[发明专利]一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群及其构建方法和应用

说明书

本发明涉及微生物领域，公开了一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群及其构建方法和应用。该高阶菌群包括电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌，其构建方法包括以下步骤：从含菌样品中筛选出电化学活性细菌，获得电化学活性细菌的混合菌群；将混合菌群与活性污泥兼性菌种混合，获得种子菌群；对种子菌群进行驯化，获得适用于废水处理的驯化菌群；将驯化菌群与群体感应信号分子产生菌混合，获得高阶菌群。本发明的高阶菌群利用群体感应效应，通过电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌之间的高效配合，能够提高整个菌群对废水中胁迫环境的适应能力，实现较高的废水处理效率。

技术领域

本发明涉及微生物领域，尤其涉及一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群及其构建方法和应用。

背景技术

废水中有机污染物的降解过程涉及到一系列氧化还原反应，本质上是电子转移的过程。微生物对废水中污染物进行代谢降解的本质也是基于电子转移的生化反应过程。1911年，微生物Saccharomyces和Bacillus被发现能够产生电流，随后的100多年中，研究人员在跨越古菌、细菌、真菌的9个门类微生物中均证实了微生物产电现象，并将这类通过胞外电子传递实现能量代谢的微生物统称为“电化学活性菌”(Electrochemically ActiveMicrobes)。电化学活性菌包括少量真核微生物(如Saccharomyces cerevisiae)，少量古细菌(如Methanosarcina acetivorans，Pyrococcus furiosus)，但主要的还是产电细菌(如：Shewanella oneidensis，Geobacter等)。电化学活性细菌的催化作用体现在两方面：催化氧化和催化还原。

不同电活性细菌能够催化氧化的有机物种类不同，因此电活性细菌混合菌群的催化氧化具有较强的废水处理能力。例如，申请号为CN200910070694.5的专利公开了一种将有机废水能源化的微生物燃料电池接种和驯化启动方法，其利用富集和驯化获得的产电菌菌群，进行有机废水的处理。相较于单一菌种而言，电活性细菌混合菌群能够催化降解更多的有机物种类，且降解效率更高，但很多电活性细菌难以适应废水中的胁迫环境，这些细菌在驯化过程中被剔除，造成最终获得的菌群对废水的处理效果有限。

发明内容

为了解决电活性细菌混合菌群对废水的处理效果有限的技术问题，本发明提供了一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群及其构建方法和应用。本发明的高阶菌群利用群体感应效应，通过电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌之间的高效配合，能够提高整个菌群对废水中胁迫环境的适应能力，实现较高的废水处理效率。

本发明的具体技术方案为：

第一方面，本发明提供了一株能够产生酰基高丝氨酸内酯的假单胞菌，所述假单胞菌命名为JSCW-2022-A1573，已在2022年5月12日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCCNo.24888，微生物分类命名为假单胞菌Pseudomonas sp.。

本发明的菌株JSCW-2022-A1573生理生化特性见实施例1，16S rRNA基因序列如SEQ ID NO:1所示，鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas)内的一个新种，与已知种的微生物具有明显不同的分类学特征，暂定名称为Pseudomonas sp.JSCW-2022-A1573。

该菌株能够产生群体感应信号分子——酰基高丝氨酸内酯(Acyl-HomoserineLactones，AHLs)，同时，对废水中的限制因子具有较好的耐受性，且具有一定的耐盐性，因而能够用于高盐废水多重生物催化降解处理用高阶菌群的构建中，促使菌群中微生物之间高效配合，帮助菌群对抗不利的环境条件，使菌群中的微生物在废水中快速生长繁殖，并实现废水中有机物的高效降解。

第二方面，本发明提供了一种废水多重生物催化降解处理用高阶菌群，包括电化学活性细菌、活性污泥兼性菌种和群体感应信号分子产生菌。