241000904178 Gemmobacter sp. Species 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 10
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 8
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 8
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 7
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 230000006799 invasive growth in response to glucose limitation Effects 0.000 description 6
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 6
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 6
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 6
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 5
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 5
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 4
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 4
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 4
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010025915 Nitrite Reductases Proteins 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 241000588986 Alcaligenes Species 0.000 description 2
- NULAJYZBOLVQPQ-UHFFFAOYSA-N N-(1-naphthyl)ethylenediamine Chemical compound C1=CC=C2C(NCCN)=CC=CC2=C1 NULAJYZBOLVQPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108090000913 Nitrate Reductases Proteins 0.000 description 2
- 241001057811 Paracoccus <mealybug> Species 0.000 description 2
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 2
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 210000003495 flagella Anatomy 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000006152 selective media Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 1
- 101100162202 Aspergillus parasiticus (strain ATCC 56775 / NRRL 5862 / SRRC 143 / SU-1) aflF gene Proteins 0.000 description 1
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 description 1
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 description 1
- 108020000946 Bacterial DNA Proteins 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-DCSYEGIMSA-N Beta-Lactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-DCSYEGIMSA-N 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-VRPWFDPXSA-N D-Fructose Natural products OC[C@H]1OC(O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-VRPWFDPXSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 230000004544 DNA amplification Effects 0.000 description 1
- 238000007400 DNA extraction Methods 0.000 description 1
- 241000508725 Elymus repens Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 241001185308 Gemmobacter Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 241000252234 Hypophthalmichthys nobilis Species 0.000 description 1
- 241000238553 Litopenaeus vannamei Species 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 241001122630 Pseudomonas fluvialis Species 0.000 description 1
- 241000752227 Zobellella Species 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 210000004081 cilia Anatomy 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012268 genome sequencing Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012543 microbiological analysis Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 101150027124 nirS gene Proteins 0.000 description 1
- 108010028128 nitric-oxide reductase Proteins 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010076678 nitrous oxide reductase Proteins 0.000 description 1
- 101150076456 norB gene Proteins 0.000 description 1
- 101150045948 nosZ gene Proteins 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001322 periplasm Anatomy 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000001303 quality assessment method Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M sodium benzoate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 WXMKPNITSTVMEF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004299 sodium benzoate Substances 0.000 description 1
- 235000010234 sodium benzoate Nutrition 0.000 description 1
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229960000999 sodium citrate dihydrate Drugs 0.000 description 1
- 229940074404 sodium succinate Drugs 0.000 description 1
- ZDQYSKICYIVCPN-UHFFFAOYSA-L sodium succinate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CCC([O-])=O ZDQYSKICYIVCPN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/20—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Virology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高效脱氮复合制剂及其应用。高效脱氮复合制剂包括芽殖杆菌JM14B9b和假单胞菌JM13B8a,其保藏编号分别为:GDMCC No.62113和GDMCC No.62114。本发明的高效脱氮复合制剂在低碳氮比或高碳氮比水体中的硝态氮、亚硝态氮的脱除率均为100%。由此说明,高效脱氮复合制剂能够应用于各种寡营养或富营养的硝态氮、亚硝态氮污染的水体脱氮处理。
Description
技术领域
本发明属微生物和环境工程技术领域,具体涉及一种高效脱氮复合制剂及其应用。
背景技术
我国是世界水产养殖第一大国,养殖产量占世界养殖总产量的70%。据统计,2019年我国水产养殖业产值达9700多亿元,总产量达5000多万吨。高密度集约化养殖已是我国主要的水产养殖模式,具有养殖产量高、养殖周期短和方便管理等特点。该养殖模式需要投放大量的饵料,而投放的饵料不能全部有效地被养殖动物所利用,过量的饵料与养殖动物粪便无法及时有效地被池塘中的微生物分解利用,从而导致养殖水体中亚硝态氮(NO2 --N)、硝态氮(NO3 --N)和氨态氮(NH4 +-N)等氮素超标。养殖水体中过量的氮素不仅会毒害养殖动物的健康生长,而且会严重破坏养殖环境和周围自然环境的生态平衡。氮素污染是目前水产养殖行业面临的重大共性关键问题。因此,如何高效、经济地脱除养殖废水中过量的无机氮素,具有重要的现实意义。
水体中含氮污染物的脱除主要有物理、化学、生物等三种方法,其中微生物脱氮技术克服了物理、化学脱氮工艺的一些缺陷,具有操作简单、适应范围广、处理效果好、基本上无二次污染等优点。因此,微生物脱氮技术已成为目前国内外应用最广泛的脱氮技术。目前,环境工程和污水、废水处理领域主要采用缺氧-好氧(Anoxic-Oxic,AO)脱氮、厌氧-缺氧-好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,AAO)脱氮、间歇式(Sequencing Batch Reactor,SBR)脱氮、曝气生物滤池(Biological Aeration Filter,BAF)脱氮等工艺,这些脱氮工艺普遍将硝化过程和反硝化过程分阶段进行或在不同的反应器中实现。
近年来,随着对脱氮微生物的深入研究,越来越多的脱氮功能微生物被分离得到,如假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)、芽胞杆菌属(Bacillus)、卓贝尔氏菌属(Zobellella)等属。目前,脱氮微生物相关国家发明专利也较多。然而,大多数单一脱氮菌株实际应用于养殖水体脱氮时,不能有效地定殖、生存,难以发挥高效的脱氮功能。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种高效脱氮效果的假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a,其于2021年12月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC),地址:广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼,邮编:510070,保藏编号为:GDMCC No.62114。
本发明的第二个目的在于提供假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a在水体脱氮处理中的应用。
本发明的第三个目的是提供一种具有脱氮功能的活菌复合制剂,其包括芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b和假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a;
所述的芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b,其于2021年12月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC),地址:广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼,邮编:510070,保藏编号为:GDMCC No.62113。
优选,所述的具有脱氮功能的活菌复合制剂是将对数生长期的芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b菌液和假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a菌液混合。
进一步优选,是将对数生长期的芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b菌液和假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a菌液按照体积比1:1混合。
本发明的第四个目的是提供上述活菌复合制剂在水体脱氮处理中的应用。
优选,所述的脱氮是脱硝态氮和/或亚硝态氮。
优选,所述的水体可以是碳氮比大于等于5的氮素超标的任意废水。
本发明由芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b和假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a组成的高效脱氮合成群落(活菌复合制剂)能够快速高效地脱除水体中的硝态氮、亚硝态氮,且无其他无机氮素的积累,即该合成群落在以50mg/L NO3 --N为唯一氮源的培养基中培养24h时,对NO3 --N的脱除效率达100%,且无有害NO2 --N的积累;在以50mg/L NO2 --N为唯一氮源的培养基中培养24h时,对NO2 --N的脱除效率达100%,且无NO3 --N的积累。
本发明的高效脱氮合成群落(活菌复合制剂)在低碳氮比或高碳氮比水体中的硝态氮、亚硝态氮的脱除率均为100%。由此说明,高效脱氮合成群落能够应用于各种寡营养或富营养的硝态氮、亚硝态氮污染的水体脱氮处理。
Gemmobacter sp.JM14B9b,其于2021年12月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC),地址:广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼,邮编:510070,保藏编号为:GDMCC No.62113。
Pseudomonas sp.JM13B8a,其于2021年12月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC),地址:广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼,邮编:510070,保藏编号为:GDMCC No.62114。
附图说明
图1为Gemmobacter sp.JM14B9b和Pseudomonas sp.JM13B8a的菌落形态图。
图2为Gemmobacter sp.JM14B9b和Pseudomonas sp.JM13B8a的透射电镜下的细胞形态图。
图3为单一菌株及高效脱氮合成群落在以硝态氮为唯一氮源条件下的脱氮效果图。
图4为高效脱氮合成群落在以硝态氮为唯一氮源条件下的生长和脱氮效果图。
图5为高效脱氮合成群落在以亚硝态氮为唯一氮源条件下的生长和脱氮效果图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明,但不是对本发明的限制。
实施例1:高效脱氮合成群落组成菌株的分离纯化和保藏
样品采集自广东省江门市台山市年丰公司广海镇养殖基地(N21°56′31″;E112°46′16″)的南美白对虾和鳙鱼混合养殖池塘水。养殖水样品1mL,梯度稀释10-1,10-2,10-3和10-4后,取100μL 10-2、10-3和10-4的稀释液涂布于以NO3 --N和NO2 --N为唯一氮源的选择性培养基上,30℃培养箱中培养。肉眼观察菌落形态,挑取菌落形态上有差异的单菌落,分别划线纯化,将已纯化的菌落接种至5mL的R2A液体培养基中,30℃,180rpm培养,进行后续甘油管保存,由此得到菌株JM14B9b和JM13B8a。
选择性培养基配方如下:琥珀酸钠0.25g,二水合柠檬酸钠0.25g,NaNO2 0.069g,KNO30.101g,(NH4)2SO4 0.066g,Na2HPO4 1.0g,KH2PO4 1.0g,MgSO4·7H2O 0.2g,15g琼脂,pH7.4,定容至1000mL,121℃,15min,高温高压灭菌。灭菌后添加体积比1%的复合碳源和体积比0.2%的微量元素混合液。
复合碳源:D-葡萄糖13.8g,D-果糖13.8g,D-乳糖13.8g,体积分数90%乳酸12.8mL,甘露醇14.0g,无水乙醇14.0mL,甘油12.6mL,苯甲酸钠9.6g,水杨酸9.2g,无水乙酸钠19.0g,溶于1000mL水中,pH 7.4,0.22μm滤膜过滤除菌。
微量元素混合液:EDTA-Na 10.0g,ZnSO4·7H2O 0.5g,CaCl2 5.5g,MnCl2·4H2O0.4g,FeSO4·7H2O 1.1g,NaMoO4·2H2O 0.4g,CuSO4·5H2O 0.2g,CoCl2·6H2O 0.5g,pH调至6.0,定容至1000mL,0.22μm滤膜过滤。
实施例2:高效脱氮合成群落组成菌株的菌落形态和细胞形态
如图1和图2所示,菌株JM14B9b为革兰氏阴性菌,该菌株在R2A培养基上培养48h时,其菌落形态特征为:蓝黑色,边缘规则整齐,表面光滑,不透明,菌落直径大小1.0-1.5mm。透射电镜观察其细胞形态特征为:杆状,大小为(0.7×1.7)μm,具有两根侧生鞭毛和纤毛;菌株JM13B8a,革兰氏阴性菌,该菌株在营养肉汤固体培养基(NA)上30℃培养48h,其菌落形态为:米黄色,边缘不规则,表面光滑、不透明,菌落直径大小2.0-3.0mm。透射电镜观察其细胞形态特征为:长杆状,大小为(0.4×2.1)μm,具有极端生鞭毛。
实施例3:高效脱氮合成群落组成菌株的16S rRNA序列分析
采用HiPure细菌DNA提取试剂盒(广州美基生物科技有限公司)提取菌株JM14B9b和JM13B8a的基因组DNA,用细菌16S rRNA基因扩增通用引物27F/1492R(27F:5’-AGAGTTTGATCATGGCTCAG-3、1492R:5’-TACGGTTACCTTGTTACGACTT-3’)扩增得到PC R产物,并送至苏州金唯智生物科技有限公司进行序列测序,其序列如SEQ ID NO.1、SEQID NO.2所示,测序结果与EzBioCloud网站数据库中的16S rRNA序列进行同源性比对分析,结果表明,菌株JM14B9b与Gemmobacter caeruleus N8T相似性最高,为99.2%;菌株JM13B8a与Pseudomonas fluvialis ASS-1T相似性最高,为97.7%,小于细菌种水平的阈值(98.7%),为一株假单胞菌属的新种。
实施例4:高效脱氮合成群落组成菌株的基因组序列分析
提取菌株JM14B9b和JM13B8a的基因组DNA,将其送至上海美吉生物医药科技有限公司进行基因组测序,测序结果分别采用SPAdes v3.11.1和CheckM 1.0.9进行基因组的组装和质量评估。采用Rapid Annotation using Subsystem Technology(RAST)version 2.0在线注释工具对两株菌株的基因组进行注释。结果显示,菌株JM14B9b和JM13B8a的基因组完整度均大于95.0%,且污染度均小于3.0%。菌株JM14B9b的基因组大小为3,676,340bp,G+C含量为66.4%,有136个Contigs,含同化硝酸盐、亚硝酸盐还原酶及反硝化脱氮过程关键基因,其中膜结合硝酸盐还原酶基因narG、亚硝酸盐还原酶基因nirS、一氧化氮还原酶基因norB和一氧化二氮还原酶基因nosZ等参与完整的反硝化脱氮过程;菌株JM13B8a的基因组大小为3,895,989bp,G+C含量为64.4%,有18个Contigs,含有同化硝酸盐、亚硝酸盐还原酶及反硝化脱氮过程中的周质硝酸盐还原酶基因nap。
将菌株JM14B9b命名为芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b,其于2021年12月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC),地址:广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼,邮编:510070,保藏编号为:GDMCC No.62113。
将菌株JM13B8a命名为假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a,其于2021年12月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC),地址:广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼,邮编:510070,保藏编号为:GDMCC No.62114。
综上所述,本发明的高效脱氮合成群落由芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b和假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a组合而成。
实施例5:高效脱氮合成群落的脱氮特性
芽殖杆菌JM14B9b和假单胞菌JM13B8a分别接种于R2A液体和营养肉汤液体培养基(NB)中,30℃,150rpm振荡培养。培养24h后(菌株生长至对数期),菌液6000rpm离心10min,收集菌体,用生理盐水清洗2次后重悬于生理盐水中,并将其OD600调整至1.0,作为种子液。分别将菌株JM14B9b和JM13B8a的单菌种子液、1:1体积比例混合的种子液按体积比2%总接种量分别接种至碳氮比为10的硝态氮为唯一氮源的培养基中,30℃,静置培养。在培养48h时取样,培养液离心取上清,用于NO3 --N和NO2 --N浓度测定。每个处理4个重复。由此确定,菌株JM14B9b和JM13B8a的单一菌株及由2株菌组成的合成群落的脱氮效果。
为了进一步确定由芽殖杆菌JM14B9b和假单胞菌JM13B8a组成的高效脱氮合成群落的脱氮特性,将菌株JM14B9b和JM13B8a的种子液1:1体积比例混合,并按体积比2%总接种量分别接种至碳氮比为10的硝态氮或亚硝态氮为唯一氮源的培养基中,其中NO3 --N和NO2 --N初始浓度均设置为50mg/L,30℃,静置培养。分别在培养0、6、12、24、48、60h时取样,一部份培养液用于检测OD600值,另一部分培养液离心取上清,用于NO3 --N和NO2 --N浓度测定。NO3 --N浓度采用紫外分光光度法测定,NO2 --N采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法测定。每个处理4个重复。
以硝态氮为唯一氮源的培养基:乙酸钠1.46g,KNO3 0.36g,Na2HPO4 1.0g,KH2PO41.0g,MgSO4·7H2O 0.2g,pH 7.4,定容至1000mL,121℃,15min,高温高压灭菌后添加体积比0.2%微量元素混合液。
以亚硝态氮为唯一氮源的培养基:乙酸钠1.46g,NaNO2 0.25g,Na2HPO4 1.0g,KH2PO41.0g,MgSO4·7H2O 0.2g,pH 7.4,定容至1000mL,121℃,15min,高温高压灭菌后添加体积比0.2%微量元素混合液。
如附图3所示,芽殖杆菌JM14B9b单一菌株无NO3 --N脱除效果;假单胞菌JM13B8a单一菌株对硝态氮脱除效果为42.8%,且该菌在NO3 --N脱除过程中有NO2 --N的积累;然而,由上述2株菌组成的合成群落能够将硝态氮完全脱除,且无NO2 --N的积累。由此说明,菌株JM14B9b和JM13B8a组成的合成群落具有高效脱氮的功能。如附图4所示,高效脱氮合成群落对初始浓度为50mg/L的NO3 --N具有很好的脱除效果,即在培养24h时,该菌OD600为0.35,其对NO3 --N的脱除效果已达100%,且脱氮过程中无NO2 --N的产生。如附图5所示,高效脱氮合成群落对初始浓度为50mg/L的NO2 --N亦具有很好的脱除效果,即在培养24h时,该菌的OD600分别为0.36,其对NO2 --N的脱除率达100%,且脱氮过程中无NO3 --N的产生。以上结果表明,本发明所述的高效脱氮合成群落在水体脱氮上具有很大的应用潜力。
实施例6:高效脱氮合成群落在低碳氮比水体中的脱氮效果
芽殖杆菌JM14B9b和假单胞菌JM13B8a分别接种于R2A液体和NB培养基中,30℃,150rpm振荡培养。培养24h后(菌株生长至对数期),菌液6000rpm离心10min,收集菌体,用生理盐水清洗2次后重悬于生理盐水中,并将其OD600调整至1.0,作为种子液。将菌株JM14B9b和JM13B8a的种子液1:1体积比例混合,并按体积比2%总接种量分别接种至碳氮比为5的硝态氮或亚硝态氮为唯一氮源的培养基中,其中NO3 --N和NO2 --N初始浓度均设置为50mg/L,30℃,静置培养。在培养48h时取样,一部份培养液用于检测OD600值,另一部分培养液离心取上清,用于NO3 --N和NO2 --N浓度测定。NO3 --N浓度采用紫外分光光度法测定,NO2 --N采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法测定。每个处理4个重复。
以硝态氮为唯一氮源的培养基:乙酸钠0.73g,KNO3 0.36g,Na2HPO4 1.0g,KH2PO41.0g,MgSO4·7H2O 0.2g,pH 7.4,定容至1000mL,121℃,15min,高温高压灭菌后添加体积比0.2%微量元素混合液。
以亚硝态氮为唯一氮源的培养基:乙酸钠0.73g,NaNO2 0.25g,Na2HPO4 1.0g,KH2PO41.0g,MgSO4·7H2O 0.2g,pH 7.4,定容至1000mL,121℃,15min,高温高压灭菌后添加体积比0.2%微量元素混合液。
结果显示,高效脱氮合成群落在碳氮比为5的条件下,对50mg/L的NO3 --N和NO2 --N的脱除效率均为100%。由此说明,高效脱氮合成群落能够在低碳氮条件下进行生长和脱氮,即其在寡营养和富营养水体脱氮处理上具有很大的应用潜力。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
序列表
<110> 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心)
<120> 一种高效脱氮复合制剂及其应用
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1465
<212> DNA
<213> 芽殖杆菌JM14B9b(Gemmobacter sp.)
<400> 1
caacttgaga gtttgatcct ggctcagaac gaacgctggc ggcaggccta acacatgcaa 60
gtcgagcgag gacttcggtc ctagcggcgg acgggtgagt aacgcgtggg aacgtgccct 120
ttggtacgga atagccccgg gaaactggga gtaataccgt atgtggtcga gagacgaaag 180
atttatcgcc aaaggatcgg cccgcgttgg attaggtagt tggtggggta atggcctacc 240
aagccgacga tccatagctg gtttgagagg atgatcagcc acactgggac tgagacacgg 300
cccagactcc tacgggaggc agcagtgggg aatcttagac aatgggggaa accctgatct 360
agccatgccg cgtgatcgat gaaggcctta gggttgtaaa gatctttcag ctgggaagat 420
aatgactgta ccagcagaag aagccccggc taactccgtg ccagcagccg cggtaatacg 480
gagggggcta gcgttgttcg gaattactgg gcgtaaagcg cacgtaggcg gatcagaaag 540
tcagaggtga aatcccaggg ctcaaccttg gaactgcctt tgaaactcct gatcttgagg 600
tcgagagagg tgagtggaat tccgagtgta gaggtgaaat tcgtagatat tcggaggaac 660
accagtggcg aaggcggctc actggctcga tactgacgct gaggtgcgaa agcgtgggga 720
gcaaacagga ttagataccc tggtagtcca cgccgtaaac gatgaatgcc agtcgtcggg 780
tagcatgcta ttcggtgaca cacctaacgg attaagcatt ccgcctgggg agtacggccg 840
caaggttaaa actcaaagga attgacgggg gcccgcacaa gcggtggagc atgtggttta 900
attcgaagca acgcgcagaa ccttaccaac ccttgacatg gcagtgaccg ttccagagat 960
ggtcctttct cgcaagagac actgcacaca ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc 1020
gtgagatgtt cggttaagtc cggcaacgag cgcaacccac gccttcagtt gccatcattc 1080
agttgggcac tctgaaggaa ctgccggtga taagccggag gaaggtgtgg atgacgtcaa 1140
gtcctcatgg cccttacggg ttgggctaca cacgtgctac aatggtggtg acaatgggtt 1200
aatcccaaaa agccatctca gttcggattg gggtctgcaa ctcgacccca tgaagtcgga 1260
atcgctagta atcgcgtaac agcatgacgc ggtgaatacg ttcccgggcc ttgtacacac 1320
cgcccgtcac accatgggaa ttgggtctac ccgaagacgg tgcgccaacc tgcaaagggg 1380
gcagctggcc acggtaggct cagtgactgg ggtgaagtcg taacaaggta gccgtagggg 1440
aacctgcggc tggatcacct ccttt 1465
<210> 2
<211> 1537
<212> DNA
<213> 假单胞菌JM13B8a(Pseudomonas sp.)
<400> 2
gaactgaaga gtttgatcat ggctcagatt gaacgctggc ggcaggccta acacatgcaa 60
gtcgagcgga tgaaggtagc ttgctatctg attcagcggc ggacgggtga gtaatgccta 120
ggaatctgcc tagtagtggg ggataacgtt ccgaaaggaa cgctaatacc gcatacgtcc 180
tacgggagaa agcaggggac cttcgggcct tgcgctatta gatgagccta ggtcggatta 240
gctagttggt ggggtaaagg ctcaccaagg cgacgatccg tagctggtct gagaggatga 300
tcagccacac tggaactgag acacggtcca gactcctacg ggaggcagca gtggggaata 360
ttggacaatg ggcgaaagcc tgatccagcc atgccgcgtg tgtgaagaag gtcttcggat 420
tgtaaagcac tttaagttgg gaggaagggc agtaagttaa taccttgctg ttttgacgtt 480
accaacagaa taagcaccgg ctaacttcgt gccagcagcc gcggtaatac gaagggtgca 540
agcgttaatc ggaattactg ggcgtaaagc gcgcgtaggt ggttttgtaa gttggaggtg 600
aaatccccgg gctcaacctg ggaactgcct ccaaaactgc atgactagag tacggtagag 660
ggtggtggaa tttcctgtgt agcggtgaaa tgcgtagata taggaaggaa caccagtggc 720
gaaggcgacc acctggactg atactgacac tgaggtgcga aagcgtgggg agcaaacagg 780
attagatacc ctggtagtcc acgccgtaaa cgatgtcgac tagccgttgg gatccttgag 840
atcttagtgg cgcagctaac gcgataagtc gaccgcctgg ggagtacggc cgcaaggtta 900
aaactcaaat gaattgacgg gggcccgcac aagcggtgga gcatgtggtt taattcgaag 960
caacgcgaag aaccttacct ggccttgaca tgcagagaac tttccagaga tggattggtg 1020
ccttcgggaa ctctgacaca ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt 1080
gggttaagtc ccgtaacgag cgcaaccctt gtccttagtt accagcacgt tatggtgggc 1140
actctaagga gactgccggt gacaaaccgg aggaaggtgg ggatgacgtc aagtcatcat 1200
ggcccttacg gccagggcta cacacgtgct acaatggtcg gtacagagcg tcgccaagcc 1260
gcgaggtgga gctaatcgca caaaaccgat cgtagtccgg atcgcagtct gcaactcgac 1320
tgcgtgaagt cggaatcgct agtaatcgtg aatcagaatg tcacggtgaa tacgttcccg 1380
ggccttgtac acaccgcccg tcacaccatg ggagtgggtt gctccagaag tagctagtct 1440
aaccgcaagg gggacggtta ccacggagtg attcatgact ggggtgaagt cgtaacaagg 1500
tagccgtagg ggaacctgcg gctggatcac ctcctta 1537
Claims (8)
1.假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a,保藏编号为:GDMCC No. 62114。
2.权利要求1所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a在水体脱氮处理中的应用。
3.一种具有脱氮功能的活菌复合制剂,其特征在于,由芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b菌液和权利要求1所述的假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a菌液组成;
所述的芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b,保藏编号为:GDMCC No. 62113。
4.根据权利要求3所述的活菌复合制剂,其特征于,所述的具有脱氮功能的活菌复合制剂是将对数生长期的芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b菌液和假单胞菌(Pseudomonassp.)JM13B8a菌液混合。
5.根据权利要求4所述的活菌复合制剂,其特征于,是将对数生长期的芽殖杆菌(Gemmobacter sp.)JM14B9b菌液和假单胞菌(Pseudomonas sp.)JM13B8a菌液按照体积比1:1混合。
6.权利要求3、4或5的活菌复合制剂在水体脱氮处理中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述的脱氮是脱硝态氮和/或亚硝态氮。
8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述的水体是碳氮比大于等于5的氮素超标的任意废水。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111579592 | 2021-12-22 | ||
CN2021115795923 | 2021-12-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114874943A CN114874943A (zh) | 2022-08-09 |
CN114874943B true CN114874943B (zh) | 2023-10-24 |
Family
ID=82676220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210544064.2A Active CN114874943B (zh) | 2021-12-22 | 2022-05-18 | 一种高效脱氮复合制剂及其应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114874943B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112625942A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-09 | 华南理工大学 | 一种好氧反硝化菌及其应用 |
US11001515B1 (en) * | 2018-07-12 | 2021-05-11 | The University Of Toledo | Methods for using bacteria that degrade microcystin and biofilters utilizing same |
CN113233614A (zh) * | 2021-03-13 | 2021-08-10 | 徐韡卿 | 用于好氧培养生物法在线再生活性炭类吸附载体的复合功能菌剂及其应用 |
-
2022
- 2022-05-18 CN CN202210544064.2A patent/CN114874943B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11001515B1 (en) * | 2018-07-12 | 2021-05-11 | The University Of Toledo | Methods for using bacteria that degrade microcystin and biofilters utilizing same |
CN112625942A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-09 | 华南理工大学 | 一种好氧反硝化菌及其应用 |
CN113233614A (zh) * | 2021-03-13 | 2021-08-10 | 徐韡卿 | 用于好氧培养生物法在线再生活性炭类吸附载体的复合功能菌剂及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Pengyi Lv等.Diversity of culturable aerobic denitrifying bacteria in the sediment, water and biofilms in Liangshui River of Beijing, China.《Sci Rep》.2017,参见全文. * |
侯子泷.分段进水多级A/O复合曝气生物滤池处理模拟焦化废水工艺特性研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.2021,参见全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114874943A (zh) | 2022-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107201325B (zh) | 假单胞菌菌株及其培养方法和应用 | |
CN108060101B (zh) | 海洋迪茨氏菌W02-3a及其在脱氮中的应用 | |
CN112251387B (zh) | 一种脱氮菌及其应用 | |
CN112625942B (zh) | 一种好氧反硝化菌及其应用 | |
CN114456974B (zh) | 一株可高效降解dmf的氧化硫副球菌及其在含dmf的废水处理中的应用 | |
CN114703095B (zh) | 一株成都假单胞菌及其在污废水净化领域的应用 | |
CN113215033B (zh) | 一种磺胺类抗生素降解菌及其应用 | |
CN115386520B (zh) | 一株嗜吡啶红球菌rl-gz01菌株及其应用 | |
KR102451612B1 (ko) | 이미노디프로피오니트릴 분해 활성을 갖는 파라코커스 속 균주 및 이의 용도 | |
CN111621438B (zh) | 分离自猪场氧化塘的魏德曼尼芽孢杆菌lm-lz及其应用 | |
CN107244746B (zh) | 吡啶和苯酚降解菌及其在含吡啶和苯酚废水处理中的应用 | |
CN111471611B (zh) | 一种净化海水池塘养殖尾水中无机氮磷的赤红球菌hdrr1及其应用 | |
CN109280631B (zh) | 一株磺胺二甲基嘧啶降解菌s-2及其应用 | |
CN115851515B (zh) | 一种具有降解有机磷阻燃剂能力的扎瓦尔金氏菌及其应用 | |
CN116656545A (zh) | 一株肺炎克雷伯氏菌及其在降解菲中的应用 | |
CN113293111B (zh) | 一种具有脱氮功能的居海杆状菌及其应用 | |
CN114874943B (zh) | 一种高效脱氮复合制剂及其应用 | |
CN114940957B (zh) | 一株具有兼性反硝化同步脱氮除磷性能的泛养副球菌 | |
CN116004480A (zh) | 一株可异养好氧生长并具有自养硫氧化反硝化功能的深海细菌及其应用 | |
CN114292798B (zh) | 一种厌氧反硝化菌种及其在河道水体修复中的应用 | |
CN113800652B (zh) | 一种耐盐好氧反硝化菌及其耦合活性炭在强化水体污染治理中的应用 | |
CN109825450A (zh) | 一株耐高氨氮异养硝化细菌及其应用 | |
CN112143668B (zh) | 一株四环素类抗生素降解菌株、制备方法及其应用 | |
CN111471612B (zh) | 一种净化海水池塘养殖尾水中无机氮磷的赤红球菌hdrr2y及其应用 | |
CN114350575A (zh) | 一种厌氧河道底泥降解菌种及其应用 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |