一株可降解苯酚且具有產(chǎn)電特性的蠟樣芽孢桿菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一株蠟樣芽抱桿菌及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 苯酪是芳香化合物的一種，是染料、造紙、農(nóng)藥、醫(yī)藥等行業(yè)的生產(chǎn)原料和中間體。 隨著我國工業(yè)迅速發(fā)展，對苯酪需求量越來越大，同時含酪廢水的排放量也在不斷增加，對 環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重，被我國列為"水中優(yōu)先控制污染物黑名單"。苯酪屬于原生質(zhì)物質(zhì)，對 于一切生物個體具有毒害作用，且具有致效應(yīng)"。未經(jīng)處理的苯酪廢水，不但會污染環(huán) 境，還會使蛋白質(zhì)凝結(jié)，從而危害人類健康。
[0003] 目前，含酪廢水的處理方法有物理處理方法（吸附法、溶劑萃取法和液膜法）、化 學(xué)處理法（氧化法、沉淀法和光催化法）和生物處理法（活性污泥法、酶處理法和固定化微 生物技術(shù)）。物理處理法和化學(xué)處理法雖然苯酪的回收率可達(dá)90%W上，但是處理后排出 的物質(zhì)依舊會對環(huán)境產(chǎn)生污染。采用微生物處理法不但不會產(chǎn)生二次污染，還具有節(jié)約成 本和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的特點(diǎn)。因此，利用微生物處理苯酪具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一株蠟樣芽抱桿菌度acilluscereus)，可降解苯酪，且具有產(chǎn)電特 性，為利用微生物處理苯酪奠定了基礎(chǔ)。
[0005] 本發(fā)明可降解苯酪的蠟樣芽抱桿菌為蠟樣芽抱桿菌度acilluscereus)WL027,保 藏在中國典型培養(yǎng)物保藏中屯、（CCTCC)，保藏地址是武漢市武漢大學(xué)，保藏日期為2015年7 月10日，保藏編號為CCTCCNo:M2015439。
[0006] 本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027為革蘭氏染色陽性，桿狀，菌體大小為（1. 0ym~ 1. 2ym)X(3. 0ym~5. 0ym)，產(chǎn)芽抱，有鞭毛，可運(yùn)動。在MYP培養(yǎng)基上可生長，菌落直徑 達(dá)8~10mm，質(zhì)地軟，挑起呈絲狀，培養(yǎng)4化菌落表面呈毛玻璃狀，并產(chǎn)生紅色色素。
[0007] 本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027的接觸酶試驗呈陽性，氧化酶試驗呈陽性，淀粉水解 試驗呈陽性。蠟樣芽抱桿菌WL027的生長實驗結(jié)果如表1所示：
[0008] 表1
[0009]
[0010]
[0011]本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027可W氯化錠、碳酸錠、硝酸錠和硝酸鋼為氮源，其中最 佳氮源為硝酸錠，可W乙酸鋼、薦糖、乳糖、葡萄糖和果糖為碳源，其中最佳碳源為薦糖。 [001引本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027可在肉湯培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基中生長，最適生長抑 為6,最適生長溫度為30°C，最適裝液量為150血/250血，最適的接種量為2%。
[001引本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027通過16SrDNA序列比對分析，與芽抱桿菌屬 度acillus)內(nèi)各種之間有極高的同源性，同源性為95%W上。通過結(jié)合菌體形態(tài)特征、生 長條件、生理生化鑒定結(jié)果確定蠟樣芽抱桿菌WL027屬于芽抱桿菌科度acillaceae)芽抱 桿菌屬度acillus)蠟樣芽抱桿菌度acilluscereus)。
[0014]本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027能夠降解苯酪，且具有產(chǎn)電特性，可應(yīng)用于微生物燃 料電池。對青霉素、氯霉素和四環(huán)素有良好的耐受性，具有耐鹽性，可利用苯胺為底物。既 可耐受一定濃度的重金屬離子，且可在相應(yīng)重金屬W較高濃度存在時保持較高的苯酪降解 能力。
[0015] 本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌度acilluscereus)WL027,屬于芽抱桿菌屬度acillus)，保 藏在中國典型培養(yǎng)物保藏中屯、（CCTCC)，保藏地址是武漢市武漢大學(xué)，保藏日期為2015年7 月10日，保藏編號為CCTCCNo:M2015439。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027與GenBank中收錄的相近菌株的16SrDNA序 列進(jìn)行同源性比對所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹；圖2為本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027的生長曲線； 圖3為本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027的苯酪降解曲線；圖4為本發(fā)明蠟樣芽抱桿菌WL027的 循環(huán)伏安曲線；圖5為不同鹽度條件對菌體生長的影響曲線；圖6為不同鹽度條件對苯酪 降解情況的影響曲線；圖7為四種重金屬離子化2\仿 2\化2+和化2+對蠟樣芽抱桿菌WL027 的生長影響曲線；圖8為四種重金屬離子化2\Co2\Pb2+和化2+對蠟樣芽抱桿菌WL027的苯 酪降解率影響曲線。
【具體實施方式】
[0017] 本發(fā)明技術(shù)方案不局限于W下所列舉【具體實施方式】，還包括各【具體實施方式】間的 任意組合。
【具體實施方式】 [0018] 一：本實施方式可降解苯酪的蠟樣芽抱桿菌為蠟樣芽抱桿菌 度acilluscereus)WL027,保藏在中國典型培養(yǎng)物保藏中屯、（CCTCC)，保藏地址是武漢市武 漢大學(xué)，保藏日期為2015年7月10日，保藏編號為CCTCCNo:M2015439。
[0019] 本實施方式蠟樣芽抱桿菌WL027為革蘭氏染色陽性，桿狀，菌體大小為（1. 0Jim~ 1. 2ym)X(3. 0ym~5. 0ym)，產(chǎn)芽抱，有鞭毛，可運(yùn)動。在MYP培養(yǎng)基上可生長，菌落直徑 達(dá)8~10mm，質(zhì)地軟，挑起呈絲狀，培養(yǎng)4化菌落表面呈毛玻璃狀，并產(chǎn)生紅色色素。
[0020] 本實施方式蠟樣芽抱桿菌WL027的接觸酶試驗呈陽性，氧化酶試驗呈陽性，淀粉 水解試驗呈陽性。
[0021] 本實施方式蠟樣芽抱桿菌WL027可W氯化錠、碳酸錠、硝酸錠和硝酸鋼為氮源，其 中最佳氮源為硝酸錠，可W乙酸鋼、薦糖、乳糖、葡萄糖和果糖為碳源，其中最佳碳源為薦 糖。
[0022] 本實施方式蠟樣芽抱桿菌WL027可在肉湯培養(yǎng)基和無機(jī)鹽培養(yǎng)基中生長，最適生 長抑為6,最適生長溫度為30°C，最適裝液量為150血/250血，最適的接種量為2%。
[0023] 肉湯培養(yǎng)基配方：由3g/L牛肉膏、lOg/L蛋白腺、5g/LNaCl和蒸饋水組成。
[0024]無機(jī)鹽培養(yǎng)基配方：由 3g/LKH2PO4、6g/LNa2HP〇4、0.5g/LNaCl、0.2g/L酵母膏、 lg/LNH4Cl、0.Ollg/LCaCl2、〇. 〇25g/LFeS〇4、0. 24g/LMgS〇4、2. 75g/L化2冊〇4、4. 22g/L NaH2P〇4、200mg/LKMn〇4和蒸饋水組成。
[00巧]本實施方式蠟樣芽抱桿菌WL027是由微生物燃料電池中分離得到的，分離方法按W下步驟進(jìn)行：
[0026] 微生物燃料電池（MFC)采用鹽橋連接陰陽兩極，是雙室微生物燃料電池。電池陽 極和陰極的有效容積均是550mU陽極反應(yīng)器上端中部設(shè)有取樣口，兩端分別設(shè)有進(jìn)水口和 出水口。陽極由經(jīng)氯化鐵改性的碳拉巧cmX5cm，有效面積12. 56cm2)，陰極的電極采用的是 碳刷，導(dǎo)線用銅絲鏈接，露出的部分用環(huán)氧樹脂黏住。陰極室和陽極室之間用鹽橋連接，接 口處均做絕緣處理。電路中設(shè)有外接變阻箱（0~9999Q)，外電路電阻采用1000Q。實驗 過程中所產(chǎn)生的電壓通過雙通道電壓采集系統(tǒng)（PIS0813)直接記錄，電壓采集系統(tǒng)通過導(dǎo) 線與臺式電腦相連，每60s測定一次數(shù)據(jù)。電池啟動前，陽極室通入20min的，保證陽極室 的厭氧環(huán)境。陽極室接種菌源為文昌污水處理廠厭氧段和好氧段污水1:1混合接入到陽極 室，同時加入lOOOmg/L的葡萄糖和500mg/L苯酪。陰極室加入的是含有KMn〇4的陰極緩沖 溶液。將整個電池陽極裝置放在溫度為30°C恒溫磁力攬拌器上運(yùn)行，攬拌W便維持陽極溶 液的均勻。待外界電壓升高到穩(wěn)定后，再經(jīng)過10天的電池運(yùn)行，測得電壓為0. 15V。將陽極 室中的碳拉取出，放入到無菌生理鹽水中，振蕩，使粘在上面的菌體進(jìn)入到生理鹽水中。然 后采用肉湯培養(yǎng)基于30°C，160r/min對菌種進(jìn)行富集培養(yǎng)2地。將富集后的菌液用稀釋涂 布法涂布于苯酪濃度為500mg/L的平板上，30°C的恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)4化后挑取較大的菌落 進(jìn)行逐步劃線分離純化。最后將獲得的純菌接種肉湯斜面培養(yǎng)基上，30°C培養(yǎng)4化后，保存 于4°C的冰箱里，即為本實施方式的蠟樣芽抱桿菌WL027。
[0027] 對分離篩選得到的蠟樣芽抱桿菌WL027進(jìn)行分子鑒定，蠟樣芽抱桿菌WL027的 ieSrDNA序列長度為1384bp，其序列如沈QIDN0:1所示，測序結(jié)果與GenBank中的16S rDNA序列進(jìn)行同源性比對，構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹如圖1所示，W確定菌株的種屬關(guān)系。同源 性分析結(jié)果表明，該序列與芽抱桿菌屬度acillus)內(nèi)各種之間有極高的同源性，同源性 為95%W上。通過結(jié)合菌體形態(tài)特征、生長條件、生理生化鑒定結(jié)果確定蠟樣芽抱桿菌 WL027屬于芽抱桿菌科度acillaceae)芽抱桿菌屬度acillus)蠟樣芽抱桿菌度acillus cereus)〇<