一種凈化重金屬離子的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微生物菌種的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種凈化重金屬離子的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前農(nóng)業(yè)環(huán)境惡化與農(nóng)產(chǎn)品受重金屬污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重，特別是在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國的耕地受污染面積2667萬hm2，其中，工業(yè)/三廢污染1000萬hm2，農(nóng)藥殘留施肥污染1000萬hm2。受到鎘、砷、鉛、鉻、汞等重金屬污染的耕地近2000萬hm2，約占總耕地面積的1/5，其中鎘污染耕地1133萬hm2，涉及11個省25個地區(qū)；被汞污染312萬hm2，涉及15個省21個地區(qū)。重金屬在水體中不但不能被生物利用降解，且某些重金屬還可在微生物作用下轉(zhuǎn)化為毒性更強(qiáng)的重金屬化合物，如甲基汞。重金屬離子在進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后，對水生植物的生理過程會造成極大影響。尤其嚴(yán)重的是經(jīng)食物鏈的生物放大作用，重金屬逐級在較高級的生物體內(nèi)富集，引起生態(tài)系統(tǒng)中各級生物的不良反應(yīng)，甚至危害包括人體在內(nèi)的各種生命體的健康與生存。因此，各國對于重金屬的污染均給予了高度重視，并采取水體重金屬污染源頭控制和工程治理相結(jié)合的防治對策。為了滿足人們對環(huán)境質(zhì)量的日益嚴(yán)格的要求，研究的熱點已集中在新興的生物環(huán)境治理領(lǐng)域。不少研究表明，生物恢復(fù)技術(shù)在治理重金屬污染方面具有成本低，簡便，不會帶來新的污染等優(yōu)點，有較理想的效果，具有良好的應(yīng)用前景。重金屬污染的微生物處理技術(shù)，是利用微生物的作用削減、凈化土壤或水中的重金屬或降低重金屬的毒性。一些重金屬離子長期在環(huán)境中積累，使得環(huán)境中的一些微生物形成了較強(qiáng)的耐重金屬污染的能力，這些微生物作為一類特殊的群體在環(huán)境中長期存在，它們對有毒金屬形成了一定的抗性。對微生物而言，是一種解毒作用，而對環(huán)境而言是一種很好的修復(fù)作用，從而使得汞、鉛、錫、砷等金屬或類金屬離子都能在微生物的作用下降低或失去毒性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對上述存在的問題而提供一種凈化重金屬離子的方法。利用類微紫青霉應(yīng)subjan thine I Ium HG2014制成相應(yīng)的微生物修復(fù)制劑,通過該菌吸附重金屬離子(Hg2+)的作用，降低土壤、水體等環(huán)境中重金屬的含量，進(jìn)而保護(hù)環(huán)境，極具開發(fā)應(yīng)用前景。
[0004]本發(fā)明一種凈化重金屬離子的方法，使用類微紫青霉PenicilliumsubjanthinelIum HG2014處理含有重金屬離子的水或土壤。
[0005]本發(fā)明所述的一種類微紫青霉菌在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心保藏，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，郵編:100101，其保藏編號是:CGMCC N0.9730,菌種的拉丁文名稱是5.政參據(jù)的微生物(株):HG2014,保藏日期是2014年10月10日。
[0006]22-35 °C, pH 為 5-9 條件下，類微紫青霉 Penicillium subjan thine I Ium HG2014 擴(kuò)大培養(yǎng)并接種于待處理重金屬離子污水或土壤中處理至少5天。
[0007]優(yōu)選的，25°C，pH為7條件下，將該類微紫青霉菌菌株在CYA，MEA, YES, PDA或DG18固體培養(yǎng)基上活化培養(yǎng)后,在PDB液體培養(yǎng)基中擴(kuò)大培養(yǎng)并接種于待處理重金屬離子污水中處理6天。
[0008]取該類微紫青霉菌菌株，轉(zhuǎn)接到含重金屬的PDA培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)5-7天，無菌條件下，用5 mm打孔器打取菌餅，取5塊菌餅加入到含重金屬汞濃度為20mg/L的PDB液體培養(yǎng)基100 mL的250mL錐形瓶中，置于120 r/min, 25°C的恒溫?fù)u床中，培養(yǎng)6天，用帶濾紙漏斗過濾，取過濾液消解，測重金屬離子Hg2+濃度，對汞的去除率達(dá)98%。
[0009]該菌株可在CYA，MEA, YES，PDA固體培養(yǎng)基上生長，其中30°C在CYA生長最快，7天菌落半徑達(dá)55 - 60毫米。菌落在CYA培養(yǎng)基呈輻射狀蔓延生長，白色至灰白色，產(chǎn)孢量稀疏。有性階段(子囊和菌索)缺失。分生孢子梗主要二輪生，偶有一個額外的分枝。分生孢子梗光滑，無色，長度達(dá)100-500微米，分生孢子球形或亞球形，表面光滑或微有粗糙，大小為2.5 - 3微米。
[0010]30°C, CYA, YES, PDA, DG18培養(yǎng)基上培養(yǎng)7天菌落生長旺盛，但產(chǎn)孢量稀疏。
[0011]按照CTAB法從該類微紫青霉菌Penicillium subjan thine I Ium HG2014的純培養(yǎng)物中提取基因組DNA，利用rDNA內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)序列特定引物ITS1/ITS4，通過PCR擴(kuò)增和測序分析得到ITS序列，其序列如SEQ ID N0.1所示:
TGTTTATTGTACCTTGTTGCTTCGGCAGGCCCGCCTCACGGCCGCCGGGGGGCTTTCCGCCCCCGGGCCCG
CGCCTGCCGGAGACAATCTTGAACGCTGTCTGAAGAATGCAGTCTGAGCGATTAAGCAAAATTAGTTAAAACTTTC
AACAACGGATCTCTTGGTTCCGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAATTAATGTGAATTGCAGAATTCAG
TGAATCATCGAGTCTTTGAACGCACATTGCGCCCCCTGGTATTCCGGGGGGCATGCCTGTCCGAGCGTCATTGCTGC
CCTCAAGCCCGGCTTGTGTGTTGGGCCCTGTTCCCCCGGGAACAGGCCCGAAAGGCAGTGGCGGCACCGCGTCCGAT
CCTCGAGCGTATGGGGCTTTGTCACCCGCTCTGTAGGCCCGGCCGGCGCTTGCCCCCATCAATCTTTTTTTCAGGT。
[0012]利用β -微管蛋白(β -tubulin)序列特定引物Bt 2a/Bt 2b,通過PCR擴(kuò)增和測序得到β -tubulin序列，其序列如SEQ ID N0.2所示:
GGGGGCTGATGCACTGTCATCCCACTGCAGCAGATTATCTATTGTTGAGCACAGGACCTTTATACTGACTT
GAGTCACAGGCAAAACATTGCTAGCGAGCATGGTCACGATGGCGAGGGCCAGTAAGTATCAATTTGGTTGGAATTG
GGTGATATGAGAATGGCGGTCTGATATTTTTCTTAGCTTCACTGGCCAGTCCGACCTCCAGCTCGAGCGCATGAACG
TCTACTTCAACCACGTAAGTGTGGAAACCGACACTCGATACCTTTCCAACACGTCTAACATAATGGATCTTCATAGG
CCAGCGGTGACCGTTACGTTCCCCGTGCCGTCCTGGTCGACTTGGAGCCCGGTACCATGGACGCTGTCCGTGCCGGT
CCTTTCGGCAAGCTTTTCCGTCCCGACAACTTCGTCTTCGGTCAGTCTGGTGCTGGTAACAACTGGGCCAAGGGTCA
TCCCTAGAGGGTAAAGTAGTCCTATTGGCCGGATGTTAACTTGTTTTCGCATTCATACTCCCCTCGCTATCACAGCC
CGAATTCTCTTCATTTGTTCGGTGGAATAAGATCCGACCGTGCACTAGTATAGTGCACTTGTAATCTTTAATCTCCG
AGCGTGCACATCACTCAGCACACCCCTCGCTAGGAGCGAATCTATAAATGGAGGACCATTTGTTGCAAAGGAAAGGT
AGAGCAGACATGCCATAATGGTATTAAGACTATGCGCTCTGGGTGGTTTGCTCAACTTGGTCCTATGTTCTCAGGCT
GAGAACATCACAGCCGATGCTCACCTTATACGCACTATCCCCTCGTGTCTATGCATCGCGTACGAGTCTCTCGTATT
GATGATTTTAGACCAATGGATCCTTTTTCTAACCTCATCT
GGCCTACGCGATCTGGCACTGGAAACTGGGAATCCG。
[0013]利用I丐調(diào)節(jié)蛋白(calmodulin)序列特定引物cmd5/cmd6,通過PCR擴(kuò)增和測序得到calmodulin序列，其序列如SEQ ID N0.3所不:
TGTTGCGCTCACGCATCGATTGGAGACCCGTGACCGGATTTAATGCTGATGGATATGTTCTCCGGCGATAG
GACAAGGATGGTGATGGTTAGTGCGACCGTCGGCGATTTTTTTTTAATTCCATGCCGACTGGAGTATTCCCAACTG
AGAGGACCGAATAACTGAGACCGATCGATCTATAGGACAAATCACCACCAAGGAGTTGGGCACTGTCATGCGCTC
CCTCGGCCAGAACCCCTCCGAGTCCGAGCTCCAGGACATGATTAACGAAGTCGATGCCGACAACAACGGTACCAT
TGACTTCCCTGGTACGATTTCCC
TCCCACTCGAATTATCCCGTACTCGCCTCCGGATATATGTTAACATGCGACACAGAGTTCCTTACCATGAT
GGCCCGTAAGATGAAGGACACCGACTCCGAGGAGGAGATCCGTGAGGCATTCAAGGTTTTCGACCGTGACAACAAC
GGTTTCATTTCCGCCGCTGAGCTGCGCCACGTTATGAGTTTCTATCAGTCGACGGACTTATTTTCGCAGCCGAGC
TTGGCCAGGTTGGCCAGCACTTGGGGAGCCCGGCCCGCCCGACCACATCCAGTGATGGTTGGTCAAGGAC