一種用于重金屬鎘污染治理的短波單胞菌及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境治理及微生物領(lǐng)域，具體涉及一種用于重金屬鎘污染治理的短波 單胞菌（Brevundimonassp.)及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] Cd在自然環(huán)境中以痕量的狀態(tài)存在，但是人類(lèi)的活動(dòng)使其在環(huán)境中的含量以及分 布范圍日益擴(kuò)大。Cd可以直接進(jìn)入大氣、水體和土壤，并在不同環(huán)境中迀移，直接或間接地 造成環(huán)境污染。環(huán)境中鎘的污染來(lái)源主要有金屬冶金、礦物開(kāi)采、電子產(chǎn)品的生產(chǎn)、電鍍、印 染、化工行業(yè)廢水的排放、污水污泥灌溉、殺蟲(chóng)劑和磷肥等的施用。
[0003] 根據(jù)2014年環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部公布的《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯 示，全國(guó)土壤環(huán)境狀況總體不容樂(lè)觀(guān)，部分地區(qū)土壤污染較重，耕地土壤點(diǎn)位超標(biāo)率為 19. 4%，主要污染物為鎘、鎳、銅、砷、汞、鉛、滴滴涕和多環(huán)芳烴，其中鎘污染是最為嚴(yán)重的 無(wú)機(jī)物污染，占比達(dá)到7%。此外，重大水體突發(fā)性污染事件也會(huì)使局部地區(qū)在短時(shí)間內(nèi)處 于重度Cd污染水平，甚至引起人類(lèi)急性中毒或死亡，如2005年廣東韶關(guān)、清遠(yuǎn)等城市的Cd 污染事件，2006年湖南株洲工廠(chǎng)排放含Cd廢水事件，2012廣西Cd污染等突發(fā)性污染事件 均在短時(shí)內(nèi)對(duì)環(huán)境造成巨大壓力，形成公眾性污染事件，即便在短時(shí)間內(nèi)使污染物的水平 控制在一定范圍，但是由于Cd不能夠被降解，對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境仍產(chǎn)生潛在威脅。這充分 體現(xiàn)了我國(guó)當(dāng)前重金屬鎘污染的嚴(yán)重性。
[0004] 細(xì)菌作為自然界微生物中一個(gè)龐大的群體，分布范圍非常廣泛，其中土壤細(xì)菌又 是細(xì)菌群體的重要組成部分，同時(shí)也是土壤中最活躍的組份，具有比表面積大、繁殖快、攜 帶電荷等特點(diǎn)，受重金屬污染的土壤中，常常會(huì)富集大量的對(duì)重金屬有耐受性的細(xì)菌菌株， 它們可以通過(guò)不同的作用方式來(lái)影響土壤中重金屬的形態(tài)。因此利用細(xì)菌菌株對(duì)重金屬污 染土壤進(jìn)行修復(fù)意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種能用于重金屬鎘污染治理的短波單胞菌。
[0006] 申請(qǐng)人從鎘污染的土壤中分離得到了一株短波單胞菌，通過(guò)生理生化和核糖體 16SrDNA基因序列分析將其鑒定為短波單胞菌屬（Brevundimonassp.)，命名為短波單胞 菌H368。該菌株已于2015年5月11日送交位于湖北省武漢市武漢大學(xué)內(nèi)的中國(guó)典型培養(yǎng) 物保藏中心（CCTCC)保藏，保藏編號(hào)為：CCTCCN0:M2015290。該菌株具有多種重金屬抗性 和廣泛的抗生素耐受性，在實(shí)驗(yàn)室條件下能夠顯著降低溶液中游離鎘離子的含量，可以運(yùn) 用于重金屬鎘污染的治理。
[0007] 本發(fā)明所提供的短波單胞菌H368菌株在0. 5倍液體LB培養(yǎng)基培養(yǎng)條件下能夠 耐受 8mM/LMnCl2;6mM/LZn(N03)2;6mM/LCoCl2;4mM/LCuS04;6mM/LCd(N03)2以及ImM/L 1(2〇04;在M9培養(yǎng)基培養(yǎng)條件下對(duì)上述重金屬的耐受濃度則分別為6mM、4mM、4mM、4mM、2mM、 0. 125mM。同時(shí)，H368菌株能夠在含有氨芐西林（100mg/Kg)、壯觀(guān)霉素（50mg/Kg)、卡那霉素 (50mg/Kg)、慶大霉素（20mg/Kg)、新霉素（200mg/Kg);鏈霉素（5mg/Kg)的 0? 5 倍LB與M9 培養(yǎng)基中獲得良好的生長(zhǎng)。說(shuō)明H368菌株的重金屬抗性譜廣，耐受能力強(qiáng)，同時(shí)還具有多 種抗生素抗性，因此環(huán)境生存能力強(qiáng)，適應(yīng)性廣，是重金屬鎘污染治理的優(yōu)秀微生物材料。
[0008] 此外，在接種1 %H368菌株的含有2mM鎘離子的0.5倍LB培養(yǎng)基中，該菌株能有 效去除60%游離鎘離子，說(shuō)明本發(fā)明所提供的H368菌株對(duì)環(huán)境中的重金屬鎘具有較高的 吸附、固定能力，能降低其生物毒害性，適用于水體、土壤等環(huán)境重金屬鎘污染的治理。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為H368菌株的菌落形態(tài)（A)和細(xì)胞形態(tài)（B)。
[0010] 圖2為H368菌株在不同初始鎘離子濃度條件下的生長(zhǎng)趨勢(shì)。
[0011] 圖3為H368菌株在不同的鎘離子脅迫條件下對(duì)Cd2+去除效率。 具體實(shí)施方案
[0012] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。需要指出的是，以下實(shí)施例僅限于對(duì) 于本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，而沒(méi)有限制作用。本發(fā)明中所涉及的其它各種操作，均為本領(lǐng)域的常規(guī) 技術(shù)，文中沒(méi)有特別說(shuō)明的部分，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以參照本發(fā)明申請(qǐng)日之前的各 種常用工具書(shū)、科技文獻(xiàn)或相關(guān)的說(shuō)明書(shū)、手冊(cè)等予以實(shí)施。
[0013] 實(shí)施例1短波單胞菌H368的分離和鑒定
[0014] (1)鎘抗性細(xì)菌H368的分離
[0015]A、稱(chēng)取10g鎘污染土壤于90mL無(wú)菌生理鹽水中，在28°C恒溫?fù)u床上振蕩搖勻，靜 置后，取上清液進(jìn)行培養(yǎng)；
[0016]B、將上清液轉(zhuǎn)至無(wú)菌的0. 5倍LB(含200mg/L的Cd2+)培養(yǎng)基中，置于28°C恒溫?fù)u 床中培養(yǎng)10天左右，再按10%接種量接種到含有30011^/10(12+的0.5倍1^培養(yǎng)基中，于 28°C恒溫?fù)u床中培養(yǎng)10天左右，然后相同方法轉(zhuǎn)接到含有400mg/LCd2+的0. 5倍LB培養(yǎng) 基中培養(yǎng)10天左右。然后取〇. 2ml培養(yǎng)物，涂布到含有200mg/L的Cd2+的0. 5倍LB固體 平板中，置于28°C恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)至單菌落長(zhǎng)出；挑取單菌落到含有200mg/L的Cd2+的 0. 5倍LB液體培養(yǎng)基中，然后置于28°C恒溫?fù)u床中震蕩培養(yǎng)；
[0017]C、將平板上生長(zhǎng)的微生物進(jìn)行劃線(xiàn)分離純化，然后重新涂布到上述含鎘的0.5倍 LB平板上；
[0018] D、經(jīng)分離篩選后，保存對(duì)鎘具有穩(wěn)定抗性能力的菌株，在0. 5倍LB平板上進(jìn)行保 存，獲得本發(fā)明菌株，進(jìn)一步對(duì)菌株鑒定保存?zhèn)溆谩?br>[0019] (2)抗鎘細(xì)菌H368的基本特性
[0020] 細(xì)小微彎桿狀，專(zhuān)性需氧，生長(zhǎng)較迅速，在0. 5倍LB固體培養(yǎng)基上孵育48小時(shí)后， 菌落形態(tài)為乳白色，不透明，表面濕潤(rùn)光滑，中心凸起，邊緣圓整，革蘭氏陰性菌，不產(chǎn)芽胞， 主要以單細(xì)胞呈現(xiàn)。其菌株的菌落形態(tài)及革蘭氏染色照片見(jiàn)圖1。
[0021] (3)分子生物學(xué)鑒定：
[0022] 發(fā)明人對(duì)菌株抽提DNA，用做PCR模板，以27F-1492R引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增上述分離 菌株的16SrDNA序列，其序列如序列表SEQIDN0:1所示，以用于菌株的分子鑒定。同時(shí) 結(jié)合系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)和菌株形態(tài)學(xué)觀(guān)察確認(rèn)該菌為短波單胞菌（Brevundimonassp.)。
[0023] 實(shí)施例2短波單胞菌H368的環(huán)境適應(yīng)特征
[0024] 短波單胞菌H368對(duì)多種重金屬的耐受性及抗生素耐受能力測(cè)試。
[0025] 將H368菌株接種到新鮮的0.5倍LB培養(yǎng)基中活化過(guò)夜，然后以1 % (v/v)的接種 量接種到新鮮的〇.