一株海洋卓貝爾氏菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微生物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域,具體是涉及一株海洋卓貝爾氏菌及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 天然水體中,氮以-3至+5九種不同價態(tài)形式存在,在生物及非生物因素的共同作 用下,它們在水體內(nèi)不斷地迀移轉(zhuǎn)化,構(gòu)成一個復(fù)雜的動態(tài)循環(huán)。其中亞硝酸鹽是這一循環(huán) 過程中的一個重要中間產(chǎn)物,同時也是一種具有潛在毒性的無機氮化合物。水體中亞硝酸 鹽作為氮素轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物其產(chǎn)生及消除主要包含在硝化與反硝化兩個反應(yīng)中。正常情況 下,水體中存在的亞硝酸鹽含量很低,不會影響?zhàn)B殖動物的正常生長。但是由于現(xiàn)代商業(yè)化 養(yǎng)殖模式的集約化管理與高密度養(yǎng)殖很容易引起硝化細(xì)菌活性失調(diào)、反硝化過程不平衡, 從而導(dǎo)致水體亞硝酸鹽的積累,對養(yǎng)殖動物產(chǎn)生毒害作用甚至引起養(yǎng)殖動物的死亡,最終 造成巨大的經(jīng)濟損失。因而如何從養(yǎng)殖廢水中去除氮素污染成為了水產(chǎn)養(yǎng)殖的一個研宄熱 點。相較于物理、化學(xué)脫氮方法,目前認(rèn)為生物脫氮法去除氮素污染更為經(jīng)濟有效。參與生 物脫氮的微生物主要包括硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌。反硝化細(xì)菌可通過參與反硝化過程的一 系列酶將硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氣態(tài)氮,將氮素從水體環(huán)境中脫除,改善養(yǎng)殖環(huán)境水質(zhì), 避免水體富營養(yǎng)化。
[0003] 傳統(tǒng)理論認(rèn)為,細(xì)菌的反硝化作用是一個嚴(yán)格的厭氧過程,反硝化細(xì)菌會優(yōu)先利 用氧氣作為最終電子受體。好氧反硝化細(xì)菌的發(fā)現(xiàn),突破了傳統(tǒng)的認(rèn)識,同時也為人們研宄 新的生物脫氮技術(shù)提供了新的依據(jù)。好氧反硝化,是指在有氧條件下能以N(V-N、N(V-N作 為最終電子受體,進行反硝化過程。然而,目前關(guān)于好氧反硝化菌的專利和文獻資料不多, 尤其是海洋來源的更少,并且已報道的菌株對于高濃度含氮廢水的脫除效率不高。分離篩 選具有鹽度適應(yīng)范圍廣、脫氮效率高的好氧反硝化細(xì)菌,并將之應(yīng)用到含氮廢水的處理中 具有實際的意義。
[0004] 中國專利CN201310100699公開一株好氧反硝化細(xì)菌及其應(yīng)用。涉及一株好氧反 硝化細(xì)菌卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )NKDN_01,CGMCC No. 7330,及利用該菌進行污水處 理去除污水中總氮的方法。菌株接種至LB培養(yǎng)基中,30°C振蕩培養(yǎng)至菌濃為0D600 = 2. 0, 以1 %~5%的接種量接種于高氮廢水中,20~30°C振蕩培養(yǎng)2~4d,維持溶氧在2. 5ppm 以上;離心取上清,測定總氮、亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮,結(jié)果顯示總氮去除效果明顯。該菌在污水 處理工程中有很好的應(yīng)用價值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一株海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8。
[0006] 本發(fā)明的第二目的在于提供海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)CYTl-8在海淡水 養(yǎng)殖生物脫氮中的應(yīng)用。
[0007] 所述海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8,已于2015年04月29日保藏于中 國典型培養(yǎng)物保藏中心,保藏地址:中國武漢武漢大學(xué);保藏編號:CCTCC N0:M 2015267。
[0008] 所述海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8,是從南美白對蝦海水養(yǎng)殖池定向 富集分離獲得。所述海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)CYTl_8也保藏于中國海洋微生物 菌種保藏管理中心(MCCC),保藏編號為:MCCC 1A10905。
[0009] 海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8具有以下特征:
[0010] 1、形態(tài):海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. ) CYT1-8,革蘭氏陰性,在Marine Agar 固體培養(yǎng)基上28°C培養(yǎng)24h,菌落呈米白色、表面光滑、微凸起、邊緣規(guī)則、不透明,菌落直 徑大小約為1~2mm。
[0011] 2、生理生化:海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)CYTl_8生長鹽度為0~12%, 15%以上不生長,最適為0~3%;生長pH為5~11,最適為6. 5~9. 5。生長溫度為10~ 45°C,最適為30~40°C。氧化酶(+),接觸酶(_),硝酸鹽還原(+),吲哚試驗(_),能發(fā)酵 D-葡萄糖產(chǎn)酸,明膠液化(_),尿素酶(+),0 -葡萄糖苷酶(_),0 -半乳糖苷酶(_),能利 用D-葡萄糖、D-甘露醇、N-乙酰-葡萄糖胺、麥芽糖、葡萄糖酸鹽、蘋果酸、檸檬酸、苯乙酸, 不能利用癸酸、己二酸、、L-阿拉伯糖、D-甘露糖。
[0012] API ZYM結(jié)果顯示,海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8具有堿性磷酸酶、酯 酶、類脂酯酶、亮氨酸氨肽酶、纈氨酸氨肽酶、酸性磷酸酶、葡(萄)糖苷酶,不具有胱氨 酸氨肽酶、胰蛋白酶、a -半乳糖苷酶、0 -半乳糖苷酶、a -胰凝乳蛋白酶、0 -葡(萄)糖 苷酸酶、a -葡(萄)糖苷酶、N-乙酰-葡萄糖胺酶、a -甘露糖苷酶、a -巖藻糖苷酶等酶 活性。
[0013] 3、16S rRNA和gyrB基因序列分析:按照常規(guī)方法抽提海洋卓貝爾氏菌 (Zobellella sp. )CYTl-8的基因組DNA,并對16S rRNA和gyrB基因序列進行測定,海洋卓 貝爾氏菌(Zobellella sp.)CYTl-8 的 16S rRNA 和 gyrB 基因序列如 SEQ ID N0.1 和 SEQ ID NO. 2 所示。
[0014] 經(jīng)BLAST比對分析,海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYTl-8的16S rRNA基 因與 Zobellella denitrificans ZD1 (T)DQ195675 相似性最高,分別為 99. 04%,其次為 2.&61'(^1^1&兀2671 (1')腿475140 和2.七&1¥&11611818 21'1(1')0〇19567,分別為 97.46%和 97.06%。gyrB基因序列的比對結(jié)果表明,海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)CYTl-8與 Zobellella denitrificans ZD1(T)和Z.taiwanensis ZT1(T)兩株模式種的同源性分別為 91. 4%、91. 3%〇
[0015] 綜合菌株的形態(tài)特征、生理生化特性以及16SrDNA和gyrB基因序列分析結(jié)果,本 發(fā)明的海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8屬于卓貝爾氏菌屬,為該屬的一個潛在新 種,具體為海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)CYTl_8。
[0016] 本發(fā)明的海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp.)CYTl_8能快速高效去除硝酸鹽和亞 硝酸鹽,且對高濃度亞硝酸鹽具有很強的耐受性及去除能力。
[0017] 海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8的脫氮作用在含氮液體中進行,所述含 氮液體溶解氧濃度為〇~7ppm。
[0018] 所述含氮液體的碳源為甲酸鈉、葡萄糖、檸檬酸鈉、乙酸鈉、酒石酸鉀鈉及琥珀酸 鈉,優(yōu)選碳源為檸檬酸鈉。
[0019] 所述含氮液體的C/N為3~24,優(yōu)選C/N為12~24。
[0020] 所述含氮液體的pH值為5. 5~0? 5,優(yōu)選pH值為6. 5~9. 5。
[0021] 所述含氮液體的鹽度為0~60g/L,優(yōu)選為0~30g/L。
[0022] 所述含氮液體的溫度為15~45°C,優(yōu)選為30~40°C。
[0023] 在優(yōu)選條件下,海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8能在16h內(nèi)將100mL的 NCV-N 和 NCV-N 完全去除,分別在 72h、84h、96h 和 168h 將 500mL、600mL、700mL 和 1000mL N02 _N完全脫除,具有尚效脫氣能力。
[0024] 該菌株在好氧條件下,能快速高效去除水體環(huán)境中的硝酸鹽和亞硝酸鹽,且對高 濃度的亞硝酸鹽具有很強的耐受性和去除能力。
[0025] 由此可見,海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1-8可在處理亞硝酸鹽廢水、在 海淡水養(yǎng)殖生物脫氮、在亞硝酸鹽毒害去除、在制備用于任何形式的好氧厭氧反硝化脫氮 活菌制劑等中應(yīng)用。
[0026] 所述海淡水養(yǎng)殖生物脫氮包括但不限于海水養(yǎng)殖廢水或淡水養(yǎng)殖廢水的脫氮。
[0027] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下突出效果:
[0028] 1、本發(fā)明的海洋卓貝爾氏菌(Zobellella sp. )CYT1_8以銨鹽、硝酸鹽或亞硝酸鹽 為唯一氮源均能正