[发明专利]一株异化铁还原菌及其应用

说明书

技术领域

本发明属于环境生物技术领域，具体涉及一株异化铁还原菌及其应用。

背景技术

铁是地球上丰度最高的过渡金属元素。地表环境中以二价铁(Fe(II))-三价铁(Fe(III))为主导的铁循环过程被认为是调控全球有机碳埋藏量大小、有机污染物/重金属迁移转化以及生源元素运移等地质过程及环境变化的关键因子之一。微生物是地表铁循环的核心参与者，其作用过程主要体现为同化代谢及异化反应两类方式。其中，以细胞体外发生铁氧化或还原反应为特征的异化作用是铁循环的重要驱动力。

异化铁还原菌是指一类能够以Fe(III)作为唯一电子受体、Fe(III)被还原、同时氧化有机碳源，并从中获取能量供自身生长的一类微生物的统称。由于Fe在地球上丰度较高，铁的氧化物在地球上也分布广泛，一般只要存在无氧环境，几乎都会发生Fe(III)的异化还原，而这种Fe(III)的还原主要是异化Fe(III)还原微生物介导的。并且有研究表明，这种以外源铁氧化物为最终电子受体的异化Fe(III)还原可能是微生物最早利用的代谢方式并且广泛存在于自然环境中。自然界沉积环境中广泛分布的铁氧化物及含铁粘土矿物是Fe(III)的主要赋存形式，微生物介导的异化Fe(III)这种代谢形式是地球化学最重要的过程之一，普遍存在于沉积物土壤和地层中，还原所涉及的生物地球化学循环，不仅对铁本身的迁移转化有着重要影响，而且还会影响与Fe(III)还原相耦合的有机物的氧化分解过程，这对于处理环境中的有机污染物有着重要意义。同时一些Fe(III)还原菌还能还原Mn(IV)、Cr(VI)、As(V)等有毒重金属及类金属，从而影响这些元素在自然环境中的迁移转化。

发明内容

本发明的目的在于提供一株异化铁还原菌及其应用。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一株异化铁还原菌，其特征在于，该菌株命名为产酸克雷伯菌IMFRCUG-1，已于2015年5月27日保藏于中国典型培养物保藏中心(武汉大学保藏中心)，保藏单位地址：中国武汉武汉大学，其保藏号为CCTCC NO：M 2015332。

上述产酸克雷伯菌IMFRCUG-1的菌落形态为：在IRM琼脂培养基中生长，菌落呈褐色，圆形，革兰氏染色显示细菌呈杆状，为革兰氏阴性菌。其最适生长温度为35℃，最适生长pH值为7。

上述产酸克雷伯菌IMFRCUG-1的16S rDNA基因序列特征为：16S rDNA基因序列长度为910bp，采用BLAST分析法将16S rDNA序列与GenBank数据库进行比对分析，发现该菌株与Klebsiella oxytoca的亲缘关系最接近，同源性高达99％以上，产酸克雷伯菌IMFRCUG-1的系统发育进化树见图2。

上述产酸克雷伯菌IMFRCUG-1在异化还原Fe(III)方面的应用。

本发明的有益效果如下：本发明从内蒙古高砷地下水中分离得到产酸克雷伯菌IMFRCUG-1，该菌具有较强的异化还原Fe(III)的还原功能，可以高效的还原柠檬酸铁和蒙脱石中的Fe(III)；本发明拓宽了人们对产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca)在其功能方面的应用研究思路，为异化铁还原菌在环境污染物的治理方面提供了新的材料，具有较强的实际应用价值。

附图说明

图1为产酸克雷伯菌IMFRCUG-1的PCR产物琼脂糖电泳图，其中右为扩增产物，左为Marker，Marker条带从上至下分别为：2000，1000，750，500，250，100bp。

图2为产酸克雷伯菌IMFRCUG-1的菌落图片。

图3为基于16S rDNA序列的产酸克雷伯菌IMFRCUG-1的系统发育树。

图4为产酸克雷伯菌IMFRCUG-1在还原柠檬酸铁的实验中铁还原率曲线图。

图5为产酸克雷伯菌IMFRCUG-1在还原蒙脱石的Fe(III)的实验中Fe(II)浓度曲线图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：菌株的分离、筛选和鉴定

(一)材料准备：

1.实验水样取自内蒙古河套平原杭锦后旗高砷污染区。

2.培养基：