本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高吸附鎘的絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5及制備方法和應(yīng)用，步驟是：首先稱取10g鎘污染土壤于90mL的滅菌生理鹽水中，于恒溫?fù)u床上振蕩，靜置后，取上清液進行稀釋；其次是將不同稀釋倍數(shù)的稀釋液涂布在含有10mM鎘的馬丁孟加拉紅平板上，倒置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；第三是將平板上生長的微生物進行劃線分離純化，然后重新涂布到上述含鎘的馬丁孟加拉紅平板上進行培養(yǎng)；第四是經(jīng)分離篩選后，保存對鎘具有穩(wěn)定抗性能力的菌株，在PDA斜面上進行保存。獲得的絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5對多種重金屬具有高耐受性和高吸附特性，原料易獲取，成本低廉。該菌株對環(huán)境中的重金屬具有較高的固定能力，能降低其生物毒害性，適用于大面積污染土壤的原位修復(fù)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術(shù)公開了一種高吸附鎘的絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5及制備方法和應(yīng)用，步驟是：首先稱取10g鎘污染土壤于90mL的滅菌生理鹽水中，于恒溫?fù)u床上振蕩，靜置后，取上清液進行稀釋；其次是將不同稀釋倍數(shù)的稀釋液涂布在含有10mM鎘的馬丁孟加拉紅平板上，倒置于恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；第三是將平板上生長的微生物進行劃線分離純化，然后重新涂布到上述含鎘的馬丁孟加拉紅平板上進行培養(yǎng)；第四是經(jīng)分離篩選后，保存對鎘具有穩(wěn)定抗性能力的菌株，在PDA斜面上進行保存。獲得的絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5對多種重金屬具有高耐受性和高吸附特性，原料易獲取，成本低廉。該菌株對環(huán)境中的重金屬具有較高的固定能力，能降低其生物毒害性，適用于大面積污染土壤的原位修復(fù)。【專利說明】一種高吸附鎘的絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5及制備方法和應(yīng)用
本專利技術(shù)屬于環(huán)境治理領(lǐng)域。更具體涉及一種對多種重金屬具有高耐受性和高吸附能力的絲狀真菌的制備方法，同時還涉及一種絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5的用途。
技術(shù)介紹
鎘(Cd)在自然界中主要以硫鎘礦等13種礦物的形式存在，且常伴生于其他金屬礦，如鉛鋅礦等。Cd在地殼中的平均濃度為0.15mg/Kg (顏明娟，1999)，土壤Cd濃度在0.01_2mg/Kg,各類水體中Cd濃度為0.11-10 μ g/Kg。雖然正常情況下,Cd在自然環(huán)境中以痕量的狀態(tài)存在，但是人類的活動使其在環(huán)境中的含量以及分布范圍日益擴大。如Cd可以直接進入大氣、水體和土壤，并在不同環(huán)境中遷移，造成環(huán)境污染；尤其是工業(yè)廢水廢渣廢氣的排放，更是造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。土壤環(huán)境中，Cd以多種形態(tài)存在。依據(jù)Sposito連續(xù)提取法(1982)，土壤中的鎘的形態(tài)可分為交換態(tài)、水溶態(tài)、有機結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、硫化物殘渣態(tài)和殘渣態(tài)。Cd在土壤中各種形態(tài)所占比例的不 同，直接影響其在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化、吸附、解吸能力，以及對生物的生理毒性。按照Cd對生物可利用性由高到低分別為:水溶態(tài)和交換態(tài)〉碳酸鹽結(jié)合態(tài) > 有機結(jié)合態(tài) > 殘渣態(tài)。水溶態(tài)和交換態(tài)Cd對生物毒性最強。土壤中Cd的存在形態(tài)受到其本身的性質(zhì)、含量、土壤組成結(jié)構(gòu)(如:有機質(zhì)、碳酸鹽、礦物和微生物)和環(huán)境條件(如:PH，溫度和濕度等)的影響。因此，隨著環(huán)境的變化，Cd的各種形態(tài)之間是可以發(fā)生轉(zhuǎn)化的，且這種轉(zhuǎn)化行為在一定的體系中與一般的化學(xué)平衡原理相似，如酸堿平衡、氧化還原、吸附解吸、配位平衡以及沉淀溶解之間的平衡。不過，因為土壤本身是一個復(fù)雜的體系，這種轉(zhuǎn)化行為可能會更加復(fù)雜(廖敏等，1999)。在水環(huán)境中，Cd的主要以離子態(tài)鎘存在。此外，Cd可與水體中的多種配體形成可溶物，如Cd (or) +，HCd02_，CdCl+, Cd (NH3)2+，Cd (HCO3) 2等。Cd在水體中的遷移能力可認(rèn)為是:離子態(tài)〉絡(luò)合態(tài)〉難溶態(tài)。姚重華等(1982)研究表明水環(huán)境發(fā)生重金屬污染時，Cd總量的增加對自身分布除對吸附態(tài)有所改變外基本不會對原來的形態(tài)分布造成影響。水體中的懸浮物，沉積物，水生生物等因素均會影響水體中不同形態(tài)Cd之間的轉(zhuǎn)化。環(huán)境中Cd的不同形態(tài)之間的轉(zhuǎn)化行為為環(huán)境中Cd污染的治理提供了一定的理論支持，如何有效降低環(huán)境中Cd的生物有效性，減少Cd在農(nóng)產(chǎn)品中的富集，是近些年來國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域的研究熱點(Reddy and Parupudi, 1997;Basta et al., 2001;Diels etal., 2002;ffei andZhou, 2006)。傳統(tǒng)治理重金屬污水的方法確實收到了一定的效果，但是面對污染日益嚴(yán)重的現(xiàn)狀，從長遠來看這些方法不同程度的存在成本高、能耗高、操作繁瑣，容易引發(fā)二次污染等缺點。自從1949年Ruchhoft提出了生物吸附法(活性污泥)去除污水中的重金屬钚( 239Pu)以來，生物法修復(fù)重金屬污水受到越來越多的關(guān)注，特別是利用微生物處理重金屬污水的研究逐漸成為研究熱點(Kratochvil and Volesky, 1998; Volesky, 1999)。在生物吸附治理重金屬污染過程中，絲狀真菌受到了廣泛的關(guān)注。真菌的細胞表面結(jié)構(gòu)類似于離子型交換樹脂，具有潛在的吸附，離子交換以及共價結(jié)合重金屬離子的能力(Gadd, 1993; KrantzRiilcker et al., 1993; Kapoor et al.，1999)。真菌對于重金屬離子的吸附機制從能量代謝角度可以分為兩種不同的類型:一種是迅速作用的非能量依賴性，主要是通過菌體表面的一些結(jié)構(gòu)如羧基，羥基，巰基及磷酸基團等進行的物理化學(xué)吸附(Gadd, 1993)，另一種則是緩慢的生理代謝依賴型，如跨膜轉(zhuǎn)運及細胞內(nèi)沉淀(Vodnik etal., 1998) 0因此，活的菌體和死亡的菌絲體都可以用作處理重金屬的生物吸附劑。一些研究甚至表明死亡的菌絲體對于重金屬的吸附量要大于活的菌體。Jarosz-WilkoLazka等(2002)研究了白腐真菌Trametesversicolor對重金屬Cd的吸附能力，發(fā)現(xiàn)白腐真菌對于液相環(huán)境的Cd具有很強的吸附能力；經(jīng)過兩個小時的處理，可以去除大部分的Cd。其中快速的能量非依賴型的吸附量可以達到-2mg/(g干菌體)，而慢速的能量依賴型的吸附量為-0.3mg/(g干菌體)。Malik (2004)認(rèn)為利用活細胞來進行重金屬的生物吸附將更符合實際，且能表現(xiàn)出更好的效果。真菌對重金屬的耐受性或抗性有著多種不同的生物學(xué)機制，如胞外分泌物對重金屬的沉淀作用、絡(luò)合作用、結(jié)晶化作用、金屬價態(tài)的轉(zhuǎn)變、細胞壁組分及色素分子對重金屬離子的吸附、壁膜滲透性的改變、主動外排機制以及細胞內(nèi)的富集隔離等(Gadd, 1993;Mehra andWinge, 1991)。Zafar等(2007)從重金屬污染的農(nóng)田土壤中篩選到兩株具有重金屬抗性的絲狀真菌，鑒定為Aspergillus和Rhizopus。這兩株絲狀真菌對CM及Cr具有高生物吸附能力，顯示出潛在的重金屬生物吸附劑的運用前景。而更早的Wasay等(1998)利用Aspergillus niger可以產(chǎn)生有機酸的特性來處理三種不同質(zhì)地的重金屬污染的土壤(粘壤土，粘土，沙土)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過20到25天的處理，可以使這三種土壤中的重金屬符合魁北克所制定的土壤重金屬標(biāo)準(zhǔn)。總體而言，目前利用真菌處理重金屬污染土壤的報道不多，真菌資源相當(dāng)有限，成熟的處理工藝和方法還有待進一步的研發(fā)和完善。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是在于提供了一種高效吸附重金屬的絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5。本專利技術(shù)從鎘污染土壤中分離了一株絲狀真菌`。該菌株在實驗室條件下能顯著吸附重金屬鎘；同時，該絲狀真菌與小白菜共生水培顯示該絲狀真菌可以高效吸附固定培養(yǎng)液中的鎘，降低其生物有效性，提高植物的產(chǎn)量并降低植物對鎘的吸收，顯示了本專利技術(shù)所提供的絲狀真菌在重金屬污染土壤及水體治理過程中的廣闊運用前景。本專利技術(shù)的另一個目的是在于提供了一種高效吸附重金屬的絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5的制備方法，該制備方法簡便快捷，所獲取的菌體具有高吸附重金屬的能力，且吸附過程不受營養(yǎng)條件的限制。本專利技術(shù)的再一個目的在于提供了一種絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5在重金屬污染水體及土壤的生物修復(fù)中的應(yīng)用。絲狀真菌產(chǎn)黃青霉J-5可以有效本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種絲狀真菌產(chǎn)黃青霉，其特征在于：產(chǎn)黃青霉菌（Penicillium?chrysogenum）J?5，CCTCC，CCTCC?NO：M2012137。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃巧云，陳雯莉，徐興健，夏璐，朱偉，張哲軼，
申請(專利權(quán))人：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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