本發(fā)明屬于生物工程，涉及一種可耐受強(qiáng)堿性條件的巴氏生孢八疊球菌突變菌株及其在誘導(dǎo)碳酸鈣沉積制備生物磚中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀（microbial?induced?calcium?carbonateprecipitation,?micp）是自然界普遍存在的一種生物礦化現(xiàn)象，即利用微生物代謝活動(dòng)中的礦化行為，誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀，在微生物細(xì)胞外形成方解石等形式的礦化結(jié)構(gòu)，從而能將環(huán)境中疏松的巖土顆粒膠結(jié)形成具有一定硬度的固化體。微生物固化劑在土壤改良中提供了一種經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)的選擇，是一種新型的液體土壤固化劑，能對(duì)土壤進(jìn)行無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染的自然處理，以溶解狀態(tài)摻入土中，使土體密實(shí)而滿足相關(guān)技術(shù)要求。

2、在micp過(guò)程中，巴氏芽孢八疊球菌（ sporosarcina?pasteurii）等微生物通過(guò)表達(dá)脲酶使尿素水解，從而迅速提高細(xì)胞微環(huán)境的ph值與碳酸根濃度，形成誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀所需要的堿性環(huán)境。

3、由于巴氏芽孢八疊球菌產(chǎn)脲酶的活性為目前最高，因此作為micp功能微生物的代表，研究較為深入。但其礦化速率仍無(wú)法在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)期強(qiáng)度以滿足大規(guī)模實(shí)際工程的應(yīng)用。巴氏芽孢八疊球菌的最適環(huán)境ph值為9.25，當(dāng)外界ph高于這個(gè)值時(shí)，細(xì)菌會(huì)通過(guò)自身代謝下調(diào)脲酶活性，防止ph值過(guò)高造成的不利于菌體生長(zhǎng)情況的發(fā)生。這就導(dǎo)致 sporosarcina?pasteurii培養(yǎng)至對(duì)數(shù)期后期脲酶活性的下降，誘導(dǎo)ca2+沉淀能力下降。因此，篩選可耐受高ph的巴氏芽孢八疊球菌突變株，提高巴氏芽孢八疊球菌過(guò)程的ph承受范圍，對(duì)于實(shí)現(xiàn)巴氏芽孢八疊球菌在實(shí)際micp工程的應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明利用artp誘變技術(shù)對(duì)巴氏生孢八疊球菌 （sporosarcina? pasteurii）dsm33宿主進(jìn)行誘變，首先經(jīng)過(guò)不同ph的堿性篩選平板初篩，其次轉(zhuǎn)接入對(duì)應(yīng)ph的96孔板進(jìn)行高通量復(fù)篩，最后利用搖瓶發(fā)酵驗(yàn)證篩選的方式獲得了一株可耐受ph10.0，單位細(xì)胞脲酶酶活增強(qiáng)了16.3%，固化0.5mol/l膠結(jié)液產(chǎn)生的caco3沉淀量提高了4.7%的巴氏生孢八疊球菌突變株da13。

2、本發(fā)明的第一目的在于提供一株巴氏生孢八疊球菌（ sporosarcina?pasteurii）da13菌株，其保藏編號(hào)為cgmcc?no.31423，保藏單位：中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏日期：2024年7月22日。

3、本發(fā)明的第二目的在于提供上述巴氏生孢八疊球菌da13在誘導(dǎo)碳酸鈣沉積中的應(yīng)用。

4、優(yōu)選的，所述應(yīng)用包括：在含有尿素的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中接種所述巴氏生孢八疊球菌da13，培養(yǎng)后將菌液加入到含有ca2+和尿素的膠結(jié)液中，實(shí)現(xiàn)碳酸鈣的沉積。

5、優(yōu)選的，所述誘導(dǎo)培養(yǎng)基為含有尿素的caso培養(yǎng)基。

6、更優(yōu)選的，所述caso培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基或固體培養(yǎng)基，所述液體培養(yǎng)基的配方為：15?g/l酪蛋白胨、5g/l大豆蛋白胨、5g/l氯化鈉和20g/l尿素；所述固體培養(yǎng)基的配方為：15?g/l酪蛋白胨、5g/l大豆蛋白胨、5g/l氯化鈉、20g/l尿素和15g/l瓊脂。

7、優(yōu)選的，所述培養(yǎng)的條件為：30℃、36h。

8、優(yōu)選的，所述膠結(jié)液的配方為：0.5mol/l?cacl2和0.5mol/l尿素。

9、本發(fā)明提供了一株巴氏生孢八疊球菌（ sporosarcina?pasteurii）da13菌株，由巴氏生孢八疊球菌 （sporosarcina?pasteurii）dsm33宿主通過(guò)artp誘變技術(shù)獲得。

10、本發(fā)明所提供的巴氏生孢八疊球菌（ sporosarcina?pasteurii）da13菌株可耐受ph10.0，單位細(xì)胞脲酶酶活增強(qiáng)了16.3%，固化膠結(jié)液產(chǎn)生的caco3沉淀量提高了4.7%。

技術(shù)特征：

1.?一株巴氏生孢八疊球菌（sporosarcina?pasteurii）da13菌株，保藏編號(hào)為cgmccno.31423。

2.權(quán)利要求1所述菌株在誘導(dǎo)碳酸鈣沉積中的應(yīng)用。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，包括：在含有尿素的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中接種所述巴氏生孢八疊球菌da13，培養(yǎng)后將菌液加入到含有ca2+和尿素的膠結(jié)液中，實(shí)現(xiàn)碳酸鈣的沉積。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述誘導(dǎo)培養(yǎng)基為含有尿素的caso培養(yǎng)基。

5.?根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述caso培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基或固體培養(yǎng)基，所述液體培養(yǎng)基的配方為：15?g/l酪蛋白胨、5g/l大豆蛋白胨、5g/l氯化鈉和20g/l尿素；所述固體培養(yǎng)基的配方為：15?g/l酪蛋白胨、5g/l大豆蛋白胨、5g/l氯化鈉、20g/l尿素和15g/l瓊脂。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述培養(yǎng)的條件為：30℃、36h。

7.?根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述膠結(jié)液的配方為：0.5mol/l?cacl2和0.5mol/l尿素。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一株耐受強(qiáng)堿性條件的巴氏生孢八疊球菌（Sporosarcina?pasteurii）DA13菌株，及其應(yīng)用。該菌株式采用ARTP誘變技術(shù)對(duì)巴氏生孢八疊球菌（Sporosarcina?pasteurii）DSM33宿主進(jìn)行誘變，利用強(qiáng)堿性篩選平板初篩、96孔板高通量復(fù)篩、搖瓶發(fā)酵篩選驗(yàn)證的方式獲得的。與原始菌株相比，突變株DA13可耐受pH達(dá)10.0，單位細(xì)胞脲酶酶活提高16.3%。利用該巴氏生孢八疊球菌突變株DA13對(duì)0.5mol/L膠結(jié)液進(jìn)行固化處理，CaCO<subgt;3</subgt;沉淀量提高4.7%，具有重要的實(shí)用與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：錢秀娟,張英琪,董維亮,信豐學(xué),姜岷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19