[发明专利]一株高效降解N,N-二甲基甲酰胺的耐盐芽孢杆菌及其应用

说明书

本发明涉及DMF废水处理领域，公开了一株高效降解N,N‑二甲基甲酰胺的耐盐芽孢杆菌及其应用。所述芽孢杆菌命名为DMF‑4，已在2022年4月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2022413，微生物分类命名为芽孢杆菌Bacillus sp.。本发明的环太芽孢杆菌DMF‑4具有较好的耐盐和耐DMF性能，并能在高盐和高DMF浓度的环境中，以DMF为唯一碳源和氮源，快速生长繁殖并高效降解DMF，在DMF废水处理中有较好的应用前景，而目前尚未发现有其他环太芽孢杆菌菌株能够降解DMF。

技术领域

本发明涉及DMF废水处理领域，尤其涉及一株高效降解N,N-二甲基甲酰胺的耐盐芽孢杆菌及其应用。

背景技术

N,N-二甲基甲酰胺(DMF)是一种重要的有机溶解剂和化工原料，广泛应用于染料、制药、化工、农药等各种行业，不可避免的产生了大量的高盐DMF工业废水。该类废水的排放，不仅会造成环境污染，还会给人类和动植物的健康带来威胁。并且，DMF工业废水具有盐度高、成分复杂、毒性大、高COD、可生化性差等特点，已经成为废水处理领域的重难点之一。因此，对高盐DMF的去除，引起了环境保护者的广泛关注。

高盐DMF废水常见的处理方法有物化法、化学法和生物法三种。相比较物化法、化学法而言，生物法具有节约成本、方便快捷、无二次污染等诸多优点。但大量的文献指出，DMF的B/C只有0.0065，可生化性差，具有毒性，两端还有强憎水基，所以会对微生物生长具有一定的抑制作用，会影响微生物对其的降解性能，尤其当DMF浓度较高时，抑制效果更加的明显。因此，培育出耐盐、高效的DMF降解菌，是提高生物法处理残留DMF效率的核心环节，对于DMF废水的处理具有重要意义。

环太芽孢杆菌，又称环状芽孢杆菌，拉丁学名为Bacillus circulans，是芽孢杆菌属中的一个种。目前已发现环太芽孢杆菌可应用于降解二氯甲烷(如专利CN100580078中的菌株WZ-12)、生产β-半乳糖苷酶(如专利CN109628340A中的菌株QHT-310-M481)、防治农作物灰霉病(如专利CN103952352B中的菌株)等方面，但尚未发现该菌种中有菌株具有降解DMF的能力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一株高效降解N,N-二甲基甲酰胺的耐盐芽孢杆菌及其应用。该芽孢杆菌能在高盐、高DMF浓度的环境中，以DMF为唯一碳源和氮源，高效降解DMF，在DMF废水处理中具有较好的应用前景。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一株高效降解N,N-二甲基甲酰胺的耐盐芽孢杆菌，所述芽孢杆菌命名为DMF-4，已在2022年4月11日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏单位地址为中国.武汉.武汉大学，保藏编号为CCTCC NO：M 2022413，微生物分类命名为芽孢杆菌Bacillus sp.。

本发明的菌株DMF-4初步鉴定属于芽孢杆菌属(Bacillus)，经进一步鉴定，其微生物分类为环太芽孢杆菌(Bacillus circulans)。该菌株对DMF和盐度具有较高的耐受性，能够在高盐和高DMF浓度的环境中生长繁殖，并以DMF为唯一碳源和氮源，通过将DMF降解成DMA和甲酸，再进一步降解成氨和甲醛，实现DMF的高效降解。

经试验，在起始DMF浓度为4000mg/mL、盐度为3％的情况下，菌株DMF-4仍能较好地生长并降解DMF，最大DMF降解率可达91％。在起始DMF浓度为3000mg/mL、盐度为3％的情况下，菌株DMF-4具有较快的DMF降解速度，在72h时的DMF降解率即可达到92％。

第二方面，本发明提供了一种高效降解N,N-二甲基甲酰胺的耐盐芽孢杆菌的突变体，所述突变体为对所述芽孢杆菌进行诱变、驯化、基因重组或者经自然突变而获得的突变体。

第三方面，本发明提供了一种含有所述芽孢杆菌或所述突变体的菌体培养物。