[发明专利]一种多聚磷酸盐激酶基因及在污水除磷中的应用

说明书

本发明涉及一种多聚磷酸盐激酶基因及在污水除磷中的应用，具体涉及三个新型多聚磷酸盐激酶基因ppk33、ppk44、ppk73，分别具有如SEQ NO 1、SEQ NO 2和SEQ NO 3所示的核苷酸序列。本发明所述多聚磷酸盐激酶基因ppk33、ppk44、ppk73制备的工程菌，可用于去除污水中的磷元素，其中菌株M15/pQE30a‑ppk44是其对应对照菌株去磷量的7倍，10h聚磷率高达70％。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种多聚磷酸盐激酶基因及在污水除磷中的应用。

背景技术

水体富营养化已成为全球问题且日趋恶化，近年来，大量的氮、磷、钾等元素被排入各种水体的速度远远超过其被消耗速度，水体的有机物不断积累，水生生态平衡被打破，水体富营养化已成为全球问题并日趋恶化(Yang X.E,Wu X.,Hao H.L.,HeZ.l.Mechanisms and assessment of water eutrophication[J].Journal of ZhejiangUniversity B,2008,3(3):197-209)。在所有的营养元素中，磷对藻类生长尤为重要，以磷为限制因子，当总磷浓度超过0.1mg/L，藻类就会过度繁殖(林晓,刘蜻,徐厚坤.富营养化水体中磷的控制方法初探[J].城镇供水,2003,2(1):29-30；Abell J.M.,Hamilton D.P.Nitrogen and phosphorus limitation of phytoplankton growth inNew Zealand lakes:implicatios for eutrophication control[J].Ecosystems,2010,13(7):966-977)。然而，无限制排放的磷进入水体生态系统后，还会发生复杂的吸附、固定和再释放过程，使污染水体更加难以治理(郑金伟,冉炜,钟增涛,何健.增强型生物除磷过程中聚磷酸盐积累微生物的研究进展[J].应用生态学报,2004,15(8),1487-1490)。磷是引起水体富营养化的重要因素，除去水体中积聚的磷是水体修复中亟待解决的关键问题。

聚磷菌的发现为解决水体中无机磷的富集问题起到了至关重要的作用，国内外学者相继筛选了很多具有聚磷能力的微生物，一般都是从高度富营养化水体的沉积物或活性淤泥中筛选得到，蔡天明等从城市污水处理厂好氧池活性污泥中分离获得一株Pseudomonas grimontii C18，在好氧培养24h后除磷率达94.1％(蔡天明,陈立伟,吴守中,钱丽花,任倩.1株脱氮除磷菌的筛选及其特性研究[J].环境科学,2010,31(10):2487-2492)。庄志刚等从福州市闽侯县上街镇高岐村某排污口淤泥中分离出1株高效聚磷菌—Alcaligenes sp.ZGED-12，经优化培养条件后对磷的去除能力可达80％(庄志刚,韩永和,章文贤,周志华,陈佳兴,李敏.高效聚磷菌Alcaligenes sp.ED-12菌株的分离鉴定及其除磷特性[J].环境科学学报,2014,34(3):678-687)。但是目前对红树林土壤聚磷菌的研究鲜见报道，红树林为潮滩湿地生物群落，长期遭受海水周期性浸淹，其生态环境与聚磷菌的聚磷过程好氧-厌氧交替环境高度一致，蕴藏着丰富的聚磷微生物资源。本申请发明人随机采集了东寨港红树林134份土壤样品，总共获得185株初筛菌株，有42株菌株的聚磷能力达到20％以上，其中Acinetobacter.tandoii SC36最高聚磷率可达到70％，这些菌株可为富营养化水体的快速、高效处理提供了有效的菌种资源。

发明内容

本发明中聚磷菌株Acinetobacter.tandoii SC36的16S rRNA基因序列已由发明人提交到GenBank数据中，其序列号为KU353550(GenBank:KU353550.1)。

本发明提供三个新型多聚磷酸盐激酶基因ppk33、ppk44、ppk73，其特征在于ppk33、ppk44、ppk73的DNA序列分别具有如SEQ NO 1、SEQ NO 2和SEQ NO 3所示的核苷酸序列。