[發明專利]一株異養硝化菌及其應用

有效

• 申請號: 201910882104.2
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110628670B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 邵宗澤;李貴珍;賴其良
• 申請（專利權）人: 自然資源部第三海洋研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/34;C12R1/01;C02F101/16;C02F103/20
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一株異養硝化菌及其應用，涉及環境污染物生物處理。來源于南美白對蝦養殖海水，經人工富集培養、分離純化得到；為革蘭氏染色陰性的斯尼斯氏菌屬Sneathiella sp.的菌株216LB?ZA1?12，已于2019年06月24日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏中心登記入冊編號：CGMCC No.18018，生物學特性為接觸酶和氧化酶陽性，兼性厭氧，菌體形態呈桿狀，菌落淺黃色不透明，邊緣規則，表面凸起，無暈環，直徑1～2mm。可在含鹽污水去除氨氮處理中的應用。

技術領域

本發明涉及環境污染物生物處理，尤其是涉及一株異養硝化菌及其應用。

背景技術

隨著海水養殖業的高速發展，海水養殖對周邊環境的影響也日益受到關注。據統計，水產養殖系統中的80％～88％碳、52％～95％氮、85％磷和60％固體餌料，最終以固體顆粒、可溶性有機物以及氣體的形式釋放出來，其中最常見的污染物為含氮廢物^[1]。大量含氮廢物會導致水中“三氮”，即氨氮(NH₄⁺－N)、亞硝酸氮(NO₂^－－N)、硝酸氮(NO₃^－－N)的過度積累，進而抑制養殖對象的生長，這是養殖水域中誘發暴發性疾病的重要因素^[2]。

含氮化合物是生物代謝過程中必不可少的物質，在生命周期中起著極其重要的作用^[3]。然而有些含氮化合物并不受歡迎，例如，氨氮。氨氮不僅能夠引起水質問題，而且還具有刺鼻的氣味^[4]。因此，如何經濟高效的去除養殖水體中的氨氮是養殖業安全的重要保障。生物脫氮是含氮污水處理的重要環節，是目前最經濟、有效的脫氮方法。

異養硝化作用和異養硝化微生物其實早在1886年、1894年和1908年就有報道，但由于遭到Winogradsky(維諾格拉德斯基)的強烈批判和否定，在此后的很多年幾乎沒有研究報道^[5]。Quastel和Scholefield等人以丙酮酸肟為底物進行試驗，獲得了能產亞硝酸鹽的菌株^[6-7]，此后，研究者們猜想，可能存在有異養微生物可以氧化氨氮，即異養硝化作用。1983年Robertson首次從污水中分離純化出異養硝化菌Thiosphaera pantotropha，并證實異養硝化菌在硝化作用過程中起著重要作用^[8]。異養硝化菌廣泛存在于不同的環境中^[9-13]，主要存在于火山口、高山、河流、土壤、濕地和沼澤等^[14-18]，其中，既包括原核生物，也包括真核生物^[19-21]，目前已有報道的菌株有分離自松花江水的枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)^[22]、醋酸鈣不動桿菌(Acinetobacter calcoaceticus)^[22]、穿孔假單菌(Pseudomonas pertucinogena)^[22]和短桿菌(Brevibacterium sp.)^[22]、Kim等從糞便處理系統中篩出的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus)^[23]、Su等從養豬場廢水處理系統中篩出的產堿假單胞菌(Pseudomonas alcaligenes AS-1)^[24]、Joo等從污泥中篩出的糞產堿菌(Alcaligenes faecalis No.4)^[25]、孔慶鑫篩出的不動桿菌(Acinetobacter sp.YY-5)^[26]、曾慶梅等篩出的產堿菌(Alcaligenes sp.HN-S)^[27]、張培玉等篩出的假單胞菌(Pseudomonas sp.)^[28]、廖小紅等篩出的蠟樣芽孢桿菌(Bacillus cereus XWZ-8)^[29]、陳昢圳等從畜禽養殖廢水樣品中篩出的嗜吡啶紅球菌(Rhodococcus pyridinivorans)^[30]等等。目前，關于異養硝化方面的研究報道呈遞增趨勢。并有研究報道，一些硝化菌還同時兼具反硝化的功能。李貴珍等人對兼具反硝化功能的異養硝化菌進行了專門的報道^[31]。有些異養硝化菌可以在有氧存在的條件下，氧化氨氮或有機態氮，形成亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮。由于異養硝化菌可利用底物十分寬泛，因而認為異養硝化反應硝化底物進行的更加徹底。目前，已報道的異養硝化菌有細菌、真菌、放線菌，其中細菌報道的有Achromobacter、Alcaligenes Acinetobacter、Pseudomonas、Bacillus、Rhodococcus、Halomonas等屬，并多用于污水處理研究。