[發明專利]一種多聚磷酸鹽激酶基因及在污水除磷中的應用

有效

• 申請號: 201711016890.5
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107746850B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 王銳萍;吳紅萍;金映虹;張文飛;伍思宇;張起暢;殷浩能
• 申請（專利權）人: 海南師范大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/12;C12N1/21;C02F3/34;C02F101/10
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 于躍

本發明涉及一種多聚磷酸鹽激酶基因及在污水除磷中的應用，具體涉及三個新型多聚磷酸鹽激酶基因ppk33、ppk44、ppk73，分別具有如SEQ NO 1、SEQ NO 2和SEQ NO 3所示的核苷酸序列。本發明所述多聚磷酸鹽激酶基因ppk33、ppk44、ppk73制備的工程菌，可用于去除污水中的磷元素，其中菌株M15/pQE30a?ppk44是其對應對照菌株去磷量的7倍，10h聚磷率高達70％。

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體涉及一種多聚磷酸鹽激酶基因及在污水除磷中的應用。

背景技術

水體富營養化已成為全球問題且日趨惡化，近年來，大量的氮、磷、鉀等元素被排入各種水體的速度遠遠超過其被消耗速度，水體的有機物不斷積累，水生生態平衡被打破，水體富營養化已成為全球問題并日趨惡化(Yang X.E,Wu X.,Hao H.L.,HeZ.l.Mechanisms and assessment of water eutrophication[J].Journal of ZhejiangUniversity B,2008,3(3):197-209)。在所有的營養元素中，磷對藻類生長尤為重要，以磷為限制因子，當總磷濃度超過0.1mg/L，藻類就會過度繁殖(林曉,劉蜻,徐厚坤.富營養化水體中磷的控制方法初探[J].城鎮供水,2003,2(1):29-30；Abell J.M.,Hamilton D.P.Nitrogen and phosphorus limitation of phytoplankton growth inNew Zealand lakes:implicatios for eutrophication control[J].Ecosystems,2010,13(7):966-977)。然而，無限制排放的磷進入水體生態系統后，還會發生復雜的吸附、固定和再釋放過程，使污染水體更加難以治理(鄭金偉,冉煒,鐘增濤,何健.增強型生物除磷過程中聚磷酸鹽積累微生物的研究進展[J].應用生態學報,2004,15(8),1487-1490)。磷是引起水體富營養化的重要因素，除去水體中積聚的磷是水體修復中亟待解決的關鍵問題。

聚磷菌的發現為解決水體中無機磷的富集問題起到了至關重要的作用，國內外學者相繼篩選了很多具有聚磷能力的微生物，一般都是從高度富營養化水體的沉積物或活性淤泥中篩選得到，蔡天明等從城市污水處理廠好氧池活性污泥中分離獲得一株Pseudomonas grimontii C18，在好氧培養24h后除磷率達94.1％(蔡天明,陳立偉,吳守中,錢麗花,任倩.1株脫氮除磷菌的篩選及其特性研究[J].環境科學,2010,31(10):2487-2492)。莊志剛等從福州市閩侯縣上街鎮高岐村某排污口淤泥中分離出1株高效聚磷菌—Alcaligenes sp.ZGED-12，經優化培養條件后對磷的去除能力可達80％(莊志剛,韓永和,章文賢,周志華,陳佳興,李敏.高效聚磷菌Alcaligenes sp.ED-12菌株的分離鑒定及其除磷特性[J].環境科學學報,2014,34(3):678-687)。但是目前對紅樹林土壤聚磷菌的研究鮮見報道，紅樹林為潮灘濕地生物群落，長期遭受海水周期性浸淹，其生態環境與聚磷菌的聚磷過程好氧-厭氧交替環境高度一致，蘊藏著豐富的聚磷微生物資源。本申請發明人隨機采集了東寨港紅樹林134份土壤樣品，總共獲得185株初篩菌株，有42株菌株的聚磷能力達到20％以上，其中Acinetobacter.tandoii SC36最高聚磷率可達到70％，這些菌株可為富營養化水體的快速、高效處理提供了有效的菌種資源。

發明內容

本發明中聚磷菌株Acinetobacter.tandoii SC36的16S rRNA基因序列已由發明人提交到GenBank數據中，其序列號為KU353550(GenBank:KU353550.1)。

本發明提供三個新型多聚磷酸鹽激酶基因ppk33、ppk44、ppk73，其特征在于ppk33、ppk44、ppk73的DNA序列分別具有如SEQ NO 1、SEQ NO 2和SEQ NO 3所示的核苷酸序列。