CN115612641B - 一种三唑酮降解菌菌剂及其制备方法 - Google Patents
一种三唑酮降解菌菌剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115612641B CN115612641B CN202211120075.4A CN202211120075A CN115612641B CN 115612641 B CN115612641 B CN 115612641B CN 202211120075 A CN202211120075 A CN 202211120075A CN 115612641 B CN115612641 B CN 115612641B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- triazolone
- stenotrophomonas maltophilia
- microbial inoculum
- biochar
- immobilized
- 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
- FFSJPOPLSWBGQY-UHFFFAOYSA-N triazol-4-one Chemical compound O=C1C=NN=N1 FFSJPOPLSWBGQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 85
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 16
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 title claims description 15
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 69
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 69
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 claims abstract description 55
- 241000122973 Stenotrophomonas maltophilia Species 0.000 claims abstract description 41
- 241001052560 Thallis Species 0.000 claims abstract description 15
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- 241000526900 Camellia oleifera Species 0.000 claims abstract description 6
- 241000122971 Stenotrophomonas Species 0.000 claims abstract description 5
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 20
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 14
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 claims description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 claims description 8
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 claims description 8
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 239000010495 camellia oil Substances 0.000 claims description 5
- 235000018597 common camellia Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 4
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 241000209507 Camellia Species 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 abstract description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 22
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 9
- WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 1-(4-chlorophenoxy)-3,3-dimethyl-1-(1,2,4-triazol-1-yl)butan-2-one Chemical compound C1=NC=NN1C(C(=O)C(C)(C)C)OC1=CC=C(Cl)C=C1 WURBVZBTWMNKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 240000001548 Camellia japonica Species 0.000 description 4
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 3
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 3
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000447 pesticide residue Substances 0.000 description 2
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588813 Alcaligenes faecalis Species 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- 206010043275 Teratogenicity Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 229940005347 alcaligenes faecalis Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002199 base oil Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000002124 endocrine Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000000855 fungicidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000006799 invasive growth in response to glucose limitation Effects 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940061634 magnesium sulfate heptahydrate Drugs 0.000 description 1
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000001839 systemic circulation Effects 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000211 teratogenicity Toxicity 0.000 description 1
- 239000012137 tryptone Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- 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
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/34—Organic compounds containing oxygen
-
- 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
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
-
- 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
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
-
- 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
-
- 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)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microbiology (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)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于降解三唑酮的固定化菌剂。所述菌剂是油茶壳生物炭为载体，吸附嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3制成；固定化菌剂中嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3投加量5%、生物炭含量为20 g/L；菌剂固定微生物数量大，通透性能良好。本发明嗜麦芽寡养单胞菌SM3对三唑酮有高效的降解效果，能快速的降解杀菌剂三唑酮。游离的菌体在环境中易流失、环境适应能力差，为此需将该菌吸附固定成固定化菌剂以应用到实际生产中三唑酮污染的水体或土壤中，对改善水体及土壤具有很大意义与经济效益。
Description
技术领域
本发明属于环境微生物学工程与技术领域，具体的本发明属应用于微生物修复有机污染物，涉及了一种三唑酮降解菌菌剂及其制备方法与应用。
背景技术
三唑酮（Triadimefon，CAS: 43121-43-3），1-4- 氯苯氧基）-3,3-二甲基-1-1,2,4-三唑-1-基）- 2-丁酮分子式为Ｃ14Ｈ16ClN3O2，是由德国拜耳公司研制的一种广泛用于防治植物病害的杀菌剂，其具有高效、低毒、低残留、持效期长、内吸性强等特性。但是三唑类杀菌剂其残留大量流失到环境中同样会对人类社会造成危害。美国中南部大豆种植地的地表水中检测到三唑酮残留量约为0.291-1.150 μg/L，虽为痕量水平，但仍能对水生动物和人类健康构成潜在威胁。相关报告表明，三唑酮经胃肠吸收和体循环后会产生基因、神经等毒性，对非靶标生物具有生殖发育毒性、内分泌干扰、致癌致畸作用等。
经研究证实，在对三唑酮的修复过程中，能够选取物理、化学和生物的修复方法，每种方法都有优缺点，物理方法和化学方法处理见效快、处理效果良好，但是操作比较复杂，价格比较昂贵，对材料的要求也很高，不具有普遍性。随着技术的发展以及人们对微生物的筛选和认识增加，采用微生物降解农药残留已经开始得到广泛的利用。微生物降解农药残留具有成本低、易操作，降解较彻底，被认为是较安全环保、经济节约的一种修复方式。CN201910125508 .7公开了从汾酒厂新鲜大曲中分离得到可以降解三唑酮的中间苍白杆菌，其能对超标数十倍的三唑酮残留进行有效降解；CN 201911118613 .4公开了通过筛选获得了一株粪产碱杆菌WZ-2能够用于降解三唑类杀菌剂。但是，在应用中，处于实际污染复杂环境下高效降解菌难以单独存活，给微生物降解带来了挑战。微生物固定化技术（MIT）是指将降解菌固定在载体上,有利于保持微生物活性,减少污染物对微生物的毒性等。生物炭是一种固体、富含碳的产品,是在有限氧气环境下生物质经过热处理得到的产物，作为无机材料具有高比表面积和多孔隙结构适合用于固定微生物，具有很好的应用前景。
发明内容
为解决三唑酮残留污染等问题，本发明目的在于提供一种用于降解三唑酮的固定化菌剂及制备方法。
本发明所述所述嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3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 No：24515，保藏日期：2022年3月11日。
本发明的一个方面，本发明提供了一种用于降解三唑酮的菌剂，所述菌剂是以油茶壳生物炭为载体，吸附固定降解三唑酮的降解菌嗜麦芽寡养单胞菌SM3制成。菌剂为黑色絮状粒状，孔隙中负载大量微生物，通透性能良好。
本发明的一个方面，本发明提供了一种用于降解三唑酮的菌剂，所述菌剂中嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体、油茶壳生物炭的配比为1~3: 10~80，单位为g/L；制备条件为：油茶壳生物炭载体粒径30~200目、菌体固定化温度15~35 ℃、菌体固定化时间12~72 h、菌体固定化培养基类型为LB培养基。优选的，所述菌剂中嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体、油茶壳生物炭的配比为3 : 80，单位为g/L；制备条件为载体粒径为30~100目、固定化温度为30 ℃、固定化时间为36 h、固定化培养基为LB培养基。
LB固体培养基：胰蛋白胨10g、酵母粉5g、NaCl 10g、琼脂20g，蒸馏水1000mL，pH调节至7.4，121 ℃ 灭菌20 min。
本发明的一个方面，本发明提供了一种用于降解三唑酮的固定化菌剂的方法，操作步骤如下：
（1）将称取的油茶壳生物炭置于锥形瓶中，在101 KPa、温度121 ℃条件下灭菌20min，室温冷却；
（2）在固定化培养基中加入灭菌后的生物炭及嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonasmaltophilia）SM3的湿菌体，成为固定化溶液；将固定化溶液置于30℃，150 r/min恒温摇床进行固定化培养36 h；
（3）用300目筛将固定化溶液中的生物炭菌剂筛出后，用0.85%生理盐水洗涤三次后收集絮状颗粒即为降解三唑酮的固定化菌剂。
本发明的的一个实施例中，嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体制备操作如下：
在无菌条件下，将嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3接种于LB固体培养基中，置于恒温培养箱内避光培养2天，培养温度30±5 ℃，得到活化菌种；将活化后的菌种接种于含药三唑酮100mg/L的1000 mL富集培养液中，30±5 ℃，150 r/min恒温摇床内培养48 h，得到菌悬液；将菌悬液于5000 r/min离心10 min，弃去上清液，保留沉淀；用灭菌后的生理盐水洗涤沉淀3次，离心弃去上清液，得到嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体。
本发明的一个实施例中，嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体制备中的固体培养基为LB固体培养基：蛋白胨5 g、酵母提取物5g、氯化钠10g、琼脂20g，1000 mL去离子水，调节pH至7.0，101 KPa 、121 ℃灭菌20 min 。
本发明的一个实施例中，嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体制备中的富集培养液为5‰蛋白胨基础盐液体培养基：蛋白胨5 g、MgSO4•7H2O0.4 g L-1、K2HPO4 0.2 g L-1 、(NH4)2SO4 0.2 g L-1、CaSO4 0.08 g L-1、FeSO4•7H2O 0.002g L-1、1000 mL去离子水、调节pH至7.0，101 KPa 、121 ℃灭菌20 min。
本发明的一个实施例中，0.85%生理盐水溶液是将氯化钠加入水中混合均匀，在压力101 KPa、温度121 ℃条件下灭菌20 min，室温冷却配制成的溶液，氯化钠的含量为8.5g/L。
本发明的一个方面，本发明提供了油茶壳生物炭菌剂在降解三唑酮中的应用。本发明的三唑酮降解菌嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3对于三唑酮有很好的降解效果，然而游离的嗜麦芽寡养单胞菌在环境中易流失、环境适应能力差，因此将该菌吸附固定制成菌剂可以实际应用到三唑酮污染的生物修复中，解决降解菌不稳定的技术问题。
有益效果
本发明通过利用油茶壳生物炭吸附固定三唑酮降解菌嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3取得了如下技术效果：
（1）本发明的菌剂，因其使用的材料油茶壳生物炭对微生物无害，不仅可以较好的嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM-3的降解活性，还能为微生物提供养分。嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM-3的菌体被吸附再生物炭表面或者孔隙种，可以避免环境中的有害物质直接接触微生物导致其活力下降，同时生物炭还能提高土壤肥力。生产成本低，直接投入水体或土壤中即可使用，具有广阔的应用前景。
（2）本发明的菌剂可以快速的降解水体残留的三唑酮，对于20 mg/L三唑酮的7d降解率为93.45%。
（3）本发明的菌剂存储效果良好，在4 ℃和室温环境（25～35 ℃）条件下存放28 d后的菌剂对于20 mg/L三唑酮的7 d降解率分别为81.73%、58.18%，保存了较高的活力。
附图说明
图1为嗜麦芽寡养单胞菌SM3形态观察（a：SM3平板上菌落形态；b：SEM观察）
图2为载体油茶壳吸附固定SM3前后扫描电镜观察：（a：油茶壳生物炭表面形态，b:固定化菌剂表面观察）；
图3为固定化条件优化（a：粒径；b：接菌量；c：固定化温度；d：固定化时间；e：固定化培养基）
图4为菌剂对三唑酮10天的降解效果图；
图5为菌剂菌剂在4 ℃和室温环境（25～35 ℃）条件下存放0～28 d后对20 mg/L三唑酮的7 d降解率（a：4 ℃；b：25～35 ℃）；
图6为菌剂对污水中不同浓度三唑酮的降解效果，其中三唑酮浓度分别为1 mg/L（a）、5 mg/L（b）、10 mg/L（c）、50 mg/L（d）
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。本发明所述技术方案，如未特别说明均为本领域的常规方式，所述试剂或材料，如未特别说明，均为常规试剂，来源于商业渠道。
实施例 1
（1）制备嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3湿菌体
预先将冷冻保藏的降解菌在生化培养箱中活化6 h，在超净工作台移取菌液至灭菌的LB固体培养基中，涂布，培养至降解菌长出，用接菌环蘸取少量嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）接种于LB固体培养基中，置于恒温培养箱内避光培养2天，培养温度30 ℃±5 ℃，得到活化菌种；将活化后的菌种接种含三唑酮100mg L-1，100 mL液体富集培养基的250 mL三角瓶中，30 ℃±5 ℃，150 r/min 恒温摇床内培养48 h至对数生长期，即OD600=1.0时，取菌液5000r/min离心3min，弃去上清液，保留沉淀后用生理盐水洗涤涡旋，重复上述离心清洗步骤三次，得到嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体。
其中LB固体培养基：蛋白胨5 g、酵母提取物5g、氯化钠10g、琼脂20g，1000 mL去离子水，调节pH至7.0，101 KPa 、121 ℃灭菌20 min；
液体培养基为5‰蛋白胨基础盐培养基：蛋白胨5 g、MgSO4•7H2O 0.4 g L-1、K2HPO40.2 g L-1 、(NH4)2SO4 0.2 g L-1、CaSO4 0.08 g L-1、FeSO4•7H2O 0.002 g L-1、1000 mL去离子水、调节pH至7.0，101 KPa 、121 ℃灭菌20 min。
由图1可见，（a）所示嗜麦芽寡养单胞菌SM3菌在平板上菌落边缘整齐，呈现淡黄色，表面粗糙；（b）所示SM3菌体呈现长杆状，具圆端，呈堆排列。
（2）制备三唑酮降解菌菌剂
采用吸附法来进行生物炭菌剂的制备，称取生物炭2 g于50 mL锥形瓶中，121 ℃灭菌20 min，冷却至常温加入LB培养基中，接入一定量的嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体，在30 ℃、150 r/min的恒温摇床中固定培养36h取出，以300目滤网过滤出生物炭固定化菌剂，再以0.85%的无菌生理盐水清洗表面的浮游菌体，重复3次，所得固体即为生物炭固定化菌剂。
由图2可见，（a）所示油茶壳生物炭具有明显的孔隙结构，表面分布着凹凸不平的褶皱有利于微生物附着。（b）所示显示大量的SM3细菌被固定在油茶壳生物炭凹凸不平的表面上。
实施例 2
油茶壳生物炭固定化菌剂最佳制备条件实验设计
以20 mg/L投加生物炭菌剂于无机盐培养基（三唑酮浓度20mg/L）中，置于30 ℃，转速150 r/min条件下振荡培养7 d，取样测定三唑酮残留量，并计算三唑酮降解率。以未接种菌悬液的样品作为空白对照，每组处理设置3个重复。依次改变以下单一条件，研究不同单因素对生物炭固定化菌剂降解三唑酮的影响（无机盐培养基：硝酸铵 1.0 g，磷酸二氢钾0.5 g，磷酸氢二钾 1.5 g，氯化钠 1.0 g，七水合硫酸镁 0.2 g，1000 mL去离子水，调节pH7.2±0.1，121 ℃灭菌20 min；）。
（1）生物炭载体粒径（目）：<30、30-100、100-200、>200；
（2）载体投加量（mg/mL）：10、20、40、80；
（2）接菌量（%）：1、3、5、10、20；
（3）固定化温度（℃）：15、20、25、30、35；
（4）固定化时间（h）：12、24、36、48、72；
如图3所示：（a），投加生物炭的粒径在>30目时固定化菌剂对于三唑酮的降解率均在80%左右，差异不明显，其中30～100目生物炭所制备的固定化菌剂对于三唑酮降解效果最好为86.68%；（b），生物炭投加量在10～80 mg/mL所制成的固定化菌剂对于三唑酮的降解率呈现先增加后降低的趋势。当固定化菌剂制备时的生物炭投加量在10～20 mg/mL时，菌剂对三唑酮的降解率从69.64%增加到86.09%，随后逐渐减小；（c）所示，从图中可知，接菌量在5%时所制备的固定化菌剂对于三唑酮的降解率最高达87.54%。当接菌量在1%～5%时，随着接菌量的增加所制备的固定化菌剂对三唑酮的降解率随之增加；当接菌量>5%时，菌剂对三唑酮的降解率逐渐减小；（d），当固定化温度<30 ℃时制备的固定化菌剂对三唑酮的降解率随温度的升高而增大，在30 ℃时达到最大为93.35%；当固定化温度>30 ℃时，降解率下降至83.93%；（e），随着固定化时间的增加，固定化菌剂对三唑酮的降解率先增加后减小，固定化时间在12～36 h所制成的菌剂对三唑酮降解率从80.91%增加至92.49%；当固定化时间大于36h时，降解率开始逐渐减小，固定化时间72h时菌剂对三唑酮的降解率仅为61.98%较24h的降解率减少了32.99%。综上可以得出油茶壳生物炭固定化菌剂制备的最佳条件：选用30～100目的生物炭作为载体，投加量为20 mg/mL，SM3接种量为5%，在30 ℃的固定温度下固定化培养36 h。
将最佳条件下制备的生物炭固定化菌剂、生物炭、菌悬液投入200 mL无机盐培养基中，加入20 mg/L三唑酮，连续10 d取样，三唑酮的降解随时间变化如图4所示：经破碎取样后吸附在生物炭上的三唑酮被解吸，只有少量三唑酮被降解，可能是由于生物炭上的部分物质与三唑酮发生反应，在第1 d后三唑酮的降解率保持在10%以下，因此在没有降解菌的参与下，生物炭对三唑酮仅是吸附作用；游离菌和固定化菌剂在24 h之前降解速率较慢，达到13%左右，是因为降解菌需要一定时间适应新环境，其中游离菌在第5 d之后降解率开始平缓，10 d的降解率达到76.91%，固定化菌剂在第8d的降解率为92.94%，之后趋于平缓最终10 d的降解率达到93.27%。
实施例 3
降解三唑酮的固定化菌剂存放效果实验
为了探究固定化菌剂能否在长时间内保持降解活性，将最佳条件下制备的油茶壳生物炭固定化菌剂（B-YC）以及游离菌（B-F）在4 ℃和室温环境（25～35 ℃）条件下存放0～28 d后，分别检测B-YC和B-F对三唑酮7 d降解率，结果如图5所示。在4 ℃条件下油茶壳生物炭固定化菌剂存放28 d后对三唑酮的降解率达到81.73%，仅比存放0 d的92.20%仅降低了10.47%，表明B-YC即使存储时间较长还能保持着较高的降解活性，但B-F在存储了28 d之后较0 d的74.05%降低了29.3%，可能是低温破坏了原来的协调一致性,影响微生物的生活机能导致微生物活性下降；常温条件下存放的和游离菌对三唑酮的降解率随时间有较大变化，其中B-YC在室温下14 d还能保持较高的活性，对三唑酮降解率达到79.24%，随后降解率减小，存放28 d后降解率为58.18%相比于存放0d的92.20%降低了34.02%，而B-F在存放7 d后其降解率相比0d的降低了39.52%活性只有存放0 d的50%，存放14 d后对三唑酮的降解率仅为7.34%，存放14 d之后基本失活。因此生物炭固定化菌剂在实际环境中能够较好的保持SM3的降解活性，为后续的投入污染系统提供了施用基础。
实施例 4
降解三唑酮的固定化菌剂对污水三唑酮的降解
本发明设定四个浓度值模拟三唑酮污水，在取水中添加三唑酮溶液使其最终浓度分别达到1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、50 mg/L，置于室外自然环境中。分别在于0 d、1 d、3 d、5 d、7 d、14 d、21 d取等量的废水进行提取净化后，检测其三唑酮残留量，对应初始底物量计算生物炭固定化菌剂、生物炭、游离SM3对三唑酮的降解率，以此评价固定化菌剂投加于水体中对三唑酮的降解效果。
结果如图6所示：（a），B-YC在1～7 d内对三唑酮的降解率快速升高，在第7 d达到95.62%后降解率趋于缓慢增加，最终在21d达到97.25%。YC在1～7 d内对三唑酮的降解逐渐升高后趋于平缓在21 d的降解率达到51.25%，B-F在第5 d时对三唑酮的降解率达到19.25%之后降解速度就开始减缓，最终21 d仅为21.66%。当污水中三唑酮的浓度为5、10 mg/L时，B-YC、YC、B-F随着时间变化对三唑酮的降解情况如（b）、（c）所示，可以看出B-YC保持较高的降解活性，对三唑酮21 d的分别降解率达到85.48%、81.26%且随着浓度的增加固定化菌剂作用的时间增加。B-F随着污水中三唑酮浓度的增加降解率逐渐升高，当废水中三唑酮的浓度为10 mg/L时，B-F对三唑酮的21 d降解率达到49.12%，是因为三唑酮浓度增加为SM3提供了足够的碳源；当废水中三唑酮的浓度达到50 mg/L如图6（d）所示，所有处理组对于三唑酮的降解率都有所下降，可能是因为废水中的三唑酮浓度较高抑制了降解菌的生长，其中B-YC对三唑酮的降解率最终达到了68.48%，而YC和B-F仅为11.85%和32.05%。虽然废水中三唑酮的浓度较高，但B-YC在1～14 d内持续降解，而B-F的活性大大降低在第5 d的降解率还不到20%较之前实验室条件下的三唑酮5 d降解率减少了56.51%，
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于降解三唑酮的菌剂，其特征在于：所述菌剂是以油茶壳生物炭为载体，吸附固定降解三唑酮的降解菌嗜麦芽寡养单胞菌SM3制成；
所述嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3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 No：24515，保藏日期：2022年3月11日。
2.根据权利要求1所述的菌剂，其特征在于：所述菌剂中嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体、油茶壳生物炭的配比为1~3 : 10~80，单位为g/L；制备条件为：油茶壳生物炭载体粒径30~200目、菌体固定化温度15~35 ℃、菌体固定化时间12~72 h、菌体固定化培养基类型为LB培养基。
3. 根据权利要求2所述的菌剂，其特征在于：所述菌剂中嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体、油茶壳生物炭的配比为3 : 20，单位为g/L；制备条件为载体粒径为30~100目、固定化温度为30 ℃、固定化时间为36 h。
4.制备权利要求1-3中任一项所述用于降解三唑酮的固定化菌剂的方法，其特征在于：操作步骤如下：
（1）将称取的油茶壳生物炭置于锥形瓶中，在101 KPa、温度121 ℃条件下灭菌20 min，室温冷却；
（2）在固定化培养基中加入灭菌后的生物炭及嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体，成为固定化溶液；将固定化溶液置于30℃，150 r.min-1恒温摇床进行固定化培养36 h；
（3）用300目筛将固定化溶液中的生物炭菌剂筛出后，用0.85%生理盐水洗涤三次后收集絮状颗粒即为降解三唑酮的固定化菌剂。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体制备操作如下：
在无菌条件下，将嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3接种于固体培养基中，置于恒温培养箱内避光培养2天，培养温度30±5 ℃，得到活化菌种；将活化后的菌种接种于含三唑酮100mg/L的100 mL富集培养液中，30±5 ℃，150 r/min恒温摇床内培养48 h，得到菌悬液；将菌悬液于5000 r/min离心10 min，弃去上清液，保留沉淀；用灭菌后的生理盐水洗涤沉淀3次，离心弃去上清液，得到嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）SM3的湿菌体。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述固体培养基为LB固体培养基。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述富集培养液为5‰蛋白胨基础盐液体培养基：蛋白胨5 g、MgSO4•7H2O 0.4 g L-1、K2HPO4 0.2 g L-1 、(NH4)2SO4 0.2 g L-1、CaSO4 0.08 g L-1、FeSO4•7H2O 0.002 g L-1、1000 mL去离子水、调节pH至7.0，101 KPa 、121 ℃灭菌20 min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中所述的0.85%生理盐水是将氯化钠加入水中混合均匀，在压力101 KPa、温度121 ℃条件下灭菌20 min，室温冷却配制成的溶液，氯化钠的含量为8.5 g/L。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的菌剂在降解三唑酮中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211120075.4A CN115612641B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种三唑酮降解菌菌剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211120075.4A CN115612641B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种三唑酮降解菌菌剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115612641A CN115612641A (zh) | 2023-01-17 |
| CN115612641B true CN115612641B (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=84858511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211120075.4A Active CN115612641B (zh) | 2022-09-15 | 2022-09-15 | 一种三唑酮降解菌菌剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115612641B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020015567A (ko) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | 유희욱 | 스테노트로포모나스 말토필리아 티3-씨 균주와 이를이용한 생물학적 유류 제거방법 |
| CN109516871A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-26 | 广东省生态环境技术研究所 | 一种高缓释性能生物炭基复混肥的制备方法 |
| CN111254091A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-09 | 浙江工业大学 | 一种嗜麦芽窄食单胞菌gyh及其在降解氯代烃类污染物中的应用 |
| CN113773998A (zh) * | 2021-10-09 | 2021-12-10 | 广东海洋大学 | 一种PCBs复合降解菌剂及其应用 |
| CN115369060A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-22 | 安徽农业大学 | 一种三唑酮降解菌及菌剂 |
-
2022
- 2022-09-15 CN CN202211120075.4A patent/CN115612641B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020015567A (ko) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | 유희욱 | 스테노트로포모나스 말토필리아 티3-씨 균주와 이를이용한 생물학적 유류 제거방법 |
| CN109516871A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-03-26 | 广东省生态环境技术研究所 | 一种高缓释性能生物炭基复混肥的制备方法 |
| CN111254091A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-09 | 浙江工业大学 | 一种嗜麦芽窄食单胞菌gyh及其在降解氯代烃类污染物中的应用 |
| WO2021147293A1 (zh) * | 2020-01-20 | 2021-07-29 | 浙江工业大学 | 一种嗜麦芽窄食单胞菌gyh及其在降解氯代烃类污染物中的应用 |
| CN113773998A (zh) * | 2021-10-09 | 2021-12-10 | 广东海洋大学 | 一种PCBs复合降解菌剂及其应用 |
| CN115369060A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-11-22 | 安徽农业大学 | 一种三唑酮降解菌及菌剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115612641A (zh) | 2023-01-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Annadurai et al. | Adsorption and bio-degradation of phenol by chitosan-immobilized Pseudomonas putida (NICM 2174) | |
| CN109182178B (zh) | 一株具有铬耐受和Cr(VI)去除能力的菌株及其在原位修复中轻度铬污染土壤中的应用 | |
| CN103451103B (zh) | 一种高吸附镉的丝状真菌淡紫拟青霉xla及制备方法和应用 | |
| CN108624582A (zh) | 用于土壤修复的微生物制剂 | |
| CN108977398B (zh) | 一株巨大芽孢杆菌及其应用 | |
| CN113999838A (zh) | 一种生物炭负载微生物材料土壤修复剂及其制备方法 | |
| CN107473404B (zh) | 一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法 | |
| CN112592855A (zh) | 一株枯草芽孢杆菌及其处理铀、镉污染水体的方法 | |
| EP0396648B1 (en) | A process for the microbiological purification of water | |
| Wang et al. | Low-temperature straw biochar: Sustainable approach for sustaining higher survival of B. megaterium and managing phosphorus deficiency in the soil | |
| CN110656071B (zh) | 一种高效降解dmf的惠氏副球菌及其应用 | |
| CN116790439A (zh) | 一株贝莱斯芽孢杆菌及其在降解废水cod的应用 | |
| CN115786179A (zh) | 降解邻二氯苯的菌株及其应用 | |
| CN113980830B (zh) | 施氏假单胞菌、其培养物及其应用 | |
| CN107475157B (zh) | 一种地衣芽孢杆菌及其应用 | |
| CN115369060B (zh) | 一种三唑酮降解菌及菌剂 | |
| CN115612641B (zh) | 一种三唑酮降解菌菌剂及其制备方法 | |
| CN112080442A (zh) | 一种异位处理禽畜粪污的专用菌剂及其制备方法 | |
| CN114164156B (zh) | 恶臭假单胞菌株及微生物菌剂、去除降解环境中苯的方法 | |
| CN114250187B (zh) | 一种去除水体中tbbpa的方法、微生物菌株及微生物菌剂 | |
| CN110760507A (zh) | 一种降解三唑类杀菌剂的菌剂及其制备方法和应用 | |
| Priya et al. | Remediation of heavy metals from electroplating effluent using bacterial strains in up flow immobilized column reactor | |
| CN108130294A (zh) | 一种用于重金属污染原位修复微生物及应用 | |
| CN114456811A (zh) | 一种农田炭基土壤修复剂及其制备方法 | |
| CN112391375A (zh) | 快速去除水体中硝酸盐的生物炭固定化反硝化菌的制备方法及应用 |
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 |