[发明专利]一种具有除磷功能的恶臭假单胞菌P.PAO‑1及驯化培养方法

说明书

技术领域

本发明属于除磷功能菌及其驯化培养方法领域，特别涉及一种具有除磷功能的恶臭假单胞菌P.PAO-1及驯化培养方法。

背景技术

近年来，我国的水体富营养化日趋严重；研究表明，大量的城市污水处理厂污水中磷的超标排放是引发水体富营养化的重要原因^[1]。我国现阶段污水处理厂采用的脱氮除磷生物处理工艺中，活性污泥的生物除磷的能力低是亟待解决的重要问题。

聚磷菌(PAOs)是生物除磷法的主要完成者，它可在厌氧条件下分解胞内聚磷、糖原释放能量，并利用这些能量吸收废水中的有机碳源，在体内合成聚羟基烷酸(PHA)。在好氧条件下，PAOs氧化贮存在体内的PHA同时释放能量，PAOs利用这部分能量吸收远远超过其生理需要的磷，在其体内合成多聚磷酸盐(poly-p)及其糖原等其它多聚物。聚磷菌具有超量吸磷潜能核心环节是在体内形成并积累大量的PHA(其中主要成分是聚羟基丁酸，PHB)。研究发现，PHB是微生物体内碳源与能源的高分子储存物，积累PHB的细菌，对逆境的抵抗力增强，在不利生长条件下的存活率较高^[2,3]。因此，高效诱导聚磷菌利用有限的碳源在短时间内在菌体中形成与积累PHB，是保证聚磷菌在后续阶段高效吸磷的关键。

作为细菌细胞的必要组分，磷元素在菌体内的含量约为2％^[4]。目前，所报道分离纯化出的具有除磷功能的菌株，其除磷途径主要通过菌体在好氧条件下吸收磷酸盐并转化为细菌细胞基本组成，也即通过菌体大量增殖实现废水除磷目标。然而，菌体大量增殖过程长需要伴有高浓度的碳源与较长时间的微生物/废水接触时间，这在实际废水处理工程中难以实现，因此，也限制了实验室培养的聚磷菌在低有机浓度废水除磷中的应用。但若改变传统的培养模式，采取富集-驯化二阶段培养模式培养菌株，即第一阶段采用富集培养，在高碳源、营养均衡条件下扩增菌量，第二阶段采用营养失衡条件对菌体进行驯化培养，会诱导菌体内预先合成与积累PHB^[5]，而菌体内大量的PHB预贮备会对潜在的除磷菌株的除磷能力产生较大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有除磷功能的恶臭假单胞菌P.PAO-1及驯化培养方法，本发明所提供的恶臭假单胞菌P.PAO-1通过富集-驯化二阶段培养模式培养，在菌体内形成PHB的初始积累，并将其应用于普通的低浓度含碳有机废水处理中，实现高效除磷的目的。

本发明的一种具有除磷功能的恶臭假单胞菌P.PAO-1，所述恶臭假单胞菌(pseudomonas sp.)P.PAO-1的保藏编号为：CGMCC No.8073，其16S rRNA序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的一种具有除磷功能的恶臭假单胞菌P.PAO-1的驯化培养方法，包括：

(1)将恶臭假单胞菌P.PAO-1的菌种接种于5-10ml灭菌富集培养基预培养，然后再接种于100-200ml灭菌富集培养基内，在30℃条件下，震荡培养12-24h，清洗，离心，重悬浮形成菌液，菌液OD为1.0-1.3；

(2)将菌液转移至装有100-200ml灭菌富碳限氮驯化培养基A的容器中，控制菌液细菌细胞浓度约为1.5g干细胞/L，通入氮气5-30min赶尽容器内空气，并将其置于30℃、120r·min^-1的摇床上厌氧培养10-12h；然后将菌液离心、洗涤，重悬浮于富磷无碳的灭菌驯化培养基B中，通入无菌空气好氧培养8-12h后结束本轮厌氧/好氧循环，重复上述厌氧/好氧循环3-5次，得到驯化菌。

所述步骤(1)中富集培养基为每L含3g牛肉膏、10g蛋白胨、5g NaCl、0.02g KH₂PO₄，及1mL微量元素。

所述步骤(2)中富碳限氮驯化培养基A为：每L含4.92g CH₃COONa、13.6g KH₂PO₄、160mgNH₄Cl、0.27mg FeSO₄、184mg MgSO₄、2mg CaCl₂、1mL微量元素。