CN116062904A - 一株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌在废水处理和植物促生中的应用 - Google Patents

一株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌在废水处理和植物促生中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一株耐盐异养硝化‑好氧反硝化菌在废水处理和植物促生中的应用。本发明提供了烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH‑220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH‑220的菌剂在含氮废水及黄瓜幼苗促生处理中的应用；所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH‑220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的编号为ACCC 62208。该菌株具有耐酸、耐盐和耐重金属特性，还具有对植物促生作用。本发明在污水处理和植物促生领域具有重要应用前景。

Description

一株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌在废水处理和植物促生中的应用
技术领域
本发明涉及环境微生物技术领域，具体涉及一株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌在废水处理和植物促生中的应用。
背景技术
氮素是大自然的主要组成部分，它在自然环境中以-5价至+3价化合物和单质间不断地发生着转化和循环。自然环境中以有机氮、NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N四种形式在水体环境中稳定存在。在氮循环稳态环境下不会发生某种类型氮的积累，但近几年来，越来越多的人类生产生活活动在一定程度上对这种自然循环造成了破坏。随着工业进程、农业发展以及居民生活水平提高，水体资源污染问题日益严重，居高不下，对生态环境和人类健康造成威胁。通过不同来源途径排放的大量氮素得不到有效处理，排放到水体就会给人类健康和自然环境造成严重危害。当水中硝氮、亚硝氮超过《生活饮用水标准DB4403/T 60-2020》＞10mg/L后，长期积累下，容易导致婴幼儿不耐受，引发“蓝婴病”和亚铁血红蛋白症，严重时会致癌或死亡。对于自然生态环境，高氮的不断排放富集会导致水体污染从而富营养化，使得水中溶解氧大量降低，大量自养光合菌和藻类大量繁殖，最终恶性循环变成“死水”。同样当水体中的亚硝氮积累时，水生动物吸收后容易导致其血红蛋白中铁价态发生改变，损伤血红细胞结合氧能力，最终造成水生动物的窒息死亡。而且污染水体随着农业灌溉进入植物，伴随着人类的饮嗜最终富集至人体，对人体造成巨大伤害。
生物法脱氮主要是利用了脱氮相关微生物的硝化和反硝化作用，通过微生物的酶通路作用下，将水中的各类含氮物质最终转化为氮气逸出，从而降低或去除污水中含氮物质。目前，且配合固定化等相关工艺，生物脱氮技术被广泛应用于污水的脱氮处理。该反应过程主要经过好氧条件下通过氨化作用和硝化作用将有机氮相继转化为氨氮、亚硝态氮和硝态氮，再利用反硝化作用，在缺氧条件下将硝态氮还原为气态氮从污水中溢出，从而达到脱氮的目的。然而其有以下缺点：(1)硝化细菌为无机化能自养菌，营养代谢类型决定了其生长缓慢、世代周期长、生物量浓度较低、环境适应性差。(2)传统硝化菌都是严格的好氧性细菌，传统的反硝化菌是厌氧或兼性厌氧菌。条件的不同限制了在同一环境下，水体脱氮的速率受到影响。
于是人们开始探寻具有硝化和反硝化功能的菌株。1983年，Robertson等人成功分离出一株能够在有氧气参与的条件下利用有机碳将氨氮氧化为羟胺、再转化为亚硝态氮、硝态氮，最终生成氮气排出水体(NH4 +→NH2OH→NO2 -→NO3 -→NO2 -→NO→N2O→N2)的泛养硫球菌(Thiosphaera pantotropha)，后被修订为脱氮副球菌(Paracoccus pantotrophus)，便开启了硝化、反硝化共功能菌的筛选与研究。且该细菌在有氧条件下通过异样方式进行反应，因此，Robertson提出了异养硝化好氧反硝化HN-AD(Heterotrophic Nitrification–Aerobic Denitrification)理论。异养硝化-好氧反硝化菌较传统微生物脱氮菌具有生长速率快且周期短，脱氮程序简单，且脱氮速率快，对生存环境要求低，温度、pH、DO适应性强。并且该一株菌就具有去除废水中不同价态类型的氮源(有机氮、NH4 +-N、NO2 --N、NO3 --N)。能耗低，在脱氮反应过程中只需在初始添加菌的同时开启硝化反应的有机物供应后，无需在中途添加碳源。在整个反应过程中自身产生的酸碱能够中和，能够稳定体系pH稳定。但是这些相关报道多是一些对菌种脱氮特性的报道，而对于具有耐酸、重金属抗性、耐盐和同时对环境废水中和氨氮、硝态氮和亚硝氮去除的异养硝化好氧反硝化菌烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)却未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一株耐盐异养硝化-好氧反硝化菌在废水处理和植物促生中的应用。
第一方面，本发明要求保护烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌剂在含氮废水处理中的应用。其中，所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的编号为ACCC 62208。
进一步地，所述废水处理可为对水体进行生物脱氮。
进一步地，所述废水中的氮可为氨态氮、亚硝态氮和/或硝态氮。
进一步地，所述废水的pH不低于3。如pH不低于5，进一步如pH为5-11，再如pH为7-11。
进一步地，所述废水中的总盐度以质量分数计不高于10％(即所述废水中的NaCl质量分数不高于10％)。
进一步地，所述废水中Mn2+不高于10mmol/L,和/或Pb2+、Fe3+、Cu2+不高于5mmol/L,和/或Zn2+、Co2+、Ni2+、Cr6+不高于1mmol/L。
进一步地，所述废水C/N比为10±0.2。
第二方面，本发明要求保护一种废水处理方法。
本发明要求保护的废水处理方法，可包括如下步骤：将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacternicotianae)XH-220的菌剂接种到待处理废水进行培养。其中，所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的保藏编号为ACCC 62208。
进一步地，接种后所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在废水体系中的含量为1×106CFU/ml-3.0×107CFU/ml，如1×107CFU/ml。
进一步地，进行所述培养的温度为28-32℃，如30℃。
进一步地，进行所述培养的时间为36-60h，如48h。
进一步地，所述培养可为180r/min震荡培养。
进一步地，所述废水为含氮废水。更进一步地，所述废水中的氮可为氨态氮、亚硝态氮和/或硝态氮。
进一步地，所述废水的pH不低于5。如pH为5-11，再如pH为7-11。
进一步地，所述废水中的总盐度以质量分数计不高于10％(即所述废水中的NaCl质量分数不高于10％)。
进一步地，所述废水中Mn2+不高于10mmol/L,Pb2+、Fe3+不高于5mmol/L,Zn2+、Co2+、Ni2+、Cr6+不高于1mmol/L。
进一步地，所述废水C/N比为10±0.2。
在前文第一方面和第二方面中，所述废水中初始相关氮浓度最好不高于100mg/L。
第三方面，本发明要求保护烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌剂在生物脱氮和/或促进植物生长中的应用。其中，所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的保藏编号为ACCC 62208。
进一步地，所述氮为氨态氮、亚硝态氮和/或硝态氮；
进一步地，所述促进植物生长体现为促进植物株高增加和/或促进植物叶长增长。
在本发明的具体实施方式中，所述生物脱氮为将所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220接种到异养硝化-好氧反硝化培养基中进行培养，从而完成脱氮；所述异养硝化-好氧反硝化培养基的溶剂为水，溶质及浓度如下：CH3COONa3.42g/L，NH4Cl 0.0.1284g/L，NaNO2 0.1643g/L，KNO3 0.241g/L，K2HPO4 0.2g/L，MgCl20.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH 7.2。所述微量元素溶液溶剂为水，溶质及浓度如下：EDTA 50g/L，CaCl2 5.5g/L，ZnSO4 2.2g/L，MnCl2·4H2O5.06g/L，FeSO4·7H2O 5.0g/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O 1.1g/L，CuSO4·5H2O 1.57g/L，CoCl2·6H2O 1.61g/L；pH7.0。
进一步地，接种后所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在培养体系中的含量可为1×106CFU/ml-3.0×107CFU/ml，如1×107CFU/ml。
进一步地，进行所述培养的温度可为28-32℃，如30℃。
进一步地，进行所述培养的时间可为36-60h，如48h。
进一步地，所述培养可为180rpm震荡培养。
进一步地，进行所述生物脱氮前还包括对所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacternicotianae)XH-220进行活化和/或制备菌悬液的步骤。具体为：将其接种于LB斜面培养基上，35℃培养1-2天得活化菌体。然后将所述活化菌体按常规量接种于100ml的LB液体种子培养基中，35℃培养12小时，得到所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌悬液。
第四方面，本发明要求保护一种促进植物生长的方法。
本发明要求保护的促进植物生长的方法，可包括如下步骤：将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacternicotianae)XH-220的菌剂接种到待处理植物根际土壤。如用所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌悬液对所述待处理植物进行灌根处理)。其中，所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的保藏编号为ACCC 62208。
在上述第三方面或第四方面中，所述植物可为葫芦科植物。
进一步地，所述葫芦科植物可为黄瓜属植物。
更进一步地，所述黄瓜属植物可为黄瓜。
在本发明的具体实施方式中，所述黄瓜具体为黄瓜品种津研4号。
实验证明，烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220(ACCC 62208)在好氧条件下能够在额外添加乙酸钠碳源，以氨氮、硝态氮或亚硝态氮为唯一氮源进行生长，同时进行异养硝化好氧反硝化，对氨氮、硝态氮和亚硝氮具有去除能力，48h内1×107CFU/ml浓度菌量在铵盐氨化性能测定培养基中对100mg/L氨态氮(NH4 +-N)去除率为35.14％；亚硝酸盐反硝化性能测定培养基中对100mg/L亚硝态氮(NO2 --N)去除率为18.53％；反硝化性能测定培养基中对100mg/L硝态氮(NO3 --N)去除率为56.84％；异养硝化-好氧反硝化培养基中对100mg/L三种氮混合氮源(三种氮源分别为33.33mg/L)硝态氮(NO3 --N)、亚硝态氮(NO2 --N)、氨态氮(NH4 +-N)去除率分别为46.56％、26.48％、83.62％。且能够耐受10％的盐浓度，耐受pH为3，分别对10mmol/L金属离子Mn2+,5mmol/L金属离子Pb2+、Fe3+、Cu2+,1mmol/L金属离子Zn2+、Ni2+、Co2+、Cr6+具有耐受性。对黄瓜幼苗具有一定促生作用。因此，烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在污水处理和/或植物促生领域具有重要应用前景。
附图说明
图1为本发明的菌株烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的遗传进化树(邻接法)分析结果。
图2为本发明的烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220LB固体平板划线单菌落形态图。
图3为本发明的烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220LB液体培养100倍光学显微镜形态图。
图4为不同碳源对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h生长影响。
图5为不同碳氮比对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h生长影响。
图6为不同pH对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h生长影响。
图7为不同温度对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h生长影响。
图8为不同盐度对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h生长影响。
图9为不同重金属不同浓度对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48生长影响。
图10为烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h对氨氮去除效果。
图11为烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h对亚硝态氮去除效果。
图12为烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h对硝态氮去除效果。
图13为烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h对混合氮源去除效果。
图14为烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h对黄瓜幼苗促生效果。
图15为烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220 48h对黄瓜幼苗14d促生数据。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220已经于本申请的申请日前收藏于中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心，又称中国农业微生物菌种保藏管理中心(Agricultural Culture Collection of China，简称ACCC，地址：北京市海淀区中关村南大街12号，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，邮编100081)，菌株编号为ACCC 62208，收藏日为2022年6月28日，自收藏之日起，公众可从中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心获得该菌株。ACCC设有专门网站，网站地址为：http://www.accc.org.cn，公众可以直接在网上进行菌种订购。烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220网址为http://www.accc.org.cn/Column.asp？Column_ID＝34929&Model＝product_detail&P_ID＝1817434873。
实施例1、烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的分离鉴定
取自河北省唐山市曹妃甸区养殖鱼塘淤泥样品，经过二氧化碳碳源及硝酸盐氮源驯化富集后进行涂布分离，获得本发明烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220。
一、驯化富集、分离培养基和扩培培养基
驯化富集培养基：溶剂为水，溶质及浓度如下：KNO3 0.722g/L，CO2持续通入,K2HPO4 0.2g/L，MgCl2 0.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH 7.2。微量元素溶液：溶剂为水，溶质及浓度如下：EDTA 50g/L，CaCl2 5.5g/L，ZnSO42.2g/L，MnCl2·4H2O 5.06g/L，FeSO4·7H2O 5.0g/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O 1.1g/L，CuSO4·5H2O 1.57g/L，CoCl2·6H2O 1.61g/L；pH7.0。
分离培养基：溶剂为水，溶质及浓度如下：CH3COONa 1.0g/L，KNO3 0.2g/L，K2HPO40.2g/L，MgCl2 0.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH7.2。固体培养基另加琼脂2％(20g/L)和0.1％(V/V)溴麝香百里酚指示剂溶液。
扩培培养基：溶剂为水，溶质及浓度如下：胰蛋白胨10g/L、酵母提取物5g/L、NaCl10g/L；pH7.2。
二、菌株XH-220的分离、纯化
将经过高硝氮环境驯化样品无菌水按照1:9的比例配制成100mL溶液，此时溶液稀释倍数为10-1，将该溶液取1mL加入到9mL装有无菌水的试管中，重复此步骤可以依次稀释达到10-2、10-3、10-4、10-5共五个梯度。在无菌超净工作台中，将5个梯度浓度的菌悬液分别取20μL于已经配制好的固体分离培养基的表面，用无菌的玻璃涂布棒将其均匀涂布开，待其完全渗入后，盖上培养皿盖子，封上培养皿，每个浓度梯度三个平行。将要培养的平板倒置于培养温度为30℃的培养箱中培养，培养2-4d。等到长出清晰单菌落后，筛选并用记号笔标记所要挑取的单菌株并计数。在无菌环境中，打开培养皿，用无菌接种环蘸取少量的单菌落于事先制好的LB培养基中轻轻划线以免划破，在一个区域画满之后缓慢的转动平板，将接种环放置在酒精灯上灼烧，去掉上面的微生物，等待至接种环温度冷却，将画好区域与空白区域连接在一起继续划线。一个平板分成4个区域划线，用封口膜封好平板。倒置平板于30℃的培养箱中培养，培养2-3d。若划线菌株非单菌，则需要再次划线，直到划线纯培养为单菌株。每个菌纯化两次以上。其中获得的一株菌编号为XH-220菌株。
三、16S rRNA的PCR扩增与测序
采用索莱宝公司细菌DNA提取D1600试剂盒(北京索莱宝科技有限公司)提取及纯化所获得XH-220菌株的DNA。取5μL DNA样品在110V，20min条件下进行电泳检测，在凝胶电泳仪下进行观察质检。
选用细菌通用引物16S-27F(5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’)和16S-1492R(5’-CGGTTACCTTGTTACGACTTC-3’)进行PCR扩增。PCR反应条件为：94℃预变性3min；94℃变性30s，55℃退火30s，72℃延伸90s，循环35个周期；然后72℃延伸10min；最后4℃保存。
依次经过PCR产物纯化和质检和纯化产物，回收后的PCR扩增产物委托生工生物工程股份有限公司进行测序。
测序后得到菌株的16S rDNA长度为1438bp的序列(SEQ ID No.1)，使用美国生物工程信息中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)BLASTN程序比对，发现本发明的XH-220菌株16S rRNA的基因序列与NCBI注册的多株烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)菌株的16S rRNA的基因序列具有99.79％的同源性。利用系统学分析(MEGA11)软件邻位连接(Neighbour Joining)法构建系统发育树(图1)，表明本发明的XH-220菌株与已知烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)NBRC 14234亲缘关系较近。
四、XH-220菌株形态特征观测
形态特征观测的实验方法参考东秀珠、蔡妙英等编著的《常见细菌系统鉴定手册》，科学出版社，2001，第一版，p353-363。
XH-220菌株形态特征：固体培养菌落圆形，凸起，边缘整齐，表面光滑，黄色、不透明，如图2。菌株显微镜下观察为杆菌，不形成芽胞，菌体形态直或稍弯、两端形状不规则呈棒状，如图3。
五、XH-220菌株生理生化特征鉴定
生理生化试验培养基及实验方法参考美国BIOLOG公司biolog GenIII板Biolog,Inc.,US Patent#5,627,045。
XH-220菌株生理生化特征：革兰氏染色阳性，好氧，最适生长温度30-40℃，在30℃时，利用葡萄糖、蔗糖、果糖、甘油、耐盐、耐酸；生理生化实验结果详见表1。
表1、XH-220菌株的部分生理生化特征biolog GenIII板
Figure BDA0003808928310000081
Figure BDA0003808928310000091
注：“(+)”生长良好或呈阳性；“(-)”不生长或呈阴性；“(W)”生长接近空白对照或呈假阳性。
鉴于上述对XH-220菌株进行的形态学特征、生理生化特征和16S测序结果，鉴定XH-220菌株为烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)，并且已经于2022年6月28日收藏于中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心，又称中国农业微生物菌种保藏管理中心(Agricultural Culture Collection of China，简称ACCC，地址：北京市海淀区中关村南大街12号，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，邮编100081)，编号为ACCC 62208。
六、碳源对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220生长影响
将在LB培养基中培养好的烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220种悬液用PBS重悬后，以基底通用培养基中分别添加葡萄糖、蔗糖、乙酸钠、柠檬酸钠、琥珀酸钠作为唯一碳源，选取100mg/L氨态氮(NH4 +-N)、100mg/L亚硝态氮(NO2 --N)、100mg/L硝态氮(NO3 --N)和100mg/L三种氮混合氮源(三种氮源分别为33.33mg/L)分别为氮源，并且控制培养基中碳氮比均为C/N＝10(基底通用培养基：K2HPO4 0.2g/L，MgCl2 0.05g/L，CaCl20.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH 7.2。微量元素溶液：EDTA 50g/L，CaCl2 5.5g/L，ZnSO4 2.2g/L，MnCl2·4H2O 5.06g/L，FeSO4·7H2O 5.0g/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O 1.1g/L，CuSO4·5H2O 1.57g/L，CoCl2·6H2O 1.61g/L；pH7.0)。30℃、180rpm培养48h后，监测其体系烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220OD600值。结果显示，说明烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220利用乙酸钠生长速率最快，所以选择乙酸钠作为后续实验培养基的碳源。具体参见图4。
七、碳氮比对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220生长影响
将在LB中培养好的烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220种悬液用PBS重悬后，选用乙酸钠为唯一碳源，选取100mg/L氨态氮(NH4 +-N)、100mg/L亚硝态氮(NO2 --N)、100mg/L硝态氮(NO3 --N)和100mg/L三种氮混合氮源(三种氮源分别为33.33mg/L)分别为氮源，以基底通用培养基中分别添加C/N为5、10、15、20、25的不同量。(基底通用培养基：K2HPO4 0.2g/L，MgCl2 0.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH 7.2。微量元素溶液：EDTA 50g/L，CaCl2 5.5g/L，ZnSO4 2.2g/L，MnCl2·4H2O 5.06g/L，FeSO4·7H2O 5.0g/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O 1.1g/L，CuSO4·5H2O 1.57g/L，CoCl2·6H2O1.61g/L；pH7.0)，30℃、180rpm培养48h后，监测其体系烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacternicotianae)XH-220OD600值。结果显示，说明烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacternicotianae)XH-220C/N为10生长速率最快，所以选择C/N为10为后续实验培养基碳氮比。具体参见图5。
八、pH值对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220生长影响
将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220分别接入pH值为3、5、7、9、11的LB培养基，30℃、180rpm培养48h后，监测其体系烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220OD600值。结果显示，烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220能够耐受pH为3，并且在pH为5-11均有较好的生长速率。后续实验选择pH为7进行实验。具体参见图6。
九、温度对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220生长影响
将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220分别接入温度值为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃的LB培养基，30℃、180rpm培养48h后，监测其体系烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220OD600值。结果显示，烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在温度为30-40℃均有较好的生长速率。后续实验选择温度为30℃进行实验。具体参见图7。
十、盐度对烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220生长影响
将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220分别接入盐度为0％、1％、3％、5％、10％(NaCl的质量分数)的LB培养基，30℃、180rpm培养48h后，监测其体系烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220OD600值。结果显示，烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在盐度为5％均有较好的生长速率，且能够耐受10％盐度。具体参见图8。
十一、烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220对重金属耐受
将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220分别接入含重金属浓度分别为1mM、5mM、10mM的Mn2+、Pb2+、Fe3+、Zn2+、Cu2+、Co2+、Cd2+、Hg2+、Ni2+、Cr6+的LB培养基，30℃、180rpm培养48h后，监测其体系烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220OD600值。结果显示，烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220分别对10mmol/L金属离子Mn2+,5mmol/L金属离子Pb2+、Fe3+、Cu2+,1mmol/L金属离子Zn2+、Co2+、Ni2+、Cr6+具有耐受性。具体参见图9。
十二、烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220对不同类型氮源去除能力
下面涉及到的氨氮、亚硝态氮和硝态氮测定方法分别如下：氨态氮(NH4 +-N)采用《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ535-2009)测定；亚硝态氮(NO2 --N)采用《水质中亚硝态氮测定重氮偶合分光光度法》(GB7493-87)测定；硝态氮(NO3 --N)采用紫外分光光度水质测定硝酸盐氮的方法(HJ 346-2007)。
下面所使用的培养基配方如下：
基础扩繁培养基：溶剂为水，溶质及浓度如下：胰蛋白胨10.0g/L；酵母粉5.0g/L；NaCl 10.0g/L。
反硝化性能测定培养基：CH3COONa 3.42g/L，KNO3 0.722g/L，K2HPO4 0.2g/L，MgCl20.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH 7.2。
亚硝酸盐反硝化性能测定培养基：CH3COONa 3.42g/L，NaNO2 0.4928g/L，K2HPO40.2g/L，MgCl2 0.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH7.2。
铵盐氨化性能测定培养基：CH3COONa 3.42g/L，NH4Cl 0.3853g/L，K2HPO4 0.2g/L，MgCl2 0.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH 7.2。
异养硝化-好氧反硝化培养基：CH3COONa 3.42g/L，NH4Cl 0.1284g/L，NaNO20.1643g/L，KNO3 0.241g/L，K2HPO4 0.2g/L，MgCl2 0.05g/L，CaCl2 0.05g/L，ZnSO4 0.05g/L，0.1％(V/V)微量元素溶液；pH 7.2。
微量元素溶液:EDTA 50g/L，CaCl2 5.5g/L，ZnSO4 2.2g/L，MnCl2·4H2O 5.06g/L，FeSO4·7H2O 5.0g/L，(NH4)6Mo7O24·4H2O 1.1g/L，CuSO4·5H2O 1.57g/L，CoCl2·6H2O1.61g/L；pH7.0。
将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220接种于LB平板培养基上，35℃培养24h得活化菌体。
将制得的活化菌体按常规量接种于按照5％的比例加入至100ml的LB液体种子培养基中，35℃培养12小时，得到烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220种悬液。
将制得的种悬液用PBS重悬后，接种于相应氨氮去除能力测定培养基，使得体系中菌量为1×107CFU/ml。在30℃、180rpm培养48h，并每隔12h测定其中氨态氮(NH4 +-N)、亚硝态氮(NO2 --N)、硝态氮(NO3 --N)指标。48h内反硝化性能测定培养基中硝态氮(NO3 --N)去除率56.84％；亚硝酸盐反硝化性能测定培养基中亚硝态氮(NO2 --N)去除率18.53％；铵盐氨化性能测定培养基氨态氮(NH4 +-N)去除率35.14％；异养硝化-好氧反硝化培养基中硝态氮(NO3 --N)、亚硝态氮(NO2 --N)、氨态氮(NH4 +-N)去除率分别为46.53％、26.48％、83.62％。结果详见图10至图13。
十三、烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220对黄瓜苗的促生作用
将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220接种于LB斜面培养基上，35℃培养1-2天得活化菌体。
将制得的活化菌体按常规量接种于100ml的LB液体种子培养基中，35℃培养12小时，得烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220种悬液。
将制得的烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220种子液用PBS溶液重悬后，使得体系中菌量为1×107CFU/ml，吸去10ml重悬菌液灌根至黄瓜(品种：津研4号)幼苗4叶萌芽期，未处理组CK用灭菌水代替灌根，生长14d，每天补充10ml无菌水保证土壤水分。
结果显示：烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220处理组较未处理组株高平均多增长0.4cm；3叶长平均多增长0.24cm；4叶长平均多增长0.16cm。如图14和图15所示。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。

Claims (10)

1.烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌剂在含氮废水处理中的应用；
所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的编号为ACCC 62208。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述废水处理为对水体进行生物脱氮；和/或
所述废水中的氮为氨态氮、亚硝态氮和/或硝态氮。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述废水的pH不低于3；
和/或
所述废水中的总盐度以质量分数计不高于10％；
和/或
所述废水中Mn2+不高于10mmol/L,和/或Pb2+、Fe3+、Cu2+不高于5mmol/L,和/或Zn2+、Co2+、Ni2+、Cr6+不高于1mmol/L。
4.一种废水处理方法，包括如下步骤：将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacternicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌剂接种到待处理废水进行培养；
所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的保藏编号为ACCC 62208。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：接种后所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在废水体系中的含量为1×106CFU/ml-3.0×107CFU/ml。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：进行所述培养的温度为28-32℃；和/或
进行所述培养的时间为36-60h；和/或
所述培养为180r/min震荡培养。
7.烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌剂在促进植物生长中的应用；
所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的保藏编号为ACCC 62208。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述促进植物生长体现为促进植物株高增加和/或促进植物叶长增长。
9.一种促进植物生长的方法，包括如下步骤：将烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacternicotianae)XH-220或含有所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220的菌剂接种到待处理植物根际土壤；
所述烟草谷氨酸杆菌(Glutamicibacter nicotianae)XH-220在中国微生物菌种保藏管理委员会农业微生物中心的保藏编号为ACCC 62208。
10.根据权利要求7或8所述的应用或权利要求9所述的方法，其特征在于：所述植物为葫芦科植物；
进一步地，所述葫芦科植物为黄瓜属植物；
更进一步地，所述黄瓜属植物为黄瓜。
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