[发明专利]一株具有发酵产氢同步厌氧砷甲基化功能的生孢梭菌及其应用

说明书

本发明公开了一株具有发酵产氢同步厌氧砷甲基化功能的生孢梭菌及其应用，属于微生物技术领域。本发明菌株名称为生孢梭菌（Clostridium sporogenes）LHA6，其于2022年1月14日保藏于广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼的广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为：GDMCC No：62212。生孢梭菌LHA6可以在外源添加甲硫氨酸条件下明显的降低剧毒无机砷的含量，产生毒性较低的有机砷和挥发性的砷，并能同步高效生成清洁能源H₂，可有效补充土壤、污水或者污泥中砷污染修复过程的能耗及碳排放，在碳中和和砷污染修复方面具有应用潜力。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一株具有发酵产氢同步厌氧砷甲基化功能的生孢梭菌及其应用。

背景技术

高强度矿冶活动导致土壤、污水和污泥中亚砷酸根[As(III)]污染问题突出，当这些土壤或污水未经处理，用于种植或灌溉农作物，如水稻，则会导致其吸收和累积无机砷，对农产品质量安全以及人体健康构成严重威胁。而无机砷中，往往以存在的价态，毒性最强，而五价的砷酸根[As(V)]毒性相对较弱；于此同时，亚砷酸在土壤和污泥中铁氧化物上吸附位点的亲和力较弱，容易从固相中解吸。因此，氧化钝化As(III)被认为是一种有效的解毒和风险管控手段。近年来，砷的甲基化被认为是一种砷解毒和污染控制的新途径。根据世界粮农组织的规定，农产品中对砷的限值往往以无机总砷的含量为依据，而有机胂不作为控制目标物。这主要是因为二甲基砷和三甲基砷氧化物的毒性分别比亚砷酸小约100和1000倍，也远低于As(V)。因此，如何实现对亚砷酸的砷甲基化，从而通过挥发、降低生物有效性、解毒等方式，可有效的实现土壤和污水风险管控。于此同时，污染处理过程往往涉及高能耗，导致碳排放，如何能实现节能与治污的结合，也是本领域的难点。

稻田土壤、湖泊沉积物、污泥厌氧消化池等环境中，在还原性条件下发酵菌产生大量的氢气能源，而氢气燃烧后转化为水，属于“无碳”的清洁能源。受此启发，我们提出，如果可以结合氢气能源制备、砷甲基化转化的发酵协同。将可望破解上述难题。

发明内容

针对上述难点，本发明的第一个目的在于提供一株具有发酵产氢同步厌氧砷甲基化功能的生孢梭菌。

本发明的第二个目的在于提供上述具有发酵产氢同步厌氧砷甲基化功能的生孢梭菌的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一株具有发酵产氢同步厌氧砷甲基化功能的生孢梭菌，名称为生孢梭菌（Clostridium sporogenes）LHA6，其于2022年1月14日保藏于广东省广州市越秀区先烈中路100号大院59号楼的广东省微生物菌种保藏中心（GDMCC），保藏编号为：GDMCC No：62212。

所述的生孢梭菌LHA6的应用，将所述的生孢梭菌LHA6置于含有无机三价砷的环境中厌氧培养，同步实现发酵产氢和砷甲基化。

进一步地，所述的甲基化为一甲基化、二甲基化和/或三甲基化。

进一步地，所述的无机三价砷为亚砷酸和/或亚砷酸盐。

进一步地，所述的无机三价砷在环境中的浓度0～200μmol/L。

进一步地，所述的环境包括但不限于培养基、土壤和水体。

进一步地，所述的培养基为TSB培养基。

进一步地，所述的TSB培养基的配方为：胰蛋白胨16～18g/L，大豆木瓜蛋白酶消化物2～4g/L，氯化钠4～6g/L，磷酸二氢钾2～3g/L，葡萄糖2～3g/L，余量为水，pH值7.3 ±0.2；优选为：胰蛋白胨17g/L，大豆木瓜蛋白酶消化物3g/L，氯化钠5g/L，磷酸二氢钾2.5g/L，葡萄糖2.5g/L，余量为水，pH值7.3 ± 0.2。