[发明专利]一株粪肠球菌及其在产生物电中的应用

说明书

技术领域

本发明属于环境污染生物处理和生物能源技术领域，具体涉及一株产电粪肠球菌及其应用。

背景技术

有机废水中往往含有大量易降解的有机物，如果能将这些有机物资源化并大规模应用，从而克服了传统污水处理的原本缺陷，将会缓解人类社会面临能源和环境保水污染问题，这一愿景则由于微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells，MFCs）的兴起而逐渐变成可能。

所谓的微生物燃料电池是燃料电池的一种特殊形式，微生物作为催化剂的作用通过氧化有机物或非有机物从而把化学能转化成电能的生物电化学系统装置。MFC技术是一种新概念的废水处理技术，即在利用微生物去除可降解的有机物的同时获得电能，并具有无污染的特点。但是目前的MFC燃料转化速率较低、输出功率有限，影响了实际应用。

产电微生物决定着MFC的功能与应用，是MFC系统的核心组成部分，对产电微生物的研究将推动MFC的发展。虽然已有不少的产电微生物已经被分离并且应用于MFC系统中，但是其产电效率较为低下，同时目前的研究着重于单一底物利用。因此筛选更多优良的产电菌种，提高其产电性能的同时考察该多底物利用情况，将会为分离出高效产电并具备修复多种类型的环境污染的菌株奠定基础。

Enterococcus sp.（肠球菌属）为革兰氏阳性菌，在自然环境、人以及动物的消化道广泛存在。Enterococcus faecalis是Enterococcus sp.的模式菌株。然而，到目前为止，Enterococcus sp.的研究集中在医学上感染的领域内，对于Enterococcus faecalis在MFCs中能够产电的试验还未见相关报道。

发明内容

本发明克服了上述缺陷，提供一株产电粪肠球菌及其主要在环境污染修复及生物能源回收中的应用。

本发明所提供的一株产电粪肠球菌来源于深圳红树林保护中心红树林底泥，经微生物燃料电池的电化学富集培养、人工分离纯化得到，该菌是粪肠球菌（Enterococcus faecalis）Z5，由中国典型培养物保藏中心保藏，简称CCTCC，保藏编号为：CCTCC NO：M2012445，保藏日期为2012年11月6日，保藏地址为中国.武汉.武汉大学。该菌在柠檬酸铁培养基上的菌落为圆形，乳白色状，边缘光滑，有光泽。透射电镜下观察该菌的形态为细胞球形或卵圆形，约为0.6～2.0μm×0.6～2.5μm，革兰氏阳性，没有明显的荚膜，兼性厌氧，生长对数期为5～19h。菌株Z5的16S rDNA的登录号为JX286503。

上述菌株CCTCC M2012445在产生物电中的应用，可以应用于环境污染生物处理和生物能源技术回收中，具体操作步骤如下：

（1）将权利要求1所述菌株接种至高盐LB培养基中，30±5℃厌氧培养；取对数期生长中期的菌液，离心，弃上清液，添加PBS缓冲液摇匀，按上述步骤将所得菌悬液再次离心，如此反复清洗2次，添加PBS缓冲液制成菌悬液；

（2）启动单室空气阴极微生物燃料电池，将（1）中获得的菌悬液与营养液混合后接种于微生物燃料电池，在步骤（1）的培养温度下恒温运行即可。当MFC的输出电压达到100mV以上，视为启动成功。此后，仅更换含电子供体的营养液。

优选地，所述高盐LB培养基组分如下：胰蛋白胨(Tryptone)10g·L^-1，酵母提取物(Yeast extract)5g·L^-1，氯化钠(NaCl)20g·L^-1；所述营养液成分为20mmol·L^-1的电子供体，50mmol·L^-1PBS缓冲液以及少量维生素和微量元素。

优选地，所述营养液的电子供体为乳酸盐、柠檬酸盐、葡萄糖和丙三醇中的一种或几种；所述PBS缓冲液为NH₄Cl0.31g·L^-1，NaH₂PO₄·H₂O2.452g·L^-1，Na₂HPO₄4.576g·L^-1，KCl0.13g·L^-1，pH7.0。

优选地，所述制成的菌悬液的OD₆₀₀为0.6。

优选地，所述高盐LB培养基和营养液的pH为7.0～7.4。