[發明專利]一株兼性營養型氨氧化細菌及其應用

有效

• 申請號: 202110313349.0
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113005062B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李東;曹沁;陳意超;賴生平;聶明建;楊洪偉;廖杰;高雪莉
• 申請（專利權）人: 中國科學院成都生物研究所;重慶德潤環境有限公司
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C02F3/30;C02F3/34;C12R1/01
• 代理公司: 成都坤倫厚樸專利代理事務所(普通合伙) 51247
• 代理人: 吳亦雨

本發明屬于環境微生物領域，具體涉及一株兼性營養型氨氧化細菌及其應用。具體技術方案為：一株紅球菌，于2020年12月17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，菌種名稱：紅球菌(Rhodococcus sp.)CNOx，保藏號為CGMCC No.21393。本發明提供了一株全新的硝化細菌CNOx，是一個新的種。與以往研究不同的是，本發明所述硝化細菌CNOx是一類革蘭氏陽性、兼性營養型硝化細菌，該菌株具有自養和異養硝化微生物的典型特點，既能通過異養生長實現快速擴培，又能進行自養硝化避免碳源投入增加處理成本，而且幾乎不受高濃度的氨氮和有機物抑制具有極強的環境耐受能力，是人工培育、制備硝化菌劑的理想生物材料。

技術領域

本發明屬于環境微生物領域，具體涉及一株兼性營養型氨氧化細菌及其應用。

背景技術

化工、皮革、焦化、制藥、種養殖業以及生活垃圾均會產生大量高氨氮廢水，這些廢水排入水體后會引起水體富營養化，嚴重影響水生生物的生長與繁殖。目前主要通過物理、化學和生物等方法進行污水中的脫氮處理，但物理法(膜處理)成本較高，化學法容易造成水體二次污染，而生物法具有綠色環保、無殘留、安全可靠等特點，因此成為首選。

生物脫氮技術是目前應用最廣泛且經濟效益較高的脫氮方法。傳統的生物脫氮主要包括硝化和反硝化兩個過程，其中，硝化過程分為兩個階段：第一階段為亞硝化，即NH₄⁺氧化為NO₂^-的階段；第二階段為硝化，即NO₂^-氧化為NO₃^-的階段，兩個階段共同組成了分段式硝化，分別由亞硝酸細菌和硝酸細菌參與完成。與分段式氨氧化不同的是，單步硝化中，NH₄⁺可以在完全氨氧化微生物的作用下直接形成以NO₃^-為唯一產物的過程。但以上兩個類型的硝化微生物在一般污水處理系統中的豐度均不高，硝化效果不理想。這是因為：同化類型均是自養型的它們能夠從NH₄⁺及其衍生物的氧化過程中獲取的能量有限，且利用率較低，故其生長緩慢，平均代時在10h以上。不僅如此，較高濃度的氨氮和有機物(C/N＞0.25)均會對其造成不同程度的抑制。這些不利因素常會導致硝化系統構建困難，給污水廠投運初期造成巨大壓力。

異養型硝化菌是以無機態氨氮或有機氮為底物并利用有機物進行硝化作用的一類微生物，在自然界分布較為廣泛，包括真菌、放線菌和細菌(如惡臭假單胞菌、脫氮副球菌等)，甚至一些藻類也能在異養硝化過程中產生氧化亞氮。與傳統的自養型硝化細菌相比，雖然單位生物量的異養菌氧化氨氮的速率較自養菌要慢2～3個數量級，但異養菌的生長速度快，對環境的適應性也強，其總體氨氧化速率并不比自養菌慢。研究表明，在適當條件下，異養型硝化細菌4h的氨氮去除率可達60％以上，同時還可有效降低水體中的COD。此外，異養型硝化細菌對水環境的適應性更強，需要的溶解氧濃度較低，能耐受酸性環境且活性高。

目前兼性營養型的硝化細菌鮮有報道，資料顯示僅有維氏硝化桿菌(Nitrobacterwinogradskyi)的一些品系能夠在某些有機培養基上生長，但此類微生物均為無芽孢的革蘭氏陰性菌。如果能提供一種新的兼性營養型硝化細菌，將豐富生物脫氮微生物的可選范圍，具有極大的科研和應用價值。

發明內容

本發明的目的是提供一株兼性營養型氨氧化細菌及其應用。

為實現上述發明目的，本發明所采用的技術方案是：一株紅球菌，于2020年12月17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，菌種名稱：紅球菌(Rhodococcus sp.)CNOx，保藏號為CGMCC No.21393。

相應的，一株紅球菌，其16S rDNA序列如SEQ ID NO：1所示。

相應的，一株紅球菌，所述紅球菌為硝化細菌，革蘭氏陽性菌，兼性營養型，菌落呈乳白色，表面凸起有光澤，邊緣呈花瓣狀近似圓形。