[发明专利]具有新代谢特性的藤黄微球菌及其在生物降解中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，涉及一株具有新代谢特性的藤黄微球菌及其在硝基苯好氧生物降解和吡啶甲酸好氧生物降解中的应用。

背景技术

硝基苯广泛用于医药、染料、塑料、炸药等的生产中，硝基苯的广泛应用导致硝基苯污染环境。硝基苯废水可通过好氧生物法进行处理。目前，好氧降解硝基苯的微生物资源有细菌和白腐菌，细菌有假单胞菌、丛毛单胞菌，芽胞杆菌，棒状杆菌，葡萄球菌，链球菌等。

实际硝基苯工业废水具有盐度高、成分复杂等特点。高盐度废水是指总溶解性固体物(氯化钠)至少为3.5％(W/V)的废水。在高盐条件下，硝基苯降解菌通常不能生长，因此不能实现硝基苯的降解。

目前所报道的硝基苯降解菌在好氧条件下通过两种途径降解硝基苯：氧化途径或部分还原途径，其中部分还原途径更为广泛。在Spain等分离的155株菌中，154株通过部分还原途径降解硝基苯，1株通过氧化途径降解硝基苯。这是由于硝基的吸电子效应导致苯环上电子云密度下降，从而阻碍了氧化酶的亲电进攻；同时，硝基电负性增强、易于被还原。正是由于硝基苯的自身结构导致目前所分离的菌株几乎都是通过部分还原途径降解硝基苯的。然而在硝基苯的部分还原降解中，吡啶甲酸作为副产物生成，吡啶甲酸具有生物毒性，不能被硝基苯降解菌利用，吡啶甲酸的生成阻碍了硝基苯的好氧降解。

吡啶甲酸为一种N杂环化和物，主要用于医药、农药、染料等的生产中，吡啶甲酸的应用导致吡啶甲酸污染环境。目前，好氧降解吡啶甲酸的微生物资源有Arthrobacter和分支杆菌。

发明内容

本发明的目的就是针对实际硝基苯工业废水盐度高的特点以及在硝基苯部分还原过程中出现不能降解的副产物吡啶甲酸这一问题，通过科学方法驯化、筛选出硝基苯高效降解菌，用以处理盐度高的硝基苯废水，并解决硝基苯降解过程中的瓶颈。同时，也为吡啶甲酸的好氧生物降解提供高效、实用的微生物资源。

本发明的技术解决方案是，本发明提供的藤黄微球菌于2006年7月18日保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，其保藏号CGMCCNo.1760，分类命名为Micrococcus luteus。地址：北京市海淀区中关村北一条13号，邮编：100080。

所述的藤黄微球菌，其具体筛选步骤如下：从大连染料厂曝气池中取50ml活性污泥，加入0.2％的焦磷酸钠作为解絮凝剂，在振荡器上振荡5-10min打碎活性污泥絮体后，取5ml活性污泥，加入含95ml无机盐培养基的摇瓶中，再加入硝基苯作为唯一碳、氮、能源，其中硝基苯的浓度为200mg/L，进行摇床培养，温度30℃，转速180r/min；当菌液变得混浊，进行转接，得到以硝基苯为唯一碳、氮、能源的稳定菌液；将稳定菌液稀释，在以硝基苯为唯一碳、氮、能源的固体培养基上进行涂布，将该固体培养基放入光照培养箱中，30℃、培养4-5天，挑单菌落；分离出一株以硝基苯为唯一碳、氮、能源的的藤黄微球菌。

所述的藤黄微球菌，其特征在于，该菌株生长适宜pH范围为6.0-9.5，适宜生长温度范围为20-35℃；其形态特征：在LB琼脂斜面上，25℃下培养4-5天后，形成平滑、凸面、边缘完整的菌落，直径1-2mm，黄色，不具活动性，不产内孢子，菌落的外表形态不因菌的老化或是外在环境或培养基的不同而有所改变，菌株为直径0.9-1.8μm的球状菌体，以4个为一体或不规则丛生状生长。

所述的藤黄微球菌在硝基苯好氧生物降解中的应用，其特征在于，藤黄微球菌固定化细胞、细胞液体培养物均通过部分还原途径降解硝基苯，并矿化降解过程中的副产物吡啶甲酸，实现硝基苯的彻底降解，因此能够作为生物强化制剂对硝基苯废水进行处理。

所述的藤黄微球菌在硝基苯好氧生物降解中的应用，其特征在于，藤黄微球菌固定化细胞、细胞液体培养物均在NaCl质量浓度0-50mg/L的条件下，彻底降解硝基苯，因此能够作为生物强化制剂对高盐度的硝基苯废水进行处理。

所述的藤黄微球菌在吡啶甲酸好氧生物降解中的应用，其特征在于，藤黄微球菌固定化细胞、细胞液体培养物均破坏吡啶甲酸的N杂环，吡啶甲酸开环矿化，因此能够作为生物强化制剂对吡啶甲酸废水进行处理。

所述的藤黄微球菌生理生化特征见表1

表1藤黄微球菌生理生化特征

注：+：阳性；-：阴性

所述的藤黄微球菌既可在富营养培养基LB中生长，也可在葡萄糖、蔗糖、淀粉等小分子有机物为唯一碳源的无机盐培养基中生长。