免费文献传递   相关文献

Isolation and identification of aerobic denitrifying bacterium Defluvibacter lusatiensis strain DN7 and its heterotrophic nitrification ability.

好氧反硝化菌Defluvibacter lusatiensis str. DN7的分离鉴定和异养硝化性能



全 文 :好氧反硝化菌 Defluvibacter lusatiensis str.
DN7 的分离鉴定和异养硝化性能*
肖继波摇 江惠霞摇 褚淑祎**
(浙江农林大学环境与资源学院, 浙江临安 311300)
摘摇 要摇 从稳定运行处理竹子加工废水的生物接触氧化反应器中分离得到一株好氧反硝化
菌 DN7,其 72 h NO3 -降解率达 99郾 4% .细胞显微镜观察显示,菌株为革兰氏阴性小杆菌,大小
为 0. 5 滋m伊1. 5 滋m,菌落为乳白色.通过生理生化特性及 16S rDNA同源性分析,初步推断该
菌株为根瘤菌中的 Defluvibacter lusatiensis str. 碳源、C / N、硝酸盐初始浓度、溶解氧(DO)、pH
对 DN7 反硝化性能影响的结果表明:菌株对柠檬酸钠、葡萄糖等小分子有机物的利用较好;
C / N为 9 时,脱氮率达 99. 0% ;硝酸盐浓度低于 138. 48 mg·L-1情况下,DN7 脱氮率在 96%
以上,且亚硝酸盐浓度均在 1. 0 mg·L-1以下;菌株 DN7 对 DO 不敏感,中性偏碱性环境有利
于 DN7 反硝化反应的进行;DN7 具有良好的异养硝化性能,72 h铵氮降解率达 84郾 7% .
关键词摇 好氧反硝化摇 异养硝化摇 分离鉴定
文章编号摇 1001-9332(2012)07-1979-06摇 中图分类号摇 Q89;X172摇 文献标识码摇 A
Isolation and identification of aerobic denitrifying bacterium Defluvibacter lusatiensis strain
DN7 and its heterotrophic nitrification ability. XIAO Ji鄄bo, JIANG Hui鄄xia, CHU Shu鄄yi
(School of Environment and Resource, Zhejiang Agriculture and Forestry University, Lin爷an 311300,
Zhejiang, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(7): 1979-1984.
Abstract: An aerobic denitrifying bacterium strain DN7 with excellent nitrate removal ability was
isolated from the bio鄄contact oxidation reactor treating bamboo process wastewater. The strain had a
nitrate removal efficiency of 99. 4% in 72 h. Cell microscopic observation demonstrated that the
strain was a gram鄄negative bacillus with an average size of 0. 5 滋m伊1. 5 滋m, and the colony was
ivory. Based on its biochemical / morphological characteristics and its 16S rDNA sequence homologic
analysis, this strain was identified as Defluvibacter lusatiensis. Its optimal carbon sources were small
molecular organic compounds such as sodium citrate and glucose, and its nitrogen removal efficien鄄
cy reached 99. 0% when the medium C / N ratio was 9. The nitrogen removal efficiency could reach
more than 96% when the nitrate concentration was below 138. 48 mg·L-1 and the nitrite concentra鄄
tion was lower than 1. 0 mg·L-1 . The strain was not sensitive to DO, and the denitrification was
favored under neutral or a bit alkaline condition. The DN7 also had good ability in degrading
ammonim nitrogen, with the removal efficiency being 84. 7% in 72 h.
Key words: aerobic denitrification; heterotrophic nitrification; isolation and identification.
*国家水体污染控制与治理重大科技专项(2008ZX07101鄄006鄄08)、
浙江省重大科技专项 ( 2009C03006鄄3 ) 和温州市招投标项目
(F鄄GB201106130119, Z100602217)资助.
**通讯作者. E鄄mail: chusy@ zafu. edu. cn
2011鄄12鄄31 收稿,2012鄄04鄄19 接受.
摇 摇 好氧反硝化是微生物在有氧条件下以有机物为
碳源及电子供体,利用氧和硝酸盐或亚硝酸盐为电
子受体,将硝酸盐和亚硝酸盐还原为气态氮化物的
过程[1-2] .好氧反硝化菌的发现,打破了氧气抑制反
硝化酶系统和反硝化需在厌氧条件下发生的传统观
念,使同步硝化反硝化(SND)成为可能. 研究表明,
SND工艺流程简单、能耗低、占地小,由于反硝化过
程产碱,与硝化过程产生的酸相中和,故而投资和运
行费用均较低[3] . 近年来,好氧反硝化菌的分离及
其特性研究成为生物脱氮领域的研究热点[4-5] . 与
厌氧反硝化菌相比,好氧反硝化菌具有适应性强、生
长速度快、对溶解氧(DO)浓度要求较低及反硝化速
度快等优点[6-7] . 目前,已报道的好氧反硝化菌有
Paracoccus、Ochrobactrum、Herbaspirillum、Alcaligenes、
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 7 月摇 第 23 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2012,23(7): 1979-1984
Pseudomonas等 50 多个属[8-10] . 但这类菌在环境中
数量较少,不易形成优势菌种,故直接筛选有一定
难度.
本课题组采用厌氧折流板反应器(ABR) +生物
漂带[11]接触氧化工艺处理竹子加工、山核桃加工等
高浓度含氮工业废水,发现该工艺脱氮效果显著,总
氮去除率在 90%以上,推断接触氧化反应器内可能
存在好氧反硝化菌. 我们从该接触氧化反应器生物
膜上分离得到一株好氧反硝化菌 DN7,并对该菌的
生长特性、脱氮性能及影响因素、异养硝化性能等进
行研究,由浙江省微生物所对其形态、生理生化特性
和 16S rDNA同源性等进行分析鉴定,旨在探明该
工艺的脱氮机制,并为进一步提高系统脱氮效率及
该工艺的推广应用提供理论支撑.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
1郾 1郾 1 菌源摇 从浙江安吉某竹制品厂稳定运行的生
物接触氧化反应器生物漂带载体上取生物膜为供试
菌源.
1郾 1郾 2 培养基摇 DM培养基:C6H5Na3O7·2H2O 5 g、
KNO3 2 g、KH2 PO4 1 g、K2HPO4 1 g、MgSO4·7H2O
0. 2 g、蒸馏水 1000 mL,pH 7郾 2 ~ 7. 6[12] .
溴百里酚蓝(BTB)培养基:于 DM 培养基中添
加 1%溴百里酚蓝 1 mL、微量元素[13]溶液 2 mL 及
2%琼脂.
1郾 2摇 菌株的分离、筛选与鉴定
1郾 2郾 1 分离筛选摇 取 1郾 0 g 生物膜于装有 99 mL 无
菌水并带有玻璃珠的三角瓶中振荡,至生物膜脱落
并与无菌水充分混合,得悬液. 用无菌吸管吸取
5 mL悬液于100 mL灭菌后的 DM 培养液中,30 益,
120 r·min-1培养 3 d,并扩大培养 3 次.然后取 1 mL
富集液于灭菌后的 BTB固体培养基上均匀涂布,培
养 3 d后,挑取周围培养基出现蓝色晕圈的单菌落
于 DM固体培养基中,划线分离数次纯化.将纯菌接
种于灭菌后的 DM培养液中,培养至对数期,制得菌
悬液,并以 5%的接种量接种于 DM 培养液中测定
反硝化能力,以 NO3 -去除率为评价指标,筛得一株
NO3 -去除率较高的好氧反硝化菌,命名为 DN7.
1郾 2郾 2 菌株的形态学分析摇 菌株 DN7 送由浙江省微
生物所进行鉴定. 将该菌株接种于肉汤培养基上,
30 益培养 2 d后对其菌落形态进行描述,并通过光
学显微镜对菌体形态进行观察.
1郾 2郾 3 生理生化鉴定 摇 依据 《伯杰细菌鉴定手
册》 [14]和《细菌属的鉴定指导》 [15]进行鉴定.
1郾 2郾 4 16S rDNA序列测定及同源性分析 摇 取 1 mL
经 37 益振荡培养后的菌液于 1. 5 mL 离心管中,
8000 r·min-1离心 1 min,弃上清液. 加入 1 mL
Trizol,得到染色体 DNA 提取液,并以此为模板,使
用 16S rDNA序列通用引物进行扩增.扩增引物为:
上游引物 5爷鄄AGAGTTTGATCCTGGCTCAG鄄3爷,下游
引物 5 爷鄄AAGGAGGTGATCCAGCCGCA鄄3 爷. PCR 反
应体系:染色体 DNA 提取液 0. 5 滋L、10伊PCR 缓冲
液5 滋L、2. 5 mol·L-1 dNTPs 4 滋L、10 滋mol·L-1的
上下游引物各 0. 5 滋L,Taq DNA聚合酶 0. 25 滋L,补
重蒸水至 50 滋L. PCR反应条件:94 益预变性 2 min;
94 益变性 30 s,57 益退火 45 s,72 益延伸 60 s,经过
30 个循环后,72 益再延伸 10 min.对 PCR产物进行
割胶纯化,按 BigDye Terminator v3. 1 试剂盒说明对
纯化产物进行核苷酸序列测定.
1郾 3摇 好氧反硝化性能及影响因素试验
将菌悬液以 5%的接种量接入 100 mL 新鲜液
体 DM反硝化培养液(除浓度因素外,其余因素试验
中硝酸盐初始浓度均为 138. 48 mg·L-1)中,30 益
120 r·min-1摇床培养,以不接种的培养液作空白
对照.
1郾 3郾 1 好氧反硝化过程及特性试验 摇 据预试验结
果,每隔一定时间取样测定 OD600、 pH、 NO3 - 和
NO2 - .
1郾 3郾 2 碳源与 C / N 影响试验摇 碳源类型试验中,分
别以葡萄糖、碳酸钠、柠檬酸钠、乙醇、酒石酸钾钠作
碳源,保持最终含碳量及其他成分不变;C / N 试验
中,以柠檬酸钠为碳源,调节 C / N 为 6、8、9、10、12.
在 3 d后测定 NO3 -和 NO2 - .
1郾 3郾 3 硝酸盐浓度影响试验摇 调节培养液中硝酸盐
浓度分别为 69. 34、 138. 48、 276. 95 和 415郾 43
mg·L-1 . 3 d后测定 NO3 -和 NO2 - .
1郾 3郾 4 pH影响试验 摇 改变培养液 pH 为 3、5、7、9、
11.在 3 d后测定 NO3 -和 NO2 - .
1郾 3郾 5 DO浓度影响试验摇 调节转速控制培养液 DO
浓度分别为 0. 41、1. 56、2. 18、2. 78、3. 67 和 5郾 14
mg·L-1 . 3 d后测定 NO3 -和 NO2 - .
1郾 4摇 菌株的异养硝化性能测定
将 DN7 菌悬液以 5%的接种量接种于以铵氮
[(NH4) 2SO4,初始浓度 130. 87 mg·L-1]为唯一氮
源、柠檬酸钠为碳源的 100 mL新鲜液体 DM培养基
中,30 益 120 r·min-1培养. 每隔 8 h 取样测定
NH4 +、OD600、pH、NO3 -和 NO2 -,并以不接种的培养
0891 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
基作空白对照.
1郾 5摇 分析方法
NH4 +采用纳氏试剂分光光度法;NO3 -、NO2 -采
用离子色谱法(ICS1500 型,美国戴安公司); DO 采
用 HI9147鄄04 便携式溶解氧测定仪测定;OD600采用
浊度法.脱氮率 = (1-TINf / TINo) 伊100% ,其中 TINf
和 TINo 分别为终止和初始时的总无机氮浓度.
1郾 6摇 数据处理
所有试验均设置 4 个重复,平行样结果偏差小
于 0. 5%则认为数据可行. 所得结果剔除异常值后
求均值,若 4 个平行样中存在 2 个及以上异常,则重
新进行试验.采用 Origin 8. 5 对试验数据进行作图.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 菌株的鉴定
2郾 1郾 1 菌株 DN7 的形态学特征摇 菌株为革兰氏阴性
小杆菌(图 1),大小为 0. 5 滋m伊1. 5 滋m,单个排列,
直杆菌. 在肉汤培养基上单菌落为乳白色,直径
2 mm左右,湿润、粘稠,不产色素.
2郾 1郾 2 菌株 DN7 的生理生化特征摇 生理生化各项指
标的检测结果表明,明胶液化、乙酰甲基醇(V. P)、
H2S、脂酶、氧化酶为阴性,硝酸盐还原、磷酸酶、尿
素酶、接触酶、琥珀酸盐产碱为阳性,葡萄糖非发酵.
2郾 1郾 3 菌株 DN7 的 16S rDNA 序列测定及同源性分
析摇 对 PCR 扩增产物作琼脂糖凝胶电泳,在约
1500 bp处出现特异性条带,为 16S rDNA 基因片段
扩增条带(图 2). 将测序结果提交 GenBank 进行
BLAST比对发现,菌株与根瘤菌中的 Defluvibacter
lusatiensis str. 有 99郾 9%的相似度. 结合生理生化试
验结果,推断该菌为 Defluvibacter lusatiensis str. ,系
统进化树见图 3.
2郾 2摇 菌株的好氧反硝化性能
2郾 2郾 1 菌株的好氧反硝化过程及特性摇 菌株 DN7 接
图 1摇 菌株 DN7 细胞显微照片(伊2000)
Fig. 1摇 Cells micrograph of DN7(伊2000).
图 2摇 菌株 DN7 的 16S rDNA基因电泳图(伊2000)
Fig. 2 摇 Electrophoresis map of 16S rDNA gene of DN7 ( 伊
2000).
M: Marker; SJ: 类产碱假单胞菌 Pseudomonas pseudoolcaligenes;
aHD7: 门多萨假单胞菌 Pseudomonas mendocina.
图 3摇 菌株 DN7 16S rDNA基因同源进化树
Fig. 3摇 Phylogenetic tree of DN7 based on 16S rDNA sequences
homology.
入后,培养液中 NO3 - 迅速降低, 4 h 内 NO3 - 由
138郾 48 mg· L-1降至 23. 06 mg· L-1,降解率达
83郾 4% (图 4). 其后 NO3 -降解速率趋于平缓,至
72 h,NO3 -浓度为 0. 81 mg·L-1,降解率达 99. 4% .
降解过程中亚硝酸盐积累量较少,第 12 小时 NO2 -
达到最大值(2. 19 mg·L-1).反应前 20 h,菌株生长
较缓慢,后进入对数期;至 48 h,OD600值达 0. 90,
48 h后,进入减速增长期. 反硝化过程中,由于硝酸
盐还原产碱[16] ,pH逐渐升高.空白对照的硝酸盐含
图 4摇 菌株 DN7 的 NO3 -降解特性
Fig. 4摇 Nitrate degradation characteristics of DN7.
18917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 肖继波等: 好氧反硝化菌 Defluvibacter lusatiensis str. DN7 的分离鉴定和异养硝化性能摇 摇 摇
量无明显变化 ( NO3 - 浓度为 133. 26 ~ 138. 48
mg·L-1),且未检出亚硝酸盐.
2郾 2郾 2 碳源对 DN7 反硝化性能的影响 摇 菌株 DN7
的碳源底物较宽,以有机碳和无机碳为碳源均能生
长.对柠檬酸钠、葡萄糖等小分子有机物的利用较
好,培养 3 d后,硝酸盐基本降解完全,其亚硝酸盐
浓度仅分别为 0郾 39 和 0郾 52 mg·L-1,脱氮率分别达
99郾 5%和 99郾 3% ;对酒石酸钾钠和乙醇利用能力次
之,对碳酸钠的利用较差,脱氮率仅为 81郾 7%
(图 5).
C / N由 6 升至 9,DN7 的脱氮效果随之增强,
NO3 -由 9. 39 mg·L-1逐渐减至 0. 93 mg·L-1,NO2 -
浓度由 5. 72 mg·L-1降至 0. 46 mg·L-1,至 C / N为
9 时,脱氮率达 99. 0% . 表明 C / N 在 6 ~ 9 区间,其
升高有利于反硝化反应的进行;C / N 进一步提高,
脱氮率下降,至 C / N为 12 时,脱氮率降至 81. 6% .
2郾 2郾 3 硝酸盐初始浓度对 DN7 反硝化性能的影响摇
硝酸盐初始浓度低于 138. 48 mg·L-1时,DN7 的反
硝化效果显著.从图 6 可见,当硝酸盐初始浓度分别
为 69. 24、138. 48 mg·L-1时,NO3 -残留量仅为 1. 73
和 0. 84 mg·L-1,几乎无 NO2 -积累,脱氮率在 96%
以上;对于中高浓度硝酸盐(硝酸盐初始浓度大于
276. 95 mg·L-1),DN7 亦表现出良好的脱氮效果.
硝酸盐初始浓度达553. 59 mg·L-1,脱氮率稳定在
图 5摇 碳源和 C / N对 DN7 反硝化性能的影响
Fig. 5 摇 Effect of carbon source and C / N on denitrification of
DN7.
80%左右,且 NO2 -积累量均在 1. 0 mg·L-1以下.
2郾 2郾 4 pH对 DN7 反硝化性能的影响 摇 pH 为 3 ~ 7
时,随着 pH 升高,DN7 的反硝化能力显著增强,3 d
后脱氮率由 60. 5%增至 99. 1% (图 6);当 pH 大于
7 时,菌株 DN7 的脱氮率缓慢降低,至 pH 为 11 时,
脱氮率降至 77. 3% ,说明中性偏碱性环境有利于
DN7 反硝化反应的进行.
2郾 2郾 5 DO对 DN7 反硝化性能的影响摇 菌株 DN7 对
DO并不敏感,从图 6 可见,反应 3 d 后,脱氮率随
DO浓度变化较小,且均在 90%以上,但对溶液中
NO3 -和 NO2 -的分布有一定影响. DO 浓度为 2. 78
mg·L-1,NO3 -残留量相对最小,为 3. 70 mg·L-1,
NO2 -残留量为 3. 24 mg·L-1 .低 DO浓度下,NO3 -残
留量较小,DO浓度为 0. 41 mg·L-1时,NO3 -残留量
降至 2. 13 mg·L-1;高 DO 浓度下,NO2 -残留量较
高,DO浓度为 5. 14 mg·L-1时,NO2 -残留量增至
1 1郾 37 mg·L-1 .说明低DO浓度有利于减少降解过
图 6摇 硝酸盐初始浓度、pH 和 DO 对菌株 DN7 反硝化性能
的影响
Fig. 6 摇 Effect of initial nitrate concentration, pH and DO on
denitrification of DN7.
2891 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
图 7摇 菌株 DN7 的异养硝化性能
Fig. 7摇 Heterotrophic nitrification of DN7.
程中亚硝酸盐的积累.
2郾 3摇 菌株 DN7 的异养硝化性能
以(NH4) 2 SO4为氮源,柠檬酸钠为碳源,考察
DN7 的异养硝化性能. 从图 7 可见,菌株 DN7 具有
良好的异 养 硝 化 性 能, 72 h 后 铵 氮 浓 度 由
130郾 07 mg·L-1降为 19郾 86 mg·L-1,铵氮降解率达
84郾 7% .其中铵氮降解主要分 3 个阶段:反应前 8 h,
铵氮被菌株 DN7 转化为硝态氮和亚硝态氮,其中亚
硝态 氮 积 累 量 较 低, 铵 氮 去 除 速 率 为 6郾 09
mg·L-1·h-1;第二阶段铵氮浓度变化较小,菌株主
要利用硝态氮,硝态氮浓度由 8 h 的最高值(18郾 93
mg·L-1)降至 0郾 98 mg·L-1;第三阶段,由于硝态氮
和亚硝态氮浓度均较低,菌株继续以利用铵氮为主,
氨氮浓度缓慢降低,值得注意的是,这一阶段硝态氮
和亚硝态氮浓度基本不变,而溶液 pH 呈上升趋势,
推断溶液中可能同时发生了硝化和反硝化作用.
3摇 讨摇 摇 论
菌株 DN7 降解硝态氮过程中,主要发生同化性
和异化性硝酸盐还原作用[17] . 降解初期,硝酸盐浓
度迅速降低,4 h 后 NO3 -降解率达 83郾 4% ,且几乎
无亚硝酸盐积累,而此时菌株尚处于适应期,生长缓
慢,故而主要发生异化性硝酸盐还原,大部分硝态氮
降解为气态氮化物逸出. 20 h后 OD值迅速增加,菌
株进入对数生长期,而 NO3 -浓度降低缓慢,说明该
阶段以同化性硝酸盐还原为主,大部分氮被微生物
利用,构成细胞物质. 菌株 DN7 的适应期(20 h)较
长,表明其对新环境的适应能力较差,接种到新的培
养基上时,需经过较长时间调节和适应,以合成多种
酶和细胞的组成成分.
碳源作为微生物的细胞组成成分及菌体生长的
能源物质,在反应中起到重要作用.异养反硝化反应
中,碳源可同时作为电子供体[18-19] . 不同碳源的氧
化还原电位不同,提供的电子数不同,对反硝化作用
的影响程度也不尽相同[20-21] .碳源浓度的高低亦会
对反硝化反应产生影响.碳源浓度过低,电子供给不
足,反应不完全;浓度过高,会抑制菌体的生长[22] .
菌株 DN7 的碳源底物较宽,在以有机及无机碳源为
底物时均显示出良好的脱氮效果,脱氮率均大于
80% .其中,对柠檬酸钠、葡萄糖的利用效果最好,脱
氮率均在 99%以上,说明小分子有机物较易被菌株
分解利用.菌株 DN7 在 C / N为 9 时基本完成对硝酸
盐的降解,C / N 继续升高,脱氮率则呈缓慢降低趋
势.王有乐等[23]筛得的好氧反硝化菌 LD3,在最佳
C / N(8)的情况下,3 d 后硝酸盐降解率仅 86. 9% .
李卫芬等[24]分离得到的好氧反硝化菌 F1 的脱氮率
达最大所需的 C / N为 10.菌株 DN7 与 LD3 相比,在
C / N为 8 时的硝酸盐降解率高 6郾 4% ,而相较于 F1,
所需碳源量更低. 硝酸盐初始浓度低于 138. 48
mg·L-1时,菌株 DN7 的脱氮效果显著,脱氮率达
96%以上,与张艳萍和汪萍[25]分离出的好氧反硝化
菌 X2相比,无机氮去除率高 17郾 1% .针对较高浓度
的硝酸盐,DN7 亦表现出良好的反硝化性能. 硝酸
盐为 138郾 48 ~ 415郾 44 mg·L-1时,脱氮率达 80%以
上,当硝酸盐浓度达 553郾 92 mg·L-1时,脱氮率仍可
达 75郾 8% .
pH是影响微生物活性的重要生态指标.偏酸或
偏碱不仅会对反硝化还原酶的活性产生抑制作
用[25],而且易引起细胞膜中电荷的变化,从而干扰
微生物对营养物质的吸收[26] . pH 对菌株 DN7 反硝
化性能的影响结果表明,中性偏碱性环境有利于菌
株 DN7 的反硝化作用.不同的好氧反硝化菌因其作
用机制不同,对 DO的需求也不尽相同[27] .目前,DO
浓度对好氧反硝化的影响主要有两种观点. 马放
等[28]对反硝化菌株 X1 的检测发现,初始氧化态氮
为 150 mg·L-1时,DO 浓度对反硝化作用基本无影
响.李卫芬等[24]发现 DO浓度在 0 ~ 3郾 4 mg·L-1范
围内,随着 DO的增加,F1 的脱氮率不断提高.菌株
DN7 对 DO 浓度并不敏感,DO 浓度在 0郾 41 ~ 5郾 14
mg·L-1时,脱氮率均在 90%以上,反硝化性能良
好.说明 DO未对反硝化酶系产生抑制作用,氧与硝
酸盐共存时,DN7 优先以硝态氮为电子受体.
文献报道某些异养硝化菌同时也具有好氧反硝
化功能[29-30],那么好氧反硝化菌是否也具有异养硝
化性能? 试验结果表明菌株 DN7 具有良好的异养
硝化性能,72 h后铵氮浓度由 130郾 07 mg·L-1降至
19郾 86 mg·L-1,铵氮降解率达 84郾 7% ,且硝酸盐和
亚硝酸盐积累量低,说明菌株同时具有异养硝化和
好氧反硝化功能. 通过生理生化鉴定,16S rRNA 序
38917 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 肖继波等: 好氧反硝化菌 Defluvibacter lusatiensis str. DN7 的分离鉴定和异养硝化性能摇 摇 摇
列分析,初步鉴定菌株 DN7 为根瘤菌中的 Defluvi鄄
bacter lusatiensis str.后续试验将对菌株 DN7 的异养
硝化特性及其影响因素作进一步研究.
参考文献
[1]摇 Jetten MSM, Bruijn P, Kuenen JG. Hydroxylamine me鄄
tabolism in Pseudomonas PB16: Involvement of a novel
hydroxylamine oxidoreductase. Antonie van Leeuwen鄄
hoek, 1997, 71: 69-74
[2]摇 Wang Q鄄C (王庆成), Cui D鄄H (崔东海), Wang X鄄Y
(王新宇), et al. Soil denitrification rates in different
type riparian zones in Maoershan mountainous region of
China. Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态
学报), 2007, 18(12): 2681-2686 (in Chinese)
[3]摇 Guo JH, Peng YZ, Wang SY, et al. Long鄄term effect of
dissolved oxygen on partial nitrification performance and
microbial community structure. Bioresource Technology,
2009, 100: 2796-2802
[4] 摇 Wang P, Li XT, Xiang MF, et al. Characterization of
efficient aerobic denitrifiers isolated from two different
sequencing batch reactors by 16S鄄rRNA analysis. Jour鄄
nal of Bioscience and Bioengineering, 2007, 103: 563-
567
[5]摇 Joo HS, Hirai M, Shoda M. Piggery wastewater treat鄄
ment using Alcaligenes faecalis strain No. 4 with hetero鄄
trophic nitrification and aerobic denitrification. Water
Research, 2006, 40: 3029-3036
[6]摇 Chen J (陈摇 浚), Yu J鄄J (于佳佳), Jiang Y鄄F (蒋
轶锋), et al. Isolation and characterization of an aero鄄
bic denitrifying bacterium from a rotating drum biofilter.
Acta Scientiae Circumstantiae (环境科学学报), 2011,
31(5): 948-954 (in Chinese)
[7]摇 Wang W (王摇 薇), Cai Z鄄C (蔡祖聪), Zhong W鄄H
(钟文辉), et al. Research advances in aerobic denitri鄄
fiers. Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态学
报), 2007, 18(11): 2618-2625 (in Chinese)
[8]摇 Moir JWB, Crossman LC, Spiro S, et al. The purifica鄄
tion of ammonia monooxygenase from Paracoccus denitri鄄
ficans. FEBS Letters, 1996, 387: 71-74
[9]摇 Pai SL, Chong NM, Chen CH. Potential applications of
aerobic denitrifiying bacteria as bioagents in wastewater
treatment. Bioresource Technology, 1999, 68: 179-185
[10]摇 Chen F, Xia Q, Ju LK. Aerobic denitrification of
Pseudomonas aeruginosa monitored by online NAD(P)H
fluorescence. Applied and Environmental Microbiology,
2003, 69: 6715-6722
[11]摇 Xiao J鄄B (肖继波), Zhang L鄄Q (张立钦), Zhang M鄄
X (张妙仙). Biofiltration adsorption ribbon for water
purification. China, 200820083807. 6. 2008鄄2鄄29 ( in
Chinese)
[12]摇 Zheng Q鄄D (郑巧东), Zhong L鄄N (钟丽娜), Yao S鄄J
(姚善泾). Biological denitrification by mixed culture of
nitrifying and denitrifying bacteria. Chemical Engineer鄄
ing (化学工程), 2010, 38(3): 64-67 (in Chinese)
[13]摇 Zhang M (张摇 苗), Huang S鄄B (黄少斌). Identifica鄄
tion and denitrification characteristics of a thermophilic
aeobic denitrifier. Environmental Science (环境科学),
2011, 32(1): 259-265 (in Chinese)
[14]摇 Holt JG, Krieg NR, Sneath PHA, et al. Berger 爷 s
Manual of Determinative Bacteriology. 9th Ed. Balti鄄
more: The Williams and Wilkins Co. , 1994
[15]摇 Skarma VBD. Trans. Cai M鄄Y (蔡妙英). A Guide to
the Identification of the Genera of Bacteria. Beijing:
Science Press, 1978 (in Chinese)
[16]摇 Sun Z鄄G (孙志高), Liu J鄄S (刘景双). Soil nitrogen
net mineralization and nitrification in typical Calama鄄
grostis angustifolia wetlands in Sanjiang Plain. Chinese
Journal of Applied Ecology (应用生态学报), 2007, 18
(8): 1771-1777 (in Chinese)
[17]摇 Zhang P鄄Y (张培玉), Qu Y (曲摇 洋), Yu D鄄S (于
德爽), et al. Comparison of heterotrophic nitrification
and aerobic denitrification system by strain qy37 and its
accelerating removal characteristics of NH4 + 鄄N. Envi鄄
ronmental Science (环境科学), 2010, 31(8): 1819-
1826 (in Chinese)
[18]摇 Zeng Q鄄W (曾庆武), Liang Y鄄X (梁运祥), Ge X鄄Y
(葛向阳). Screening of denitrobacteria and prelimini鄄
nary study about its denitrification properties. Journal of
Huazhong Agricultural University (Natural Science) (华
中农业大学学报·自然科学版), 2008, 27 (5):
616-620 (in Chinese)
[19]摇 Bernt K, Wojnowska鄄Baryla I. Carbon source in aerobic
denitrification. Biochemical Engineering Journal, 2007,
36: 116-122
[20]摇 Kim M, Jeong SY, Yoon SJJ, et al. Aerobic denitrifica鄄
tion of Pseudomonas putida AD鄄21 at different C / N
ratios. Journal of Bioscience and Bioengineering, 2008,
106: 498-502
[21]摇 Wang H鄄Y (王弘宇), Ma F (马摇 放), Su J鄄F (苏俊
峰), et al. Influence of carbon source and C / N ratio on
nitrogen removal of aerobic denitrifier. Acta Scientiae
Circumstantiae (环境科学学报), 2007, 27(6): 968-
972 (in Chinese)
[22] 摇 Huang HK, Tseng SK. Nitrate reduction by Citrobacter
diversus under aerobic environment. Applied Microbiolo鄄
gy and Biotechnology, 2001, 55: 90-94
[23]摇 Wang Y鄄L (王有乐), Lei X鄄L (雷兴龙), Chen L鄄J
(陈连军), et al. Screening aerobic denitrifiers from
soil and study on characteristics of denitrification. Chi鄄
nese Journal of Environmental Engineering (环境工程
学报), 2011, 5(8): 1902-1906 (in Chinese)
[24]摇 Li W鄄F (李卫芬), Fu L鄄Q (傅罗琴), Deng B (邓摇
斌), et al. Identification and denitrification characteris鄄
tics of an aerobic denitrifier. Environmental Science (环
境科学), 2011, 32(8): 2404-2408 (in Chinese)
[25]摇 Zhang Y鄄P (张艳萍), Wang P (汪摇 苹). Denitrifica鄄
tion characteristics of aerobic denitrifiers and N2O emis鄄
sion. Transactions of Beijing Institute of Technology (北
京理工大学学报), 2010, 30(8): 995-999 ( in Chi鄄
nese)
[26]摇 Xiu H鄄F (修海峰), Zhu Z鄄Y (朱仲元), Ding A鄄Z
(丁爱中), et al. Isolation and identification of the aer鄄
obic denitrifying strain DF2 and its physiological and bi鄄
ochemical analysis. Ecology and Environmental Sciences
(生态环境学报), 2011, 20(8-9): 1307-1314 ( in
Chinese)
[27]摇 Liang S鄄C (梁书诚), Zhao M (赵摇 敏), Lu L (卢摇
磊), et al. Research advances in denitrogenation char鄄
acteristics of aerobic denitrifiers. Chinese Journal of
Applied Ecology (应用生态学报), 2010, 21 (6):
1581-1588 (in Chinese)
[28]摇 Ma F (马 摇 放), Zhou D鄄D (周丹丹), Wang H鄄Y
(王宏宇), et al. Characteristics of psammophytes of an
aerobic denitrifier. Journal of Harbin Institute of Tech鄄
nology (哈尔滨工业大学学报), 2006, 38(4): 575-
577 (in Chinese)
[29]摇 Kim JK, Park KJ, Cho KS, et al. Aerobic nitrification鄄
denitrification by heterotrophic Bacillus strains. Biore鄄
source Technology, 2005, 96: 1897-1906
[30] 摇 Jiang J鄄Y (蒋静艳), Hu Z鄄H (胡正华), Huang Y
(黄 摇 耀). Isolation of heterotrophic nitrifiers / aerobic
denitrifiers and their roles in N2O production for differ鄄
ent incubations. Environmental Science (环境科学),
2009, 30(7): 2105-2111 (in Chinese)
作者简介 摇 肖继波,男,1974 年生,博士,副教授. 主要从事
污染水体生态修复和环境生物技术研究. E鄄mail: jbx958@
yahoo. com. cn
责任编辑摇 肖摇 红
4891 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷