本發(fā)明屬于環(huán)境微生物資源利用及有機(jī)污染廢水處理領(lǐng)域,具體涉及一種香味菌及其在降解間苯二酚中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
間苯二酚(C6H6O2),亦被稱為雷鎖辛、1,3-苯二酚、間二苯酚,作為一種十分重要的精細(xì)化工原料,主要用于橡膠粘合劑、合成樹脂、染料、醫(yī)藥、分析試劑等方面。間苯二酚是一種重要的有機(jī)化工產(chǎn)品和合成中間體,經(jīng)加工后可加大簾子線與橡膠之間的粘接作用,改善鋼絲對(duì)橡膠的粘接性能,廣泛用于輪胎制造業(yè)、膠管制造業(yè)等橡膠制造行業(yè)。間苯二酚還是許多偶氮染料、毛皮染料的中間體;間苯二酚具有殺菌作用,可用作化妝品等的防腐劑;間苯二酚還可用于醫(yī)藥行業(yè),主要作為皮膚科非處方藥物,如復(fù)方人參間苯二酚搽劑等的原料。
酚類有機(jī)污染物能夠引起蛋白質(zhì)變性,從而導(dǎo)致細(xì)胞失活或者死亡。間苯二酚同樣屬于對(duì)人體和自然環(huán)境毒害較大的一類酚類污染物:在培養(yǎng)處理48h后,間苯二酚能顯著抑制水生生物多刺裸腹溞體內(nèi)的谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶(GST)和乙酰膽堿酯酶(AChE)活力,并且對(duì)其半抑制效應(yīng)濃度僅為10.75mg/L;間苯二酚濃度為27.04 mg/L時(shí)即可在24h毒死半數(shù)的泥鰍,且這種毒害作用可隨著間苯二酚在泥鰍體內(nèi)積聚濃度的增大、作用時(shí)間的增加而顯著提高,96h的半致死濃度僅為17.40mg/L。間苯二酚還可隨著生物富集和生物鏈等途徑進(jìn)入陸生動(dòng)物和人體內(nèi),嚴(yán)重影響人類健康:一定濃度的間苯二酚可通過靜電作用力與牛血清蛋白結(jié)合,繼而破壞牛血清蛋白的空間構(gòu)象并改變某些氨基酸的疏水性;間苯二酚易于被皮膚吸收, 人體吸收少量間苯二酚后可引起皮膚和粘膜的發(fā)炎、痙攣、發(fā)紺、甚至死亡。間苯二酚具有良好的穩(wěn)定性,并且易于在動(dòng)物體內(nèi)積累、難以生物降解,若沒有經(jīng)過處理的含間苯二酚工業(yè)廢水直接排放到環(huán)境中,勢(shì)必會(huì)危害自然環(huán)境和生態(tài)安全。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種香味菌,該香味菌以間苯二酚為唯一碳源進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖,可有效降解間苯二酚,為有效、安全處理含間苯二酚工業(yè)廢水提供技術(shù)支持和微生物資源。
本發(fā)明還提供了該香味菌在降解間苯二酚中的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種香味菌,所述香味菌為香味菌(Myroides sp.)JB-4,于2017年1月13日保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心,保藏編號(hào):CGMCC No. 13608。
本發(fā)明的香味菌取樣自山東省曲阜市某污水溝污泥,該菌株經(jīng)過分離、純化、馴化獲得,可利用間苯二酚作為其生長(zhǎng)的唯一碳源。本發(fā)明的香味菌經(jīng)16 SrDNA鑒定屬于香味菌屬(Myroides sp.),在National Center for Biotechnology Information(NCBI,www.ncbi.nlm.nih.gov)上經(jīng)BLAST比對(duì)后,與菌株Myroides sp. TF1-11(登錄號(hào)為KJ127204.1)的同源性可以達(dá)到99%。菌落照片和革蘭氏染色顯微鏡照片如圖1所示;系統(tǒng)發(fā)育樹圖如圖2所示。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4單細(xì)胞為短桿狀,屬于革蘭氏陰性菌,在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上純培養(yǎng)時(shí),菌落呈乳白略帶淡黃色,圓形,表面光滑,有光澤,濕潤(rùn),不透明,邊緣整齊,易挑取。
所述牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的配方為:蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化鈉5g、瓊脂20g、蒸餾水1000ml,pH 7.2±0.2,121℃滅菌20 min。一種香味菌(Myroides sp.)JB-4在降解間苯二酚中的應(yīng)用。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4降解間苯二酚的具體方法為:將香味菌(Myroides sp.)JB-4懸浮于含間苯二酚的水中,在24-38℃、pH值為5-9的條件下培養(yǎng)42-72h。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4的接種量為5%,v/v。
所述的,含間苯二酚的水中間苯二酚的初始濃度不大于700mg/L。
本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的香味菌(Myroides sp.)JB-4用于含間苯二酚的工業(yè)廢水或自然水體中降解間苯二酚,不僅具有很高的降解速率和耐受濃度,且無二次污染,使用安全,具有廣闊的應(yīng)用前景。
菌種保藏信息
保藏時(shí)間:2017年01月13日,
保藏單位:中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心,
保藏編號(hào):CGMCC No.13608,
保藏單位地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)中國科學(xué)院微生物研究所,郵政編碼:100101,
分類命名:香味菌Myroides sp.。
附圖說明
圖1為本發(fā)明香味菌Myroides sp. JB-4的照片;
其中:a為菌落照片,b為革蘭氏染色顯微鏡照片;
圖2為本發(fā)明香味菌Myroides sp. JB-4的系統(tǒng)發(fā)育樹圖。
具體實(shí)施方式
以下為列舉的具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但并不因此限制本發(fā)明的內(nèi)容。
本發(fā)明所用的牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基的配方為:蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化鈉5g、蒸餾水1000ml,pH 7.2±0.2,121℃滅菌20 min。
本發(fā)明所用的牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基的配方為:蛋白胨10g、牛肉膏5g、氯化鈉5g、瓊脂20g、蒸餾水1000ml,pH 7.2±0.2,121℃滅菌20 min。
本發(fā)明所用的無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基的其配方為:K2HPO4?3H2O 4g、NaH2PO4?2H2O 4g、(NH4)2SO4 2g、MgSO4 0.2g、CaCl2 0.01g、MnSO4?H2O 0.01g、FeSO4?7H2O 0.01g、蒸餾水1000ml,pH 7.2±0.2,121℃滅菌20min。
本發(fā)明所用的無機(jī)鹽固體培養(yǎng)基的其配方為:K2HPO4?3H2O 4g、NaH2PO4?2H2O 4g、(NH4)2SO4 2g、MgSO4 0.2g、CaCl2 0.01g、MnSO4?H2O 0.01g、FeSO4?7H2O 0.01g、瓊脂20g、蒸餾水1000ml,pH 7.2±0.2,121℃滅菌20min。
本發(fā)明采用比色法測(cè)定水體中間苯二酚的濃度含量。
實(shí)施例1
一種香味菌,所述香味菌為香味菌(Myroides sp.)JB-4,于2017年1月13日保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心,保藏編號(hào):CGMCC No. 13608。
本發(fā)明的香味菌取樣自山東省曲阜市某污水溝污泥,該菌株經(jīng)過分離、純化、馴化獲得,可利用間苯二酚作為其生長(zhǎng)的唯一碳源。本發(fā)明的香味菌經(jīng)16 SrDNA鑒定屬于香味菌屬(Myroides sp.),在National Center for Biotechnology Information(NCBI,www.ncbi.nlm.nih.gov)上經(jīng)BLAST比對(duì)后,與菌株Myroides sp. TF1-11(登錄號(hào)為KJ127204.1)的同源性可以達(dá)到99%。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4單細(xì)胞為短桿狀,屬于革蘭氏陰性菌,在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上純培養(yǎng)時(shí),菌落呈乳白略帶淡黃色,圓形,表面光滑,有光澤,濕潤(rùn),不透明,邊緣整齊,易挑取。
一種香味菌(Myroides sp.)JB-4在降解間苯二酚中的應(yīng)用。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4降解間苯二酚的具體方法為:將香味菌(Myroides sp.)JB-4懸浮于含間苯二酚的水中,在24℃、pH值為9的條件下培養(yǎng)42h,間苯二酚的降解率為29.12%。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4的接種量為5%,v/v。
所述的,含間苯二酚的水中間苯二酚的初始濃度為600mg/L。
實(shí)施例2
一種香味菌,所述香味菌為香味菌(Myroides sp.)JB-4,于2017年1月13日保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心,保藏編號(hào):CGMCC No. 13608。
本發(fā)明的香味菌取樣自山東省曲阜市某污水溝污泥,該菌株經(jīng)過分離、純化、馴化獲得,可利用間苯二酚作為其生長(zhǎng)的唯一碳源。本發(fā)明的香味菌經(jīng)16 SrDNA鑒定屬于香味菌屬(Myroides sp.),在National Center for Biotechnology Information(NCBI,www.ncbi.nlm.nih.gov)上經(jīng)BLAST比對(duì)后,與菌株Myroides sp. TF1-11(登錄號(hào)為KJ127204.1)的同源性可以達(dá)到99%。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4單細(xì)胞為短桿狀,屬于革蘭氏陰性菌,在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上純培養(yǎng)時(shí),菌落呈乳白略帶淡黃色,圓形,表面光滑,有光澤,濕潤(rùn),不透明,邊緣整齊,易挑取。
一種香味菌(Myroides sp.)JB-4在降解間苯二酚中的應(yīng)用。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4降解間苯二酚的具體方法為:將香味菌(Myroides sp.)JB-4懸浮于含間苯二酚的水中,在28℃、pH值為6的條件下培養(yǎng)72h,間苯二酚的降解率為26.35%。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4的接種量為5%,v/v。
所述的,含間苯二酚的水中間苯二酚的初始濃度為700mg/L。
在本實(shí)施例條件下,當(dāng)含間苯二酚的水中間苯二酚的初始濃度分別為300mg/L、400mg/L、500mg/L、600mg/L、700mg/L時(shí),間苯二酚的降解率分別為:100%、94.58%、30.75%、29.40%、26.35%。
實(shí)施例3
一種香味菌,所述香味菌為香味菌(Myroides sp.)JB-4,于2017年1月13日保藏于中國普通微生物菌種保藏管理中心,保藏編號(hào):CGMCC No. 13608。
本發(fā)明的香味菌取樣自山東省曲阜市某污水溝污泥,該菌株經(jīng)過分離、純化、馴化獲得,可利用間苯二酚作為其生長(zhǎng)的唯一碳源。本發(fā)明的香味菌經(jīng)16 SrDNA鑒定屬于香味菌屬(Myroides sp.),在National Center for Biotechnology Information(NCBI,www.ncbi.nlm.nih.gov)上經(jīng)BLAST比對(duì)后,與菌株Myroides sp. TF1-11(登錄號(hào)為KJ127204.1)的同源性可以達(dá)到99%。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4單細(xì)胞為短桿狀,屬于革蘭氏陰性菌,在牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基上純培養(yǎng)時(shí),菌落呈乳白略帶淡黃色,圓形,表面光滑,有光澤,濕潤(rùn),不透明,邊緣整齊,易挑取。
一種香味菌(Myroides sp.)JB-4在降解間苯二酚中的應(yīng)用。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4降解間苯二酚的具體方法為:將香味菌(Myroides sp.)JB-4懸浮于含間苯二酚的水中,在38℃、pH值為5的條件下培養(yǎng)60h,間苯二酚的降解率為30.35%。
所述的,香味菌(Myroides sp.)JB-4的接種量為5%,v/v。
所述的,含間苯二酚的水中間苯二酚的初始濃度為500mg/L。
香味菌(Myroides sp.)JB-4的初篩、復(fù)篩和馴化
香味菌(Myroides sp.)JB-4是從山東省曲阜市某污水溝污泥取樣,經(jīng)初篩和復(fù)篩得到的一株革蘭氏陰性菌,具體步驟如下:
一、初篩
(1)富集培養(yǎng):樣品取自山東省濟(jì)寧市曲阜市某污水溝污泥,稱取該污泥5g接種于45ml牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基(內(nèi)含數(shù)粒小玻璃珠,為使污泥更充分分散至培養(yǎng)基中)中,于30℃、150 r/min搖床中富集培養(yǎng)24h,獲得富集菌液;
(2)分離純化:在無菌環(huán)境下,用移液槍取富集菌液0.5ml加入到4.5ml無菌水中,充分混勻,制備成10-1的菌液;再吸取該稀釋菌液0.5ml加入到4.5ml無菌水中,充分混勻,制備成10-2的菌液;同樣的方法依次制備成梯度為10-3、10-4、10-5、10-6的菌液;分別取稀釋梯度為10-4、10-5、10-6的菌液200μl,涂布于間苯二酚濃度為100mg/L的篩選培養(yǎng)基-無機(jī)鹽固體培養(yǎng)基上,先將制得的平板正置于30℃培養(yǎng)箱中30min,后倒置于30℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)48h;挑取平板上形態(tài)、大小不同的單菌落劃線于純化培養(yǎng)基-牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基,倒置于30℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h;多次重復(fù)上一步驟,直至獲得純菌落,接種于斜面培養(yǎng)基-牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基,于4℃冰箱中保存待用。
二、復(fù)篩
(1)菌株活化:在無菌環(huán)境下,分別挑取初篩步驟(2)獲得的純菌落一環(huán),接種于活化培養(yǎng)基-牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基,倒置于30℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)24h,得活化菌株;
(2)種子培養(yǎng):在無菌環(huán)境下,將活化菌株以5%(V/V)接種量接種于種子培養(yǎng)基-牛肉膏蛋白胨固體培養(yǎng)基,于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)24h,得種子液;
(3)發(fā)酵降解:將種子液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為100mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)72h,得發(fā)酵液;
(4)離心:將發(fā)酵液用12000 r/min離心10 min,獲得上清液;
(5)間苯二酚濃度檢測(cè):采用比色法分別測(cè)定上清液中的間苯二酚的濃度含量,獲得高效降解間苯二酚的香味菌(Myroides sp.)JB-4。
三、馴化
(1)菌株活化:在無菌條件下,挑取復(fù)篩步驟獲得的香味菌(Myroides sp.)JB-4純菌落一環(huán),接種于5ml活化培養(yǎng)基-牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基,置于30℃、150 r/min搖床震蕩培養(yǎng)24h,得活化種子液;
(2)將活化種子液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為100mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(3)將步驟(2)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為200mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(4)將步驟(3)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為300mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(5)將步驟(4)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為400mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(6)將步驟(5)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為500mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(7)將步驟(6)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為600mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床中培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(8)將步驟(7)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為700mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床中培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(9)將步驟(8)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為800mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床中培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(10)將步驟(9)獲得的馴化菌液以5%(V/V)接種量接種于40ml間苯二酚濃度為900mg/L的發(fā)酵培養(yǎng)基-無機(jī)鹽液體培養(yǎng)基中,于30℃、150 r/min搖床中培養(yǎng)72h,得馴化菌液;取該馴化發(fā)酵菌液10ml于12000 r/min離心10 min后,取上清液用比色法測(cè)定上清液中間苯二酚濃度含量;
(11)經(jīng)馴化后發(fā)現(xiàn)間苯二酚降解菌香味菌(Myroides sp.)JB-4能有效降解初始濃度不大于700mg/L的間苯二酚。