[发明专利]一株能转化重金属的贪铜菌属菌株及其应用

说明书

本发明公开了一株能转化重金属的贪铜菌属菌株及其应用。该菌株名称为贪铜杆菌(Cupriavidus metallidurans)Paddy‑2，于2015年6月29日保藏于位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.11028。该菌株在硝酸盐环境中对亚铁有较强的氧化能力并能对亚铁氧化成矿，其可用于土壤的改良；该菌株对砷也具有较强的还原作用，在无硝酸盐和亚铁离子的条件下，其对砷的还原作用更强，可用于修复砷污染土壤。

技术领域

本发明属于新菌种筛选技术及环境微生物技术领域，特别涉及一株能转化重金属的贪铜菌属菌株及其应用。

背景技术

铁是红壤中最为重要的氧化还原活性元素，而氧化铁是土壤中重要的活性矿物，主要含铁矿物包括针铁矿、赤铁矿、纤铁矿、水铁矿、黄铁矿和施威特曼石等多种形态，其主要以游离态的氧化铁包裹在土壤颗粒表面，具有较高的地球化学活性，对土壤中各元素的地球化学性质有着重要的影响。在厌氧条件下，铁元素在铁还原菌或铁氧化菌作用下产生溶解态Fe(II)以及含Fe(II)的矿物，这些含铁矿物带有表面电荷、具有巨大的比表面积与强烈的反应活性，是土壤和沉积环境中重要的吸附剂、氧化/还原剂和催化剂，直接影响土壤养分的利用效率以及重金属、有机污染物的行为归趋。

厌氧条件下的Fe(II)氧化成矿过程不仅对现代环境中铁、氮等元素的地球化学循环起着重要作用，且影响着重金属的迁移与转化。Fe(II)氧化过程与硝酸盐还原、厌氧反硝化及厌氧氨氧化等过程密切相关，硝酸盐依赖型亚铁氧化菌驱动Fe(II)氧化耦合硝酸盐还原过程影响着氮元素的循环。微生物作用下Fe(II)催化氧化形成铁氧化物的过程直接影响重金属的环境地球化学行为，如Fe(II)在形成铁氧化物(主要为Fe(III)羟基氧化物、Fe(III)氢氧化物及Fe(II)氧化物)的同时能够吸附溶液中的砷，从而固定重金属离子，另一方面，砷与铁氧化物发生共沉淀效应，进一步降低重金属离子的流动性。

参与Fe(II)氧化代谢过程的微生物主要有光合型微生物、硝酸盐或者高氯酸盐呼吸微生物。土壤中硝酸盐具有较高的氧化电位，并且在土壤中含量较高，是研究较多的参与铁的生物地球化学过程的电子受体。现已分离并鉴定的硝酸盐依赖型亚铁氧化菌主要来至淡水湖、沉积物、稻田等生境。稻田重金属污染物砷与铁氧化物的表面吸附是一个重要的环境过程，且在水稻土中普遍存在。虽然已有报道表明硝酸盐依赖型亚铁氧化菌在促进Fe(II)氧化成矿的同时，能显著降低水稻土中砷的活性。但目前为止，对于水稻土中硝酸盐依赖型亚铁氧化菌是如何发挥成矿的作用，以及整个微生物亚铁氧化过程对砷的迁移转化机制仍不明确。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一株能转化重金属的贪铜菌属菌株。

本发明的另一目的在于提供所述能转化重金属的贪铜菌属菌株的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一株能转化重金属的贪铜菌属菌株，名称为贪铜杆菌(Cupriavidus metallidurans)Paddy-2，于2015年6月29日保藏于位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.11028。

所述的能转化重金属的贪铜菌属菌株的应用，是将其氧化亚铁和微生物成矿、以及还原砷。

所述的能转化重金属的贪铜菌属菌株在氧化亚铁和微生物成矿时，需在硝酸盐存在条件下，将所述的能转化重金属的贪铜菌属菌株作用氧化亚铁。

所述的能转化重金属的贪铜菌属菌株在还原砷时，优选为先去除硝酸盐以及亚铁，再将所述的能转化重金属的贪铜菌属菌株作用砷酸盐。

所述的能转化重金属的贪铜菌属菌株优选为用于改良土壤以及用于修复砷污染土壤。