[发明专利]一株肺炎克雷伯氏菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于新菌种筛选技术及环境生物技术领域，具体涉及一株肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae MFC4)及其在Fe(III)还原和腐殖酸还原中的应用。

技术背景

Fe(III)和腐殖酸是沉积物、土壤等生态环境中大量存在的物质。Fe(III)主要以难溶性氧化铁形式存在，在地壳中的平均含量约为5.6％；腐殖酸是腐殖质中溶于碱不溶于酸的部分，富含醌基，非均相的天然有机混合物。厌氧条件下，一些微生物能够通过生理生化反应氧化有机物，同时将Fe(III)氧化物或腐殖酸还原，并获得能量进行生长。这类微生物被称为Fe(III)或腐殖酸还原菌。

微生物对Fe(III)和腐殖酸的还原作用在元素的生物地球化学循环过程中均具有重要意义，具体表现为：1)Fe(III)或腐殖酸还原菌在还原Fe(III)或腐殖酸的过程中，可直接将环境中的有机质或甲苯、氯乙烯等环境有毒物质氧化，产生CO₂，参与碳循环。2)还原产物Fe(II)或还原态腐殖酸能够与环境中的一些氧化态有毒有害物质(Cr(VI)、U(VI)、硝基芳香化合物、偶氮染料和多卤代污染物)发生化学氧化还原反应，从而降低这些物质的毒性。因此，微生物对两种物质的还原作用影响到环境中C、N、Fe、Mn以及一些痕量金属元素的生物地球化学循环，并且能够促进重金属以及有机污染物的脱毒。Fe(III)或腐殖酸还原菌在水体自净、污染土壤原位修复、污水处理中的潜在作用已经引起广泛关注。

自19世纪80年代以来，陆续从土壤、沉积物、水体及污泥中分离到上百种Fe(III)还原菌，包括地杆菌、希瓦氏菌、产甲烷菌、发酵细菌、嗜热菌等；20世纪90年代，多种以腐殖酸或腐殖酸模式物蒽醌-2，6-二磺酸(AQDS)为末端电子受体的细菌也被分离和鉴定，其中部分菌株也具有Fe(III)还原功能。但已报道的同时具备Fe(III)还原和腐殖酸还原功能的菌株为数不多，且目前尚未发现肺炎克雷伯氏菌能够厌氧还原Fe(III)还原和腐殖酸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的具有Fe(III)/腐殖酸还原功能的高效菌株：肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae MFC4)。

本发明的另一个目的在于提供上述肺炎克雷伯氏菌在Fe(III)氧化物和腐殖酸还原中的应用。

本发明经大量试验研究，从广东肇庆古森林土壤样品中分离纯化得到一株肺炎克雷伯氏菌，具有较强的Fe(III)/腐殖酸还原能力，本发明提供所述肺炎克雷伯氏菌在Fe(III)或腐殖酸还原方面的应用。

本发明提供的肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae MFC4或K.pneumoniae MFC4)，于2008年4月14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，保藏号为：CGMCC2454。

本发明所述肺炎克雷伯氏菌的富集、分离及纯化方法包括以下步骤：

(1)富集

所述富集是移取或称取古森林土壤样品接种到液体分离培养基中；往培养液中鼓充高纯混合气体(N₂/CO₂＝80/20)，鼓气完毕后将培养物置于厌氧工作站(N₂/CO₂＝80/20)静置培养。检测Fe(II)的产率同时观察培养液的颜色变化情况。当Fe(II)的产量不断增加时，培养液的颜色从原先的橙黄色逐渐变暗，最后变成黑色。当Fe(II)的产量超过总铁含量的50％时，以10％的接种量转接至另一新鲜的培养基中，上述操作反复三次。

每升液体分离培养基中含：1.0g葡萄糖、16g柠檬酸铁、2.5gNaHCO₃、0.25g NH₄Cl、0.678g NaH₂PO₄·2H₂O、0.1g KCl、维生素溶液10.0mL和微量元素溶液10.0mL。

其中，维生素溶液是每升水中含2.0mg生物素、2.0mg叶酸、10.0mg维生素B6、5.0mg硫胺素、5.0mg核黄素、5.0mg烟酸、5.0mg泛酸钙、0.1mg维生素B12、5.0mg对氨基苯甲酸和5.0mg硫辛酸。