CN115786192A - 一株副蕈状芽孢杆菌及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一株副蕈状芽孢杆菌及其应用，涉及水处理技术领域。该副蕈状芽孢杆菌于2022年10月21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，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.25940。本发明分离得到了一株副蕈状芽孢杆菌GXUN74708，该菌株具有生物絮凝的特性，用其发酵液处理高岭土溶液，絮凝率最高可达99.1％。本发明提供的副蕈状芽孢杆菌在水处理方面具有良好的应用前景，其絮凝效果优良，且不会产生有毒物质，不会对环境造成二次污染。

Description

一株副蕈状芽孢杆菌及其应用

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一株副蕈状芽孢杆菌及其应用。

背景技术

目前水资源耗量增长日益加快，为了缓解水危机，实现水资源的可持续利用，必须在保护有限水资源的同时，加强对水污染排放的控制以及对污水的有效治理。在水处理特别是给水处理中，絮凝沉淀法是一种成本较低、应用普遍的方法。

微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物，其主要成分包括糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等，从其来源看，也属于天然有机高分子絮凝剂，因此，它具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点。

微生物絮凝剂具有生物可降解性，是一种高效、安全、无二次污染的絮凝剂，可以克服无机和有机高分子絮凝剂所固有的缺陷，最终实现处理后水的无污染排放，因而微生物絮凝剂的研究已成为当今世界絮凝剂研究的新发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一株副蕈状芽孢杆菌及其应用，以解决上述现有技术存在的问题，本发明提供的副蕈状芽孢杆菌，絮凝效果优良，絮凝率最高可达99.1％。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一株副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)GXUN74708，于2022年10月21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，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.25940。

本发明还提供上述的副蕈状芽孢杆菌或其发酵产物在废水絮凝处理中的应用。

本发明还提供上述的副蕈状芽孢杆菌或其发酵产物在制备生物絮凝剂中的应用。

本发明还提供一种生物絮凝剂，包含上述的副蕈状芽孢杆菌或其发酵产物。

本发明还提供一种絮凝废水的方法，包括将上述的副蕈状芽孢杆菌接种入废水中进行絮凝的步骤。

进一步地，将上述的副蕈状芽孢杆菌接种入废水中的具体操作包括：将上述的副蕈状芽孢杆菌发酵培养，得到发酵液，再将所述发酵液接种于所述废水中。

进一步地，所述发酵培养的培养基成分包括：葡萄糖10g/L、酵母膏0.5g/L、尿素0.5g/L、K₂HPO₄ 5g/L、KH₂PO₄ 2g/L、NaCl 0.1g/L和MgSO₄·7H₂O 2g/L，pH 7.0。

进一步地，所述发酵培养的培养条件为：30℃，180r/min。

进一步地，所述发酵培养的时间为36h。

本发明公开了以下技术效果：

本发明分离得到了一株副蕈状芽孢杆菌GXUN74708，该菌株具有生物絮凝的特性，用其发酵液处理高岭土溶液，絮凝率最高可达99.1％。本发明提供的副蕈状芽孢杆菌在水处理方面具有良好的应用前景，絮凝效果优良，且不会产生有毒物质，不会对环境造成二次污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中菌株GXUN74708的发酵液对高岭土溶液处理前的效果图；

图2为实施例1中菌株GXUN74708的发酵液对高岭土溶液处理后的效果图；

图3为菌株GXUN74708的显微镜观察图；

图4为菌株GXUN74708的菌落；

图5为GXUN74708的系统发育树；

图6为实验例1中不同发酵液投加量对絮凝率的影响。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

以下实施例或实验例中所用的培养基配方：

(1)固体LB培养基：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，NaCl 10g/L，琼脂10-15g/L，pH 7.0。

(2)液体LB培养基：胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.0。

(3)发酵培养基：葡萄糖10g/L，酵母膏0.5g/L，尿素0.5g/L，K₂HPO₄ 5g/L，KH₂PO₄2g/L，NaCl 0.1g/L，MgSO₄·7H₂O 2g/L，pH 7.0。

实施例1

1.菌株分离筛选

采样地点：广西民族大学思源湖校区思源湖

(1)菌株分离纯化：取1g样品置于装有10mL无菌水的离心管中，180r/min振荡30min，将样品菌悬液稀释到10^-2，10^-3和10^-4，分别取200μL涂布在LB平板上，30℃培养1-2d，挑取单菌落划线纯化菌株，获得纯菌落4℃保存。

(2)初筛：将分离纯化后的菌株接种至液体LB培养基中，培养至OD₆₀₀＝1.0时，按1％的接菌量转接至发酵培养基中，30℃、180r/min条件下发酵培养。测定发酵液的絮凝率，选出絮凝率大于70％的菌株。

(3)复筛：选取初筛中絮凝率大于70％的菌株，将菌株接种至装有30mL液体LB培养基的三角瓶中，30℃，180r/min的条件下培养至OD₆₀₀＝1.0作为种子液，按1％的接菌量转接至发酵培养基中，30℃、180r/min条件下发酵培养。测定发酵液的絮凝率，选出絮凝率最高的菌株。通过此方法，获得了一株菌，命名为GXUN74708，其絮凝率为86.7％，高岭土溶液处理前后的效果图分别见图1和图2。

上述(2)和(3)中，测定絮凝率的方法如下：

S1：将菌株在液体LB培养基中培养活化，10h后，测其OD₆₀₀值，OD₆₀₀＝1.0时，再将其转接至发酵培养基中，培养36h；

S2：配置高岭土混悬液：高岭土0.25g，ddH₂O 50mL，1％CaCl₂ 5mL，pH 7.0；

S3：向步骤S2中的高岭土混悬液中加入1.5mL S1培养得到的发酵液，充分搅拌2min，常温静置5min，得到处理后的高岭土混悬液，并小心吸取液面下约1cm处的液体，用紫外分光光度计测定550nm处的吸光度(OD₅₅₀)，以蒸馏水作空白对照，重复3次，计算絮凝率公式如下：

式中：M为对照组上清液的吸光度值OD₅₅₀；N为实验组上清液的吸光度值OD₅₅₀。

2.鉴定

(1)形态学鉴定

菌株显微镜下观察呈链杆状，革兰氏染色呈紫色，为革兰氏阳性细菌；菌落呈乳白色，不透明，边缘不圆整，表面粗糙(图3，图4)。

(2)生理生化鉴定

对菌株GXUN74708进行生理生化鉴定，结果见表1。结果显示，菌株GXUN74708为革兰氏阳性细菌，菌株具有运动性，可以产生过氧化氢酶和蛋白酶，不产生氧化酶，不具有降解无机磷和有机磷的能力。

表1菌株GXUN74708生理生化鉴定结果

注：“+”表示有，“-”表示无，“G⁺”表示革兰氏阳性。

(3)分子生物学鉴定

提取菌株GXUN74708的基因组DNA，利用PCR技术扩增其16S rDNA，扩增后的PCR产物经电泳检测后，在1500bp处有一条明显的条带，与16S rDNA的大小一致，将此PCR产物送到上海生工测序。测序获得的序列在Ezbiocloud网站进行16S-based ID比对，发现其与多株芽孢杆菌(Bacillus)的同源性在99％以上，采用邻位相连法(N-J法)对该序列构建系统进化树(图5)，结果表明GXUN74708与芽孢杆菌属的亲缘关系最近，判断GXUN74708的分类地位属于Bacillus paramycoides。

3.保藏

菌株GXUN74708于2022年10月21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，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.25940。

实验例1

优化絮凝剂的絮凝条件：在实施例1的发酵培养条件和絮凝测定方法的基础上，分别进行如下优化：

(1)分别将发酵培养的时间值调整为12h、24h、36h、48h、60h、72h和84h；结果培养的时间优选为36h。

(2)培养时间为36h，将发酵培养基的pH值分别调整为4、5、6、7、8、9和10；结果pH值优选为7。

(3)培养时间为36h，pH值为7，将絮凝剂的投加量分别调整为1mL、2mL、3mL、4mL和5mL。分别测定GXUN74708发酵液的絮凝率(絮凝率的测定方法同实施例1)，絮凝剂的投加量对絮凝率的影响结果见图6。

结果显示，当GXUN74708在30℃发酵培养36h，发酵培养基pH值为7，发酵液投加量为2mL时，絮凝效果最好，絮凝率为99.1％。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一株副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)GXUN74708，其特征在于，于2022年10月21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，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.25940。

2.一种如权利要求1所述的副蕈状芽孢杆菌或其发酵产物在废水絮凝处理中的应用。

3.一种如权利要求1所述的副蕈状芽孢杆菌或其发酵产物在制备生物絮凝剂中的应用。

4.一种生物絮凝剂，其特征在于，包含权利要求1所述的副蕈状芽孢杆菌或其发酵产物。

5.一种絮凝废水的方法，其特征在于，包括将权利要求1所述的副蕈状芽孢杆菌接种入废水中进行絮凝处理的步骤。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接种的具体操作包括：将权利要求1所述的副蕈状芽孢杆菌发酵培养，得到发酵液，再将所述发酵液接种于所述废水中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵培养的培养基成分包括：葡萄糖10g/L、酵母膏0.5g/L、尿素0.5g/L、K₂HPO₄5 g/L、KH₂PO₄2 g/L、NaCl 0.1g/L和MgSO₄·7H₂O2g/L，pH 7.0。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述发酵培养的培养条件为：30℃，180r/min。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述发酵培养的时间为36h。

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