[发明专利]一株腐殖质还原陶厄氏菌及应用和微生物制剂

说明书

技术领域

本发明属于微生物系统分类和环境生物技术领域，具体涉及一株腐殖质还原陶厄氏菌（Thauera humireducens）新种的分离鉴定，及其在厌氧条件下还原腐殖质的应用，以及相应的微生物制剂。 

背景技术

随着化肥的大量使用，过量的N元素累积在土壤和深层污泥中，对生物的正常生长具有毒害作用。在水体中，N的累积也是水体富营养化的一个重要原因。在土壤和深层污泥中，微生物可利用氨态氮供能，将N氧化为硝酸盐或亚硝酸盐（一般统称为硝酸盐）。硝酸盐或亚硝酸盐的大量累积，，不仅对作物的生长有毒害作用，而且可能引起亚硝酸盐在作物，特别是蔬菜中的累积，直接危害人类的食品安全。消除土壤或污泥中累积的硝酸盐或亚硝酸盐，具有重要的实际意义。 

反硝化作用也称为脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，利用NO^2-和NO^3-为呼吸作用的电子受体，把硝酸还原成氮（N₂），并从中获得能量供菌体生长。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为碳源和能源，进行无氧呼吸。 

腐殖质是富含醌基的、非均相的天然有机混合物，是土壤有机质的主体，约占土壤有机碳的60～80%。研究表明，腐殖质可在厌氧条件下作为电子受体，为微生物供能来支持微生物的生长，这种微生物代谢类型成为腐殖质呼吸，具有腐殖质呼吸活性的微生物称为腐殖质还原菌。腐殖质呼吸在元素的生物地球化学循环、水体自净、污染土壤原位修复及污水处理等方面具有积极作用。 

反硝化作用和腐殖质呼吸都是厌氧环境中普遍存在的微生物呼吸代谢模式，土壤中一般这两种呼吸作用同时存在，作用于有机物的生物降解，当环境中的氧化还原体系不同时，两种呼吸代谢途径在有机物降解中的贡献也不尽相同。正是由于两种呼吸方式的共同作用才提高了有机物的可利用谱，增加了彻底清除环境中多种有机物复合污染的可能性。 

陶厄氏属细菌是Betaproteobacteria纲下的一类革兰氏阴性细菌。已知的陶厄氏属细菌共有9个种，其中有8个种的代表菌株已被证明是反硝化菌。对已经分离的陶厄氏属菌株的研究表明，很多菌株都能在反硝化条件下利用苯酚、多酚、卤代苯甲酸盐及甲苯等作为碳源，具有广泛的芳香族化合物降解能力。因此，它被认为是一类广泛存在于各种类型的废水处理装置中并具有多种污染物降解能力的重要功能类群。然而，目前为止，尚没有证明陶厄氏细菌具有腐殖质还原能力的相关报道。 

发明内容

本发明的目的在于提供一株具有厌氧反硝化和腐殖质还原能力的新菌种：陶厄氏菌（Thauera humireducens）SgZ-1。 

本发明的另一个目的在于提供上述菌株在硝酸盐还原和腐殖质还原中的应用。 

本发明的再一个目的在于提供一种腐殖质还原和硝酸盐还原微生物制剂。 

申请人于2011年10月28日将菌株保藏在位于湖北武汉大学的中国典型培养物保藏中心，保藏中心于2011年12月31日收到申请人提供的菌株陶厄氏菌（Thauera humireducens）SgZ-1。保藏中心给予该培养物的保藏号为CCTCC M2011497，建议的分类命名为Thauera humireducens SgZ-1，已于2012年1月10日鉴定保藏的菌株是存活的。 

将本发明的菌株SgZ-1与可接受的辅料混合在一起，即可得到可以进行腐殖质还原和硝酸盐还原的微生物制剂。 

本发明的菌株陶厄氏菌（Thauera humireducens）SgZ-1，可利用多种底物进行硝酸盐和腐殖质的还原，可以有效地去除硝酸盐积累，还原腐殖质，加速有机污染物的降解，在环境修复方面具有广泛的应用前景。 

本发明的微生物制剂，可以很好的还原硝酸盐和腐殖质。 

附图说明：

图1：本发明菌株的3000×透射电镜照片；

图2：本发明菌株的16S rRNA基因系统发育树；

图3：本发明菌株使用不同电子供体还原AQDS的实验结果图。

具体实施方式

菌株SgZ-1的富集和分离