[发明专利]一种锰氧化真菌及其应用

说明书

本发明公开了一株具有锰氧化能力的真菌，该真菌能够将水体中的Mn²⁺氧化生成不溶于水的锰氧化物，该Mn²⁺氧化真菌为枝孢菌Cladosporium sp.XM01，保藏号为CGMCC NO.21083。将本发明的枝孢菌XM01菌株用于自然水体中的Mn²⁺氧化，其操作稳定(15‑30℃)在常温范围，pH值(6.0‑7.5)在中性范围，具有很高的Mn²⁺氧化效率，通过本发明所采用的XM01循环氧化二价锰，可实现重金属或微量有机物污染的水体和土壤原位修复。本发明菌株生长过程中氧化生成的锰氧化物在污水治理、水环境修复和土壤等领域具有良好的应用潜力。

技术领域

本发明涉及环境微生物技术领域，具体涉及一种锰氧化真菌及其应用。

背景技术

近年来，由于生物锰氧化物具有良好的吸附能力和氧化能力，与化学合成的锰氧化物相比，生物氧化锰结晶弱，粒径小Mn价态高，结构中八面体空穴多，因而具有更强的吸附、氧化等表面活性。另外，生物锰氧化物是在环境友好的条件下生产的，无需过度使用能源，因此它可以被视为一种成本效益高、环境友好型材料，用于被污染的环境修复。

锰氧化物的形成机制有化学成因和生物成因两种。相比而言，生物成因认为微生物主要介导了自然界中的锰氧化过程，且生物介导的锰氧化反应速率要比化学催化的速率快几倍甚至几万倍以上。迄今为止，自然界中种类众多的微生物已被发现具有锰氧化性能，这些锰氧化物广泛分布在自然环境中，其中陆地系统中的锰氧化菌主要存在于土壤、沉积物、水管、荒漠漆皮、洞穴、矿石中。淡水系统中的锰氧化菌主要存在于淡水温泉、河流、小溪、池塘、浅水湖中富含锰的表面膜、铁锰结核、淡水中的沉积物、海湾中的好氧/缺氧界面中。

细菌和真菌都被认为是重要的锰转化剂，可以氧化Mn²⁺生成Mn(III，IV)，并产生结晶不良的纳米级生物锰氧化物。目前，有关锰的微生物氧化多集中在细菌上，包括锰氧化细菌对污染环境中重金属的去除、锰氧化细菌氧化锰所形成产物的结构特征以及锰氧化细菌对锰氧化的机理等内容，如专利CN112094766A公开了一种锰氧化细菌，而有关锰氧化真菌对环境中锰氧化物转化的贡献及对无机物环境命运的影响知之甚少。然而，丝状真菌相比细菌，对环境中锰的氧化更有优势：(1) 真菌在宽pH范围内生长的能力；(2)真菌对高浓度有毒金属和有机污染物的抗性。从土壤、岩石表面、沉淀物、淤泥和淡水等环境中分离出许多能够氧化锰(II) 的真菌，包括吖啶属、链格孢属、枝孢属、锥孢属、弯孢属、青霉属等。锰氧化真菌研究较多的是支顶孢属(Acremonium sp.)和白腐真菌(Phanerochaetechrysosporium)。通过此类锰氧化真菌的生物吸附与氧化，可将水中的锰离子Mn(II) 形成生物锰氧化物，这些发现为生物除锰和吸附氧化水中污染物(如重金属、微量有机污染物)带来了崭新的思路，是一种新型的含锰废水生物处理方法，具有广阔的应用前景。在自然水质条件下，存在着营养缺乏和微生物的竞争作用，都会影响到菌株的存活和锰氧化活性。因此寻找能适应自然水质条件的锰氧化菌株的工作显得十分重要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种锰氧化真菌及其应用，本发明的锰氧化真菌属于枝孢菌属，能够适应复杂自然水体并发挥锰氧化作用，具有很好的应用前景。

本发明所涉及的锰氧化真菌在温度(15-30℃)的范围，操作pH值(6.0-7.5)在中性范围，具有很高的Mn²⁺氧化效率。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种锰氧化真菌，该锰氧化真菌为枝孢菌Cladosporium sp.XM01，已于2020 年12月03日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏编号为CGMCC NO. 21083，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院。

本发明所述的锰氧化真菌来源于湖南湘潭锰矿附件的土壤，经驯化、分离、纯化得到。