[發明專利]一株來自汽車排氣管的耐高溫的好氧反硝化細菌C-2

無效

• 申請號: 200910070077.5
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN101988042A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發明（設計）人: 李建穎;林翠儀;池凌鈺
• 申請（專利權）人: 天津市玄真生物醫藥科技發展有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12R1/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工業微生物領域，更具體的說，是涉及一種優良微生物的選育。

背景技術

反硝化細菌是指能夠將NO₃^-還原為氣態氮的細菌，多為異養、兼性厭氧細菌，如反硝化桿菌、斯氏桿菌、螢氣極毛桿菌等。它們廣泛分布于土壤、廄肥和污水中。

反硝化機理

適宜的脫氮菌在有外加碳源的情況下，以氮氧化物為氮源，將氮氧化物同化合成為有機氮化合物，成為菌體的一部分(合成代謝)，脫氮菌本身獲得生長繁殖；而異化反硝化作用(分解代謝)則將NOx最終還原成氮氣。

NOx中NO₂和NO溶解于水的能力差別較大，因此凈化機理也不同。NO不與水反應，溶解度很小，亨利系數17.1～31.4Pa(0～30℃)，其凈化途徑可能有兩條：一是NO溶解于水；二是被反硝化細菌吸附，然后在其氧化氮還原酶的作用下被還原為N₂。NO₂先溶于水形成NO₃^-、NO₂^-及NO，化學反應式為：

2NO₂+H₂O→HNO₃+HNO₂

3HNO₂→HNO₃+2NO+H₂O

NO₃^-在微生物硝酸鹽還原酶的作用下還原為NO₂^-，NO₂^-在亞硝酸鹽還原酶的作用下再還原為NO，最后NO被吸附在微生物表面后，在氧化氮還原酶的作用下被還原為N₂。

脫氮微生物的種類很多且差別較大。許多屬都有脫氮種，其類型有異養脫氮菌、專性自氧菌和兼性自養菌。其中數量最多的異養脫氮菌，包括無色桿菌屬(Achromobacter)、產堿桿菌屬(Alcaligenes)、桿菌屬(Bacillus)、色桿菌屬(Chromobacterium)、棒桿菌屬(Corynebacrerium)、鹽桿菌屬(Halobacterium)、生絲桿菌屬(Hyphomicrobium)、微球菌屬(Micrococcus)、莫拉氏菌屬(Moraxella)、丙酸桿菌屬(Propionibacterium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、螺菌屬(Spirillum)、黃單胞菌屬(Xanthomonas)。這些異養脫氮菌有些是專性好氧菌，有些是兼性厭氧菌，它們在好氧、厭氧或缺氧條件下，利用有機物進行脫氮。此外，還有少量專性和兼性的化能自養菌也能還原NOx。如硫桿菌屬(Thiobacillus)中的脫氮硫桿菌(T.denitrificans)利用無機基質，如H₂、H₂S和S、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽等作為氫受體，能在厭氧條件下利用NO₃^-或NO₂^-作為氫受體，使處于還原價位的含硫化合物氧化，而把NO₂^-和NO₃^-還原成N₂。

好氧反硝化細菌的發現

20世紀80年代，Robert?son等人報道了好氧反硝化細菌和好氧反硝化酶系的存在，并證實了泛養硫球菌Thiosphaera?pantot?ropha(現更名為脫氮副球菌Paracoccus?denit?rif?ications)在生長過程中，O₂和NO₃^-共同存在時，其生長速率比兩者單獨存在時都高。目前，越來越多的研究證明細菌好氧反硝化的存在，并發現了一些在有氧條件下有較高反硝化率的細菌。

好氧反硝化細菌作用機制的電子理論