[发明专利]一株弗留明拜叶林克氏菌菌株及其在砷氧化中的应用

说明书

本发明公开了一株弗留明拜叶林克氏菌菌株及其在砷氧化中的应用，所述的菌株是AS‑56，已于2019年12月5日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 20191014。本发明的弗留明拜叶林克氏菌(Beijerinckia fluminesis)菌株AS‑56能把As(III)氧化为毒性较低的As(V)，能将0.15g/L的As(III)溶液全部氧化成As(V)，大大降低砷的毒性，因此该菌株在环境修复方面具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于环境微生物领域，具体涉及一株弗留明拜叶林克氏菌菌株，该菌株可氧化砷，从而降低砷对环境的不利影响。

背景技术

近年来，随着矿冶、化工、农药等行业的发展，我国湖南、广东、贵州和云南等省份的部分地区土壤砷污染十分严重。

砷是一种典型的人体致癌物，毒性较大。目前，国内外砷污染土壤的治理方法包括物理、化学和生物修复方法。电动修复技术、换土法等物理方法工程量大、耗时长、处理费用高；固化/稳定化法、土壤淋洗法等化学方法使用范围窄、局限性强，且容易引起其他环境风险；植物修复法治理周期长，植物在不同区域条件的生长差异使此技术难以形成标准化；同时，以上方法均在大面积砷污染土壤的治理中难以推广。

微生物修复是通过自然环境中的土著微生物或者人为添加的功能微生物，使污染物产生氧化还原、吸收、降解等作用，以此降低土壤中污染物毒性的方法，具有安全、高效、低成本、环境友好、能大面积应用等优点，是最具发展和应用前景的环境修复新技术。

自然环境中的砷主要以两种化合价存在：As(V)和As(III)，在大多数环境条件下，As(III)的毒性是As(V)的25～60倍。因此，如果能将毒性较强的As(III)氧化成毒性较弱的As(V)，可以减少砷的迁移性与毒性，具有实际的环境修复意义。

自然界中的微生物广泛地参与了砷的地球化学循环，微生物对砷的适应性极强，有的微生物甚至可以通过氧化As(III)来获取能量以供生长，使环境中的As(III)氧化成As(V)，减轻了砷的毒性。同时，微生物驱动的砷氧化作用，能够明显提高砷的氧化速度。因此，可以利用微生物驱动的砷氧化作用，来减轻自然生境中的砷污染问题。

微生物驱动的砷的氧化过程，能够降低砷在环境中的毒性和迁移能力，在砷污染修复方面起到重要作用。目前研究发现的砷氧化菌主要属于假单胞菌属(Pseudomonas)、硫单胞菌属(Thiomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、无色杆菌属(Achromobacter)等，至今暂未发现拜叶林克氏菌属(Beijerinckia)氧化砷的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一株弗留明拜叶林克氏菌(Beijerinckia fluminesis)菌株AS-56，该菌株具有氧化砷的功能，可以将毒性较强的As(III)氧化为毒性较低的As(V)，大大降低了砷在环境中的毒性，可应用于矿区等砷污染环境的修复。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一株弗留明拜叶林克氏菌(Beijerinckia fluminesis)菌株AS-56，已于2019年12月5日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址：中国湖北省武汉市武汉大学内)，保藏编号为CCTCC NO：M 20191014。

菌株AS-56的筛选、分离过程为：采集湖南省石门县雄黄矿区尾矿砷污染土壤，在液体培养基中培养一周后，取培养液均匀涂布于固体培养基上，置于生化培养箱30℃培养，待菌长出后挑取不同形态的菌落采用划线法进行分离，连续分离纯化得到单一菌落，此菌落为具有三价砷氧化能力的高效砷氧化菌。

该单一菌落中的菌株为杆状，革兰氏阴性，大小为0.1-0.3×0.06-1.0μm，细菌不具有运动性。采用Biolog鉴定后发现，在94种不同物质的代谢性和耐受性测试中，该菌株能代谢乙酸、D-葡糖酸、D-麦芽糖等43种碳源，对1％NaCl、醋竹桃霉素、四唑紫等8种物质显示出耐受性。