[发明专利]一株好氧反硝化细菌及其应用

说明书

本发明公开了一株好氧反硝化细菌变形假单胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）YIM DC16，该菌株已于2015年7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CGMCC No.11077；其是具有好氧反硝化能力的微生物菌株；本发明菌株在有氧或限氧条件下能利用葡萄糖、琥珀酸钠、柠檬酸钠、乙酸钠、酒石酸钠等多种碳源进行好氧反硝化作用；该菌株在以葡萄糖为碳源、KNO₃为唯一氮源的液体培养基中，培养条件为20℃、100 rpm、初始pH 7.5、C/N=15时，培养36 h后对硝态氮的去除率达到90.07%，总氮的去除率也可到达76.99%，具有较好的市场应用前景。

技术领域

本发明属于环境微生物领域，具体涉及到一株好氧反硝化细菌菌株及其应用。

背景技术

氮是动物合成蛋白和植物生长必不可少的主要成分，是生物体最重要的营养元素之一。然而随着城市扩展及工、农业的发展，人类过度的向水体中释放含氮化合物，超过环境的承载能力，不仅造成了水体富营养化和水华风险，含氧量减少，生物多样性降低，使水体生态系统遭到破坏等各种影响，同时还严重影响到人体健康。因此人们越来越重视氮素污染的治理以及脱氮工艺的创新。

脱氮工艺可分为物理与化学脱氮法（简称“物化法”）和生物脱氮法，前者往往具有操作费用高，容易造成二次污染等缺点。相对于物化法，生物脱氮是对环境影响较小且经济有效的一种脱氮工艺。传统的生物脱氮由于具有良好的脱氮效率而受到广泛认可，但由于其由好氧硝化和厌氧/缺氧反硝化两部分工艺组成，也造成了操作复杂、能耗大以及运行费用高等缺点。传统理论认为反硝化只有在厌氧或缺氧的条件下才可以进行，而随着好氧反硝化现象的发现以及不断分离得到好氧反硝化细菌的增加，促进了新型脱氮工艺的发展。传统的生物脱氮方法中主要是在有氧条件下由硝化细菌将NH₄⁺-N氧化为NO₃^--N，之后再在缺氧条件下将NO₃^--N转化为N₂，而好氧反硝化细菌的发现则可将硝化和反硝化反应在同一反应器内实现即同步硝化反硝化，大大节省了操作时间与费用。

实现同步硝化反硝化工艺的研究主要基于好氧反硝化菌。反硝化菌为异养菌，而浅层地下水中COD浓度较低，需要外加碳源才能满足反硝化作用，因而研究碳源类型、碳氮比对反硝化菌脱氮性能的影响，可以找到更加有效经济的碳源，从而提高反硝化效率。因此，从自然界中分离高效好氧反硝化菌株并优化其反硝化条件，将对此工艺的发展起到很好的促进作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一株具有高效好氧反硝化能力的菌株，为生物脱氮、治理高氮污染水体提供一种良好的微生物材料。

本发明从昆明滇池底泥样品中分离筛选出一株好氧反硝化菌株，该菌株命名为变形假单胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）YIM DC16，并于2015年7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（CGMCC），地址：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，保藏号为CGMCC No. 11077。

该菌株的生物学特征为：细胞呈杆状，有鞭毛，端生；菌落在LB培养基上的形态特征为乳白色，圆形，表面光滑；革兰氏染色反应呈阴性，接触酶、氧化酶、硝酸盐还原和精氨酸水解为阳性；硝基-D甲基半乳糖水解，吲哚反应、VP实验、H₂S产生、色氨酸脱氨酶、赖氨酸脱酸酶、鸟氨酸脱羧反应、葡萄糖产酸发酵、脲素水解、七叶灵水解和明胶液化均为阴性。菌株能利用葡萄糖、甘露糖、葡萄糖酸盐、癸酸、苹果酸、蔗糖、柠檬酸钠和苯乙酸作为碳源；不能利用阿拉伯糖、甘露醇、N-乙酰葡糖糖胺、麦芽糖和己二酸实验作为碳源。

本发明所涉及的好氧反硝化细菌是通过富集、梯度稀释、选择性培养基培养并结合定性筛选中的颜色反应等方法筛选得到的。