[发明专利]韩国芽孢八叠球菌JZ-2及其应用

说明书

本发明提供一株韩国芽孢八叠球菌JZ‑2及其应用。本发明菌株JZ‑2具有较高的脲酶活性，水解尿素的同时能够提高体系pH并产生大量CO₃^2‑，对重金属具有一定的固定效果。通过将菌株制备成菌剂，能够增强菌株对恶劣环境的抵抗能力，菌剂与尿素等营养物质按比例投加到重金属污染土壤中，可有效降低可交换态重金属的含量，提高土壤重金属修复效果。该方法成本低，效率高，无二次污染，在土壤重金属稳定化修复方面具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及微生物及固化重金属技术领域，具体地说，涉及一株韩国芽孢八叠球菌JZ-2及其应用。

背景技术

由于人类活动导致重金属通过各种途径进入环境，造成土壤、水体重金属污染日益严重。研究显示，1972-2017年，世界5大洲168条河流和71个湖泊中12种重金属浓度普遍提高，超出世界卫生组织制定的阈值标准。土壤重金属污染不仅破坏生态环境，还会导致种植的农副产品重金属超标。因此，修复重金属污染土壤迫在眉睫。

传统的土壤重金属污染修复主要有物理和化学法，但因其高成本、高能耗、低效率、会影响土壤原有结构和功能，易造成二次污染等缺点不适合大面积应用。植物修复能安全有效去除土壤重金属，但植物自身生长受自然环境因素影响较大，且深层污染难修复。与上述方法相比，微生物修复具有环境友好、适应快且可边生产边修复等优点，其中以微生物诱导碳酸盐沉淀(microbial induced carbonate precipitation，MICP)为核心的生物矿化技术，因其环境友好性已成为当前国内外研究的热点。

微生物诱导碳酸盐沉淀主要通过微生物分泌脲酶水解尿素，产生CO₃^2-并提高pH，碳酸根能够与重金属离子结合形成碳酸盐，从而降低重金属有效性，另一方面pH的升高也有利于重金属的稳定。在矿化过程中，微生物的脲酶活性对重金属的修复效果起到决定性作用。然而在实际土壤修复过程中，重金属的毒性以及土壤复杂环境对微生物的生长存活产生了严重的危害，如果菌株迅速失活，重金属往往不能得到有效固定。为此，筛选出重金属耐受性高的菌株，同时找到一种能够保护菌株免受环境胁迫的固定化方法，将极大的推进MICP在重金属污染土壤修复中的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一株韩国芽孢八叠球菌JZ-2及其应用。

本发明的另一目的是提供重金属污染土壤修复的方法。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供一株碳酸盐矿化菌株-韩国芽孢八叠球菌(Sporosarcina koreensis)JZ-2，菌株JZ-2现已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，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，邮编100101，保藏编号CGMCC No.25437，保藏日期2022年8月3日。

第二方面，本发明提供含有所述韩国芽孢八叠球菌JZ-2菌剂。

第三方面，本发明提供所述韩国芽孢八叠球菌JZ-2或含有所述韩国芽孢八叠球菌JZ-2菌剂在重金属污染环境修复中的应用。

第四方面，本发明提供重金属污染土壤修复的方法，包括以下步骤：

(1)在液体培养基中培养权利要求1所述韩国芽孢八叠球菌JZ-2，培养完成后离心收集菌体，菌体经清洗重悬于0.8％-1.0％氯化钠溶液中，得到菌悬液；

(2)将步骤(1)所得菌悬液与海藻酸钠溶液混合，用注射器将混合液滴加到氯化钙溶液中，置于4℃冰箱固定化后，用PBS缓冲液冲洗并干燥得到固定化菌剂；

(3)将步骤(2)所得固定化菌剂与营养液同时施用于重金属污染土壤。

进一步地，步骤(1)中，所述液体培养基的成分为：10g/L蛋白胨、3g/L牛肉膏、5g/L氯化钠和20g/L尿素，pH7.0。