[发明专利]一株剑菌及其在生物产电中的应用

说明书

本发明公开了一株剑菌及其在生物产电中的应用。所述的剑菌（Ensifer sesbaniae）Y5，由广东省微生物菌种保藏中心保藏，简称GDMCC，其保藏编号：GDMCC No：60957，保藏日期为2020年1月14日。本发明的剑菌（Ensifer sesbaniae）Y5筛选分离于黑臭水体沉积物，该菌株具有较强的产电能力，能在较宽的pH（5.5‑9.5）、温度（4‑45℃）范围内生长，并且能利用多种碳源进行产电，在环境治理与能源生产领域有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及环境微生物和生物能源技术领域，具体涉及一株来源于黑臭水体沉积物的具有产电能力的剑菌及其在生物产电中的应用。

背景技术

产电微生物（也可称作胞外产电菌，阳极呼吸菌）是指能够将代谢产生的电子传递到细胞外电子受体的一类具有胞外电子传递功能的微生物，多为厌氧微生物或兼性厌氧微生物。产电微生物广泛分布于土壤、废水、湖泊、海洋和河流沉积物等厌氧或缺氧环境中。

微生物燃料电池是近些年来发展迅速的生物电化学反应装置，其将传统的生物降解与电化学技术融为一体，通过微生物的电子传递将微生物可利用的有机物中的化学能转化为电能。微生物燃料电池在污染治理、生物产电和绿色化工等方面展现出广阔的应用前景。其工作原理为在阳极，产电微生物氧化可利用的有机物的同时产生电子，电子通过相应的电子传递机制传递到阴极的电子受体，阴极的电子受体一般为氧气和铁氰化钾等。

产电微生物是微生物燃料电池发展与应用的关键，而目前研究报道已获得的产电微生物的种类和数量仍十分有限，且相关研究主要集中在Geobacter和Shewanella等菌属。除此之外，很多产电微生物的产电效率较低，可应用于微生物燃料电池的产电微生物还十分有限，对于产电微生物资源的开发利用还处在起步阶段，因此亟需筛选分离获得更多高效的产电菌种。

Ensifer（剑菌属）为革兰氏阴性菌，在土壤和河流沉积物等自然环境中广泛存在。然而目前针对Ensifer降解环境污染物的研究也较多，却尚未见到关于其在生物产电领域的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于针对目前产电微生物菌种资源相对紧缺的现状，提供一株剑菌及其在生物产电中的应用。

本发明的第一个目的是提供一株具有生物产电功能的剑菌（Ensifer sesbaniae）Y5，该菌株已于2020年1月14号保藏于广东省微生物菌种保藏中心，地址：中国.广州.广东省微生物研究所，邮编：510070，保藏中心登记入册编号为GDMCC No：60957。

所述剑菌（Ensifer sesbaniae）Y5来源于广东佛山容桂文塔公园的黑臭河涌的沉积物。经过微生物燃料电池富集和梯度稀释-偶氮还原筛选方法分离得到。该菌株为兼性厌氧菌、杆状、长约3 μm、宽0.8-0.9 μm，有鞭毛，革兰氏阴性。有较宽的pH（5.5-9.5）、温度（4-45℃）生长范围。该菌的显著特性是具有产电活性。