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嗜硒微生物Wautersiella enshiensis YLX-1及其应用.pdf

  • 上传人:周**
  • 文档编号:8673297
  • 上传时间:2020-11-07
  • 格式:PDF
  • 页数:19
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201510547673.3

    申请日:

    20150831

    公开号:

    CN105132316A

    公开日:

    20151209

    当前法律状态:

    有效性:

    审查中

    法律详情:

    IPC分类号:

    C12N1/20,C12P1/04,C12P3/00,C05F17/00,C02F3/34,C12R1/01,C02F101/10

    主分类号:

    C12N1/20,C12P1/04,C12P3/00,C05F17/00,C02F3/34,C12R1/01,C02F101/10

    申请人:

    苏州硒谷科技有限公司

    发明人:

    袁林喜

    地址:

    215123 江苏省苏州市工业园区仁爱路166号行政楼

    优先权:

    CN201510547673A

    专利代理机构:

    苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)

    代理人:

    李广

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    内容摘要

    本发明公开了一种分离自中国湖北恩施硒矿区的渗滤水系统中的菌席沉积物的沃氏菌新种Wautersiella?enshiensis?YLX-1及其应用,该菌种保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏号为CCTCC?No:M2013671。该菌种具有嗜硒微生物特征,可在微生物有机硒转化、微生物纳米硒合成、含硒矿石微生物活化、富硒微生物肥料制备以及硒污染环境修复中具有潜在的应用价值。

    权利要求书

    1.一种嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1,其特征在于:该嗜硒微生物的保藏名称为沃氏菌(WautersiellaenshiensisYLX-1),保藏单位为中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2013年12月18日,保藏编号为CCTCCNO:M2013671。 2.根据权利要求1所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1,其特征在于:所述嗜硒微生物的菌株为棒状、非孢子形成,大小为0.4~0.7×0.8~2.0μm,运动方式为不运动,菌落为黄色平滑的圆形,并具有全缘凸面,革兰氏染色阴性。 3.根据权利要求1所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1,其特征在于:当可溶态硒含量低于10mg/L时,所述嗜硒微生物能够将该可溶态无机硒吸收转化为有机硒;当可溶态硒含量为100~6000mg/L时,所述嗜硒微生物能够将该可溶态无机硒转化为具有生物活性的纳米硒,且该纳米硒尺寸为100~200nm。 4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1的应用,其特征在于:所述嗜硒微生物在制备微生物转化有机硒的应用。 5.根据权利要求4所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1的应用,其特征在于:所述嗜硒微生物在可溶态硒含量低于10mg/L时,能够将该可溶态无机硒吸收转化为有机硒。 6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1的应用,其特征在于:所述嗜硒微生物在制备微生物转化纳米硒中的应用。 7.根据权利要求6所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1的应用,其特征在于:所述嗜硒微生物在可溶态硒含量为100~6000mg/L时,能够将该可溶态无机硒转化为具有生物活性的纳米硒。 8.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1的应用,其特征在于:所述嗜硒微生物在活化含硒矿石中的应用。 9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1的应用,其特征在于:所述嗜硒微生物在制备富硒微生物肥料中的应用。 10.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1的应用,其特征在于:所述嗜硒微生物在硒污染环境修复中的应用。

    说明书

    技术领域

    本发明涉及一种嗜硒微生物及其应用,尤其涉及一种嗜硒微生物 WautersiellaenshiensisYLX-1及其在微生物转化合成有机硒、微生物合 成纳米硒、微生物活化硒矿石、富硒微生物肥料制备及硒污染环境修 复中的应用,属于生物技术领域。

    背景技术

    极端微生物是指适合在极端环境中生活的微生物种属,包括嗜热菌、嗜盐 菌、嗜碱菌、嗜酸菌、嗜压菌、嗜冷菌以及抗辐射、耐干燥、抗高浓度金属离 子和极端厌氧的微生物(Rothschild&Mancinelli,2001;陈骏等,2006),目前极 端微生物的研究主要在大洋中脊、热泉、盐湖、矿坑排水等区域。在深海洋中 脊的热液环境中生活着大量嗜热、嗜压细菌,其在洋中脊的Fe、S、Zn、Cu循 环及成矿中扮演着重要的角色(Taylor&Wirsen,1997;Labrenzetal.,2000; Kasama&Murakami,2001;Emerson&Mayer,2002;Kennedyetal.,2003;彭晓 彤等,2007;陈顺等,2010)。地质微生物学家对美国黄石公园(Susanetal.,1994, 1996)、冰岛(Marteinssonetal.,2001;Thomasetal.,2007)、意大利(Kvistetal., 2005)、中国云南(宋兆齐等,2008;黄秋媛等,2010)等地的众多热泉进行研 究,揭示在这些高达70摄氏度以上,有些甚至超过100摄氏度的热泉里面,活 跃着大量嗜热微生物——泉古菌,拓展了我们之前对微生物生存极限的想象。 而美国犹他大盐湖(盐度2.2%)、死海(盐度2.5%)、里海(盐度(1.7%) 等高盐环境中生活着许多抗高渗透压微生物(Antonioetal.,1998;Vreelandetal., 1998;Orenetal.,2001)。位于青海省东北部的中国境内最大的内陆高原咸水湖 泊,更由于其独特的沉积环境,成为地质微生物学研究的天然实验室(妥进才等, 2005)。酸性矿坑排水中大量存在嗜酸铁氧化菌,如氧化亚铁硫杆菌 (Acidithiobacillusferrooxidans),大量参与Fe、Mn、S等的循环(Baker&Banfield, 2003;Fortin&Langley,2005;陆建军等,2005;蒋磊等,2006),一方面造成 广泛的生态问题,另一方面为矿坑排水的治理提供了新的思路(Johnson&Kevin, 2003)。即使对于遥远南极的厚厚冰层下封存几百万年之久的冰下湖生命系统, 我们依然保存着浓厚的兴趣(Bulatetal.,2009,2011)。

    可是,很少有人关注富硒极端环境中的微生物组成。这主要是因为硒是地 壳中的微量元素,难以成矿或形成极端富硒的环境,极大限制了对嗜硒微生物 的研究。

    湖北恩施渔塘坝具有世界上唯一的硒矿床,是典型和独特的极端富硒环境, 在硒矿区的渗滤水系统和硒矿尾矿的渗滤水系统中具有高浓度的硒含量,其中 水体中的硒含量高达40.0-94.1μg/L,平均值为58.4±16.8μg/L(Zhu&Zheng, 2001;Zhuetal.,2008),是克山病区水体硒含量的330倍(Fordyceetal.,2000),是 世界卫生组织(WHO)推荐饮用水硒含量上限的10倍(Presser,1994);沉积物中 的硒含量高达8.28-82.9mg/kgDW,平均值为26.6±26.8mg/kgDW(Zhu&Zheng, 2001;Zhuetal.,2008),是美国西部沉积物硒含量上限值(1.4mg/kgDW)的19 倍(Presser,1994)。目前,仅有朱建明小组对湖北恩施渔塘坝高硒碳质泥岩中的 微生物多样性特征进行了初步研究(雷磊等,2009),并分离了两株具有亚硒酸 盐还原能力的细菌(王明义等,2006)。在发明专利方面,仅有《一种利用微生 物发酵生产活化硒矿粉的方法》(ZL201210166664.4)和《一种利用超耐硒微生 物制备红色单质硒的方法》(申请号201210167650.6)中利用湖北恩施硒矿物的 硒矿渣、土壤进行分离相关耐硒微生物,进而接种到硒矿粉或其他含硒介质中, 制备活化硒矿粉或红色单质硒。但发明专利中并未分离纯化相关耐硒微生物, 也未鉴定微生物种属和特征。

    发明内容

    为解决上述技术问题,本发明提供了一种嗜硒微生物Wautersiellaenshiensis YLX-1及其应用。

    本发明的技术方案是:

    本发明提供了一种嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1,该嗜硒微生物 是从中国湖北恩施硒矿区渗滤水系统的菌席沉积物中分离纯化的、具有嗜硒微 生物特征的细菌新种,该嗜硒微生物的保藏名称为沃氏菌YLX-1(Wautersiella enshiensisYLX-1),保藏单位为中国典型培养物保藏中心(CCTCC),保藏地址 为:中国武汉武汉大学,保藏日期为2013年12月18日,保藏编号为CCTCC NO:M2013671。

    该嗜硒微生物的菌种菌学特征描述如下:

    【形态特征】该嗜硒微生物在28摄氏度的TSA培养基中培养24小时观察 到的菌落为黄色平滑的圆形,并具有全缘凸面(附图1);对菌株进行革兰氏染 色,显示为革兰氏阴性菌。透射电子显微镜下观察到的菌株为棒状、非孢子形 成,大小为0.4~0.7×0.8~2.0μm(附图2);

    【嗜硒特征】将本发明所述菌种依次分别接入到含硒(以亚硒酸钠配置)0、 10、100、500、1000、3000、6000mg/L的TSB培养液中,结果显示:在硒浓 度≤10mg/L情况下,细菌生长不受抑制(附图3),培养液颜色不呈现明显的红 色(附图5)。在硒浓度≥100mg/L情况下,菌种在100mg/L含硒培养液中生长 最快,500mg/L次之,但1000mg/L、3000mg/L和6000mg/L中生长依次明显 减慢(附图4),必须指出的是即使在硒含量高达6000mg/L的极端条件下,菌 种依然能生长,体现出了极端耐硒能力。而且在硒浓度高于100mg/L条件下, 培养液颜色明显呈现红色,那是因为细菌开始将亚硒酸盐转化为红色单质硒(附 图5)。

    【16SrRNA基因序列分析】从本发明所述菌株的纯培养物中提取基因组 DNA,利用通用引物27f和1492r进行PCR扩增和测序,进一步通过CLUSTALX 软件和Mega4.0软件以Neighbour-joining方法构建系统进化树(附图6),进行系统 发育分析。结果显示菌株属于沃氏菌属(Wautersiella),但与其亲缘关系最近的 WautersiellafalseniiNF993T的序列相似性只有96.7%,结合其形态学特征,确定 为沃氏菌新种,命名为WautersiellaenshiensisYLX-1,于2013年12月18日保 藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC),保藏地址:中国武汉武汉大学,保藏 编号:CCTCCNo:M2013671。

    【生理生化反应特征】本发明所述菌株的API20NE(非肠道革兰氏阴性杆 菌鉴定系统)反应显示,菌株能很好地同化葡萄糖、麦芽糖、苹果酸、柠檬酸 钠,也能很好地水解七叶灵柠檬酸铁、明胶,还能与脲素和对硝基-D-甲基半乳 糖进行反应(表1)。该菌株的APIZYM(酶的活性)检测显示,菌株的碱性磷 酸盐酶、酯酶(C4)、类脂酯酶(C8)、白(亮)氨酸芳氨酶、胰蛋白酶、酸性 磷酸酶、萘酚-AS-BI-磷酸水解酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶均具有较强的 活性,缬氨酸芳胺酶具有弱活性(表2)。该菌株的生长温度为4-37℃(最适温 度为20℃)、pH为5.0-9.0(最适pH为7)、盐度为0-5%(大于5%不生长),该 菌株为兼性厌氧菌,无运动特性,可水解Tween40(表3)。菌株的DNAG+C摩 尔比例为31.6%,主要呼吸醌为MK-6,主要脂肪酸为C16:1ω6c、C16:1ω7c、 iso-C15:0、iso-C17:03OH、C16:0、C16:1ω5c、iso-C17:1I/anteiso-C17:1B(表4)。

    表1菌株API20NE(非肠道革兰氏阴性杆菌鉴定系统)反应

    注:“+”表示阳性,“-”表示阴性。

    表2菌株APIZYM(酶的活性)检测

    酶的种类 Wautersiella enshiensis 对照 - 碱性磷酸盐酶 + 酯酶(C4) + 类脂酯酶(C8) + 类脂酶(C14) - 白(亮)氨酸芳胺酶 + 缬氨酸芳胺酶 w 胱氨酸芳胺酶 - 胰蛋白酶 + 胰凝乳蛋白酶 - 酸性磷酸酶 + 萘酚-AS-BI-磷酸水解酶 + α-半乳糖苷酶 - β-半乳糖苷酶 - β-糖醛酸苷酶 - α-葡萄糖苷酶 + β-葡萄糖苷酶 + N-乙酰-葡萄糖胺酶 - α-甘露糖苷酶 - β-甘露糖苷酶 -

    注:“+”表示阳性,“-”表示阴性,“w”表示弱阳性。

    表3菌株生理生化指标

    指标 Wautersiella enshiensis 温度 4~37℃ pH 5~9 盐浓度 0~5% 运动型 不运动 氧化酶 阳性 过氧化氢酶 阳性 酪蛋白水解 阴性 Twenn20水解 阴性 Twenn40水解 阳性 Twenn60水解 阴性 Twenn80水解 阴性 醌 MK-6

    表4菌株脂肪酸组成特征

    脂肪酸 比例(%) C14:0 3.99 iso-C15:0 16.27 C15:1 ω6c tr C14:0 2OH 1.92 C16:1 ω5c 7.97 C16:0 13.09 C15:0 iso3OH 4.13 C15:1 2OH tr iso-C17:0 1.53 C16:0 3OH 3.74 iso-C17:0 3OH 13.59 Summed Feature2 1.93

    Summed Feature3 20.53 Summed Feature4 6.09 Summed Feature9 1.93

    注:1:“tr”表示“含量<1%”;2:“SummedFeature2”包含“C14:0-3OH、iso-C16:1-I”; 3:“Summedfeature3”包含“C16:1ω7c、C16:1ω6c”;4:“Summedfeature4” 包含“iso-C17:1I、anteiso-C17:1B”;5:“Summedfeature9”包含“iso-C17:1ω9c、 C16:010-methyl”。

    本发明还公开了嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1在制备微生物转 化有机硒中的应用。本发明所述微生物WautersiellaenshiensisYLX-1具有嗜硒微 生物特征,在培养液中的可溶态无机硒(Se4+、Se6+)含量不超过10mg/L的条 件下,可以将无机硒高效转化为含硒氨基酸(如硒代胱氨酸SeCys2),进一步可 利用这些有机硒作为硒缺乏人群的补硒来源。

    本发明还公开了嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1在制备微生物转 化纳米硒中的应用。本发明所述微生物WautersiellaenshiensisYLX-1具有嗜硒微 生物特征,在培养液中的可溶态无机硒(Se4+、Se6+)含量在100mg/L~6000mg/L 的条件下,可以将无机硒高效转化为纳米硒,该纳米硒的尺寸为100~200nm, 进一步可以利用这些具有生物活性的纳米硒作为硒缺乏人群的补硒来源。

    本发明还公开了嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1在活化含硒矿石 中的应用。本发明所述微生物WautersiellaenshiensisYLX-1具有嗜硒微生物特 征,可以对含硒矿石进行微生物活化,进而使含硒矿石中的不可生物利用硒活 化为生物可利用硒,可将天然含硒矿石中生物可利用硒含量提高5~10倍,进一 步可以将活化之后的含硒矿石加工为土壤硒改良剂,施用于缺硒土壤中种植富 硒农作物。

    本发明还公开了嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1在制备富硒微生 物肥料中的应用。本发明所述微生物WautersiellaenshiensisYLX-1具有嗜硒微 生物特征,可以直接制作为微生物冻干粉,施用到土壤中后复水复活,活化土 壤中的硒,提高土壤硒的生物可利用性,从而提高作物对硒的累积效率;也可 以与有机肥复合发酵,制成微生物有机肥,施用于土壤中种植富硒农作物。

    本发明还公开了嗜硒微生物WautersiellaenshiensisYLX-1在硒污染环境修 复中的应用。本发明所述微生物WautersiellaenshiensisYLX-1具有嗜硒微生物 特征,当污染水体中硒含量不超过100μg/L时,可以对硒污染环境中的硒进行 微生物转化、累积,进一步可以收集这些微生物,一方面大大降低环境中的硒 含量,达到修复环境的目的,另一方面可以利用转化、累积的微生物硒,作为 微生物有机硒或微生物纳米硒的来源,用于缺硒人群的硒补充来源。其对硒污 染水体中硒的清除效率可达70~80%。

    借由上述方案,本发明至少具有以下优点:本发明所述嗜硒微生物菌种具 有嗜硒微生物特性,可在微生物有机硒转化、微生物纳米硒合成、含硒矿石微 生物活化、富硒微生物肥料制备以及硒污染环境修复中具有潜在的应用价值。

    上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术 手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附 图详细说明如后。

    附图说明

    图1为本发明所述菌株的形态特征;

    图2为本发明所述菌株在显微镜下的形态特征;

    图3为本发明菌株在0和10mgSe/L的培养液中的生长特征曲线图;

    图4为本发明菌株在100、500、1000、3000和6000mgSe/L的培养液中的 生长特征曲线图;

    图5为本发明菌株在0、10、100、500、1000、3000和6000mgSe/L的培 养液中24小时生长结束后的体系颜色特征;

    图6为本发明所述菌株的16SrRNA基因序列的系统发育树示意图;

    图7为本发明菌株在100mgSe/L的TSB培养液中生长48小时后的扫描电 子显微镜图;

    图8为本发明菌株在100mgSe/L的TSB培养液中生长48小时后的能谱分 析(SEM-EDS)图;

    图9为本发明菌株在6000mgSe/L的TSB培养液中生长48小时后的扫描 电子显微镜图;

    图10为本发明菌株在6000mgSe/L的TSB培养液中生长48小时后的能谱 分析(SEM-EDS)图。

    具体实施方式

    下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述,以 下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

    按照下述步骤进行菌种的筛选分离:

    (1)初筛:无菌采集中国湖北恩施渔塘坝硒矿区渗滤水系统中的菌席沉积 物样品约20g于灭菌处理的25mL的封口瓶中,平行采集3份,带回实验室4℃ 低温保存。然后在实验室无菌操作台内将3份平行样品进行混合均匀,取5g置 于50mL灭菌蒸馏水的锥形瓶中,常温条件下150r/min震荡15min,静置30秒 后取1mL菌液梯队稀释到10-3、10-4、10-5、10-6,然后接种0.05mL均匀涂布于 分离培养基上(分离培养基组成:含硒200μg/kg的TSA,硒源为亚硒酸钠),每 一处理设置4组重复。常温下培养2-3天,挑取形态典型的单一菌落进行点接纯 化2-3次得到纯培养物。

    (2)复筛:将(1)中得到的纯培养物依次接入含硒(以亚硒酸钠配置)0、 10、100、500、1000、3000、6000mg/L的TSB培养液中,均能正常生长,表 明该纯培养物具有嗜硒能力,为我们需要的嗜硒微生物。从而将该纯培养物命 名为YLX-1,保藏于保藏培养基中。

    对上述经复筛得到的嗜硒微生物进行形态特征观察、分子生物学鉴定和生 理生化反应特征测试。

    形态特征观察:该嗜硒微生物在28摄氏度的TSA培养基中培养24小时观 察到的菌落为黄色平滑的圆形,并具有全缘凸面(附图1);对菌株进行革兰氏 染色,显示为革兰氏阴性菌。透射电子显微镜下观察到的菌株为棒状、非孢子 形成,大小为0.4~0.7×0.8~2.0μm(附图2);

    分子生物学鉴定:从本发明所述菌株的纯培养物中提取基因组DNA,利用 通用引物27f和1492r进行PCR扩增和测序,进一步通过CLUSTALX软件和Mega 4.0软件以Neighbour-joining方法构建系统进化树(附图6),进行系统发育分析。 结果显示菌株属于沃氏菌属(Wautersiella),但与其亲缘关系最近的Wautersiella falseniiNF993T的序列相似性只有96.7%,结合其形态学特征,确定为沃氏菌新 种,命名为WautersiellaenshiensisYLX-1,于2013年12月18日保藏于中国典 型培养物保藏中心(CCTCC),保藏地址:中国武汉武汉大学,保藏编号:CCTCC No:M2013671。

    生理生化反应特征测试:该本发明所述菌株的API20NE(非肠道革兰氏阴 性杆菌鉴定系统)反应显示,菌株能很好地同化葡萄糖、麦芽糖、苹果酸、柠 檬酸钠,也能很好地水解七叶灵柠檬酸铁、明胶,还能与脲素和对硝基-D-甲基 半乳糖进行反应(表1)。该菌株的APIZYM(酶的活性)检测显示,菌株的碱 性磷酸盐酶、酯酶(C4)、类脂酯酶(C8)、白(亮)氨酸芳氨酶、胰蛋白酶、 酸性磷酸酶、萘酚-AS-BI-磷酸水解酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶均具有较 强的活性,缬氨酸芳胺酶具有弱活性(表2)。该菌株的生长温度为4-37℃(最 适温度为20℃)、pH为5.0-9.0(最适pH为7)、盐度为0-5%(大于5%不生长), 该菌株为兼性厌氧菌,无运动特性,可水解Tween40(表3)。菌株的DNAG+C 摩尔比例为31.6%,主要呼吸醌为MK-6,主要脂肪酸为C16:1ω6c、C16:1ω7c、 iso-C15:0、iso-C17:03OH、C16:0、C16:1ω5c、iso-C17:1I/anteiso-C17:1B(表4)。

    实施例1

    本发明所述微生物在合成有机硒中的应用。

    将本发明所述微生物YLX-1菌株接种到含硒(亚硒酸钠配置)1.5mg/L的 TSB培养液中,常温下200r/min培养48小时,离心收集菌体和上清液。然后利 用液相色谱-原子荧光光谱联用仪(LC-GA-AFS)分别检测上清液和菌体中的硒 含量与形态,结果显示上清液中几乎均为Se4+,而菌体中绝大部分为硒代胱氨酸 (SeCys2)(表5)。这表明YLX-1菌株能在1.5mgSe/L条件下,将培养液中的 无机硒(Se4+)转化为有机硒(SeCys2),并累积到菌体内。进一步收集菌体可 作为动物饲料等的有机硒添加,也可以做进一步的硒代氨基酸纯化原料,作为 缺硒人群的有机硒补硒来源。

    表5反应体系中上清液和菌体的硒形态特征

    注:“-”表示没有检出;“*”表示没有样品。

    实施例2

    本发明所述微生物在合成有机硒中的应用。

    将本发明所述微生物YLX-1菌株接种到含硒(亚硒酸钠配置)10mg/L的TSB 培养液中,常温下200r/min培养72小时,离心收集菌体和上清液。然后利用液 相色谱-原子荧光光谱联用仪(LC-GA-AFS)分别检测上清液和菌体中的硒含量 与形态,结果显示上清液中几乎均为Se4+,而菌体中绝大部分为硒代胱氨酸 (SeCys2),在菌株的生长平稳期有少部分甲基硒代半胱氨酸(SeMeCys)和Se4+(表6)。这表明YLX-1菌株能在10mgSe/L条件下,将培养液中的无机硒(Se4+) 转化为有机硒(SeCys2、SeMeCys),并累积到菌体内。进一步收集菌体可作为 动物饲料等的有机硒添加,也可以做进一步的硒代氨基酸纯化原料,作为缺硒 人群的有机硒补硒来源。

    表6反应体系中上清液和菌体的硒形态特征

    注:“-”表示没有检出;“*”表示没有样品。

    实施例3

    本发明所述微生物在合成纳米硒中的应用。

    将本发明所述微生物YLX-1菌株接种到含硒(亚硒酸钠配置)100mg/L的 TSB培养液中,常温下200r/min培养24小时,溶液出现明显的红色、浑浊。 培养48小时,离心收集菌体和上清液,发现收集得到的沉淀为红色悬浮物。然 后利用液相色谱-原子荧光光谱联用仪(LC-GA-AFS)和原子荧光光谱仪,利用 差减法鉴定红色悬浮物的成分几乎为单质硒。进一步利用扫描电子显微镜结合 能谱散射分析(SEM-EDS),结果显示红色悬浮物中有大量菌体,在菌体表面聚 集着大量尺度在100-200nm的圆球物体,EDS鉴定结果显示其为单质硒(附图 7和图8)。因此收集得到的红色沉淀物应为微生物合成纳米硒。将该微生物合 成纳米硒添加进螃蟹的饲料中,结果饲喂30天后,在螃蟹的肌肉、内脏中均检 出比对照组要高得多的硒含量,表明该微生物合成纳米硒可以被动物体吸收利 用,是生物可利用硒,因此进一步可作为动物饲料的硒添加来源,提高动物体 中的硒水平;也可以作为缺硒人群的补硒来源。

    实施例4

    本发明所述微生物在合成纳米硒中的应用。

    将本发明所述微生物YLX-1菌株接种到含硒(亚硒酸钠配置)6000mg/L 的TSB培养液中,常温下200r/min培养12小时,溶液出现明显的红色、浑浊。 培养48小时,离心收集菌体和上清液,发现收集得到的沉淀为红色悬浮物。然 后利用液相色谱-原子荧光光谱联用仪(LC-GA-AFS)和原子荧光光谱仪,利用 差减法鉴定红色悬浮物的成分几乎为单质硒。进一步利用扫描电子显微镜结合 能谱散射分析(SEM-EDS),结果显示红色悬浮物中有大量菌体,在菌体表面聚 集着大量尺度在100-200nm的圆球物体,EDS鉴定结果显示其为单质硒(附图 9和图10)。因此收集得到的红色沉淀物应为微生物合成纳米硒。将该微生物合 成纳米硒添加进螃蟹的饲料中,结果饲喂30天后,在螃蟹的肌肉、内脏中均检 出比对照组要高得多的硒含量,表明该微生物合成纳米硒可以被动物体吸收利 用,是生物可利用硒,因此进一步可作为动物饲料的硒添加来源,提高动物体 中的硒水平;也可以作为缺硒人群的补硒来源。

    实施例5

    本发明所述微生物在活化硒矿石中的应用。

    将采自湖北恩施硒矿区的硒矿石粉碎到100目,然后测定其总硒含量约为 3000mg/kg,进一步通过连续提取方法,测定硒矿石中的水溶态硒约占比1%, 可交换态硒约占比3%,铁锰氧化态硒约占比5%,有机结合态硒约占比10%, 残留态硒占比约81%。以此硒矿粉为硒源,添加100g该硒矿粉到300mL的TSB 培养液中,一组不接种YLX-1(8个平行样),另一组接种YLX-1(8个平行样)。 在室温条件下200r/min培养90天,并按照一定的时间间隔取样检测上清液中的 总硒含量(表7),结果显示接种YLX-1菌株组中明显较对照组有更多可溶态硒 进入溶液中,其硒含量是对照组的5-10倍。这表明YLX-1菌株可以将硒矿石中 不可生物利用硒(如:交换态硒、铁锰氧化态硒)转化为生物可利用硒,且效 率较高。进一步可利用YLX-1的这个特性对天然硒矿石进行活化,产物可作为 土壤硒改良剂,用于缺硒土壤的改良。

    表7反应体系上清液中硒含量特征

    实施例6

    本发明所述微生物在富硒微生物肥料制备中的应用。

    将本发明所述微生物YLX-1菌株在TSB培养液中进行50L规模化发酵培养 3-5天,进一步采用冻干技术制备微生物冻干粉。该冻干粉可以直接施用到生菜 作物根部土壤中,随后浇水可使冻干微生物复水复活。正常栽培30天后收获, 检测显示其生菜叶中的硒含量是未施用该微生物冻干粉的生菜叶样品的3-8倍。

    实施例7

    本发明所述微生物在富硒微生物肥料制备中的应用。

    将本发明所述微生物YLX-1菌株接种到有机肥原料中,随后进行正常的有 机肥堆肥发酵,获得微生物有机肥。该微生物有机肥施用到生菜根部,正常培 养30天后收获,检测显示其生菜叶中的硒含量是未施用该微生物冻干粉的生菜 叶样品的3-5倍。

    实施例8

    本发明所述微生物在硒污染环境修复中的应用。

    测定湖北恩施硒矿区渗滤水中总硒含量约为85μg/L,并将其作为硒污染环 境水体的代表,将YLX-1菌种接入300mL该水体中(8个平行样),并加入葡 萄糖作为碳源,同时设置对照组,在室温条件下200r/min培养10天,并按照一 定的时间间隔取样检测上清液中的总硒含量(表8),结果显示未接种YLX-1菌 株得对照组中溶液中的硒含量基本不变,而接种YLX-1菌株处理组在菌株生长 过程中明显将溶液中的硒吸收、利用了,大大降低了溶液中的硒含量,清除率 达到70-80%。因此,进一步可利用YLX-1的这个特性对天然硒污染地区(如: 恩施)或人工硒污染环境(如:锰冶炼区域)中的水体进行修复处理。

    表8反应体系上清液中硒含量特征

    以上所述仅是本发明的优选实施方式,并不用于限制本发明,应当指出, 对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还 可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

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    嗜硒微生物Wautersiella enshiensis YLX-1及其应用 微生物 Wautersiella YLX 及其 应用
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