[发明专利]一株同时具有硝化和反硝化功能的卓贝尔氏菌及其应用

说明书

本发明公开了一株同时具有硝化和反硝化功能的卓贝尔氏菌及其应用。卓贝尔氏菌(Zobellella sp.)2G‑5，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，地址为广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼，保藏日期为2019年03月06日，保藏号GDMCCNo.60606。本发明的卓贝尔氏菌2G‑5均能快速高效地脱除水体中的氨氮、亚硝态氮和硝态氮及其总氮，对上述三种无机氮源及总氮的脱除效果均在98％以上，且过程中无其他无机氮源的明显积累，无二次污染，该菌在养殖水质改良中具有很大的应用价值，如降低在水产养殖过程中氨氮、亚硝态氮及硝态氮等对养殖对象的危害。

技术领域

本发明属于微生物应用和环境工程技术领域，具体涉及一株同时具有异养硝化和好氧反硝化功能的卓贝尔氏反硝化菌及其在养殖水质改良中的应用。

背景技术

随着水产集约化养殖方式的普遍应用，养殖过程中部分饲料在养殖动物消化、吸收等代谢过程中转化为氨氮排泄到养殖环境中，亦进一步转化成亚硝酸盐和硝酸盐，从而造成养殖水中氮素含量过高。水体中氮素过高能导致水体富营养化，藻类大量繁殖，消耗水体中的溶氧，使得水变腥臭，致使鱼类等各种水生动物大量死亡。如过量的氨氨和亚硝酸盐是造成鱼虾等水产养殖动物致病的主要根源。研究表明，养殖水体中过量的亚硝酸盐对鱼虾主要通过影响其呼吸作用，降低鱼类血液中的血红蛋白和虾类血液中的血蓝蛋白对氧的亲和力，从而对水产养殖动物产生毒害。养殖水体过量的氨氮(主要有NH₄⁺和非离子化NH₃两种形式)会使鱼虾的免疫活性受迫，亦能破坏养殖动物的皮、胃及肠道面膜，造成体表和内部器官出血，从而导致急性中毒死亡。因此，如何经济有效地去除养殖水体中过量的氮素污染物，寻找一种高效的养殖水质改良剂越来越受到人们的关注。

目前，对水体中过量氮素的处理技术主要有化学、物理和生物方法，其中生物脱氮处理技术克服了物理化学脱氮法的一些缺陷，具有操作简单、适应范围广、处理效果好、基本上无二次污染等优点，近年来该技术已被广泛应用。微生物脱氮是生物脱氮中研究较多的方法，传统上认为，反硝化过程是在厌氧条件下实现的，而近年来，随着对脱氮菌的深入研究，发现有些菌能在好氧条件下同时具有异养硝化和反硝化的功能，此类菌在去除水体中氨氮、亚硝态氮和硝态氮方面具有独特的优势，能将氨氮或硝态氮最终还原为气体或者自身同化而脱离养殖水体，无残留，不造成二次污染，改善和维持养殖生态平衡，减少疾病发生，在养殖水质改良中具有重要作用。

好氧反硝化菌在生理生化和系统发育上存在多样性。已有研究表明，好氧反硝化细菌主要分布于假单胞菌(Pseudomonas)、产碱杆菌(Alcaligenes)、副球菌(Paracoccus)及芽胞杆菌(Bacillus)等属中，且相关文献及专利也较多。有关卓贝尔氏菌属(Zobellella)中具有脱氮作用的菌株，目前授权的国家发明仅有2件，专利201510316321.7(申请日2015.06.10)公布了一株海洋卓贝尔氏菌(Zobellella sp.)CYT1-8，其与模式菌Zobellella denitrificansZD1的相似最高，16S rRNA相似性为99.04％，该专利所涉及菌株在好氧条件下能快速去除水体中硝酸盐和亚硝酸盐，但其在去除硝酸盐过程中会有大量亚硝酸盐积累。专利201310100699.4(申请日2013.08.07)公布了一株好氧反硝化细菌卓贝尔氏菌(Zobellella sp.)NKDN-01，其与模式菌Zobellella taiwanensisZT1相似性最高，该菌对高氨氮废水有很高的去除率，也具有一定的硝态氮去除效果，但其对亚硝态氮的去除效果未提及，且该专利中，在对该菌处理人工高氨氮废水时，最后有微量亚硝态氮的增加。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一株同时具有异养硝化和好氧反硝化功能的卓贝尔氏菌(Zobellella sp.)2G-5，其保藏于广东省微生物菌种保藏中心(GDMCC)，地址为广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼，保藏日期为2019年03月06日，保藏号GDMCCNo.60606。