[發(fā)明專利]一種錳氧化真菌及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110048920.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112831422B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王美;徐祖信;董濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/14
• 分類號(hào): C12N1/14;C02F3/34;B09C1/10;C02F101/20;C12R1/645
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 顧艷哲

本發(fā)明公開(kāi)了一株具有錳氧化能力的真菌，該真菌能夠?qū)⑺w中的Mn²⁺氧化生成不溶于水的錳氧化物，該Mn²⁺氧化真菌為枝孢菌Cladosporium sp.XM01，保藏號(hào)為CGMCC NO.21083。將本發(fā)明的枝孢菌XM01菌株用于自然水體中的Mn²⁺氧化，其操作穩(wěn)定(15?30℃)在常溫范圍，pH值(6.0?7.5)在中性范圍，具有很高的Mn²⁺氧化效率，通過(guò)本發(fā)明所采用的XM01循環(huán)氧化二價(jià)錳，可實(shí)現(xiàn)重金屬或微量有機(jī)物污染的水體和土壤原位修復(fù)。本發(fā)明菌株生長(zhǎng)過(guò)程中氧化生成的錳氧化物在污水治理、水環(huán)境修復(fù)和土壤等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種錳氧化真菌及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，由于生物錳氧化物具有良好的吸附能力和氧化能力，與化學(xué)合成的錳氧化物相比，生物氧化錳結(jié)晶弱，粒徑小Mn價(jià)態(tài)高，結(jié)構(gòu)中八面體空穴多，因而具有更強(qiáng)的吸附、氧化等表面活性。另外，生物錳氧化物是在環(huán)境友好的條件下生產(chǎn)的，無(wú)需過(guò)度使用能源，因此它可以被視為一種成本效益高、環(huán)境友好型材料，用于被污染的環(huán)境修復(fù)。

錳氧化物的形成機(jī)制有化學(xué)成因和生物成因兩種。相比而言，生物成因認(rèn)為微生物主要介導(dǎo)了自然界中的錳氧化過(guò)程，且生物介導(dǎo)的錳氧化反應(yīng)速率要比化學(xué)催化的速率快幾倍甚至幾萬(wàn)倍以上。迄今為止，自然界中種類眾多的微生物已被發(fā)現(xiàn)具有錳氧化性能，這些錳氧化物廣泛分布在自然環(huán)境中，其中陸地系統(tǒng)中的錳氧化菌主要存在于土壤、沉積物、水管、荒漠漆皮、洞穴、礦石中。淡水系統(tǒng)中的錳氧化菌主要存在于淡水溫泉、河流、小溪、池塘、淺水湖中富含錳的表面膜、鐵錳結(jié)核、淡水中的沉積物、海灣中的好氧/缺氧界面中。

細(xì)菌和真菌都被認(rèn)為是重要的錳轉(zhuǎn)化劑，可以氧化Mn²⁺生成Mn(III，IV)，并產(chǎn)生結(jié)晶不良的納米級(jí)生物錳氧化物。目前，有關(guān)錳的微生物氧化多集中在細(xì)菌上，包括錳氧化細(xì)菌對(duì)污染環(huán)境中重金屬的去除、錳氧化細(xì)菌氧化錳所形成產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特征以及錳氧化細(xì)菌對(duì)錳氧化的機(jī)理等內(nèi)容，如專利CN112094766A公開(kāi)了一種錳氧化細(xì)菌，而有關(guān)錳氧化真菌對(duì)環(huán)境中錳氧化物轉(zhuǎn)化的貢獻(xiàn)及對(duì)無(wú)機(jī)物環(huán)境命運(yùn)的影響知之甚少。然而，絲狀真菌相比細(xì)菌，對(duì)環(huán)境中錳的氧化更有優(yōu)勢(shì)：(1) 真菌在寬pH范圍內(nèi)生長(zhǎng)的能力；(2)真菌對(duì)高濃度有毒金屬和有機(jī)污染物的抗性。從土壤、巖石表面、沉淀物、淤泥和淡水等環(huán)境中分離出許多能夠氧化錳(II) 的真菌，包括吖啶屬、鏈格孢屬、枝孢屬、錐孢屬、彎孢屬、青霉屬等。錳氧化真菌研究較多的是支頂孢屬(Acremonium sp.)和白腐真菌(Phanerochaetechrysosporium)。通過(guò)此類錳氧化真菌的生物吸附與氧化，可將水中的錳離子Mn(II) 形成生物錳氧化物，這些發(fā)現(xiàn)為生物除錳和吸附氧化水中污染物(如重金屬、微量有機(jī)污染物)帶來(lái)了嶄新的思路，是一種新型的含錳廢水生物處理方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。在自然水質(zhì)條件下，存在著營(yíng)養(yǎng)缺乏和微生物的競(jìng)爭(zhēng)作用，都會(huì)影響到菌株的存活和錳氧化活性。因此尋找能適應(yīng)自然水質(zhì)條件的錳氧化菌株的工作顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問(wèn)題而提供一種錳氧化真菌及其應(yīng)用，本發(fā)明的錳氧化真菌屬于枝孢菌屬，能夠適應(yīng)復(fù)雜自然水體并發(fā)揮錳氧化作用，具有很好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明所涉及的錳氧化真菌在溫度(15-30℃)的范圍，操作pH值(6.0-7.5)在中性范圍，具有很高的Mn²⁺氧化效率。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種錳氧化真菌，該錳氧化真菌為枝孢菌Cladosporium sp.XM01，已于2020 年12月03日在中國(guó)普通微生物菌種保藏管理中心保藏，保藏編號(hào)為CGMCC NO. 21083，保藏地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院。

本發(fā)明所述的錳氧化真菌來(lái)源于湖南湘潭錳礦附件的土壤，經(jīng)馴化、分離、純化得到。