一株耐低温异养硝化-好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性

作者：董怡华^*; 王凌潇; 任涵雪; 陈峰

来源：生物技术通报, 2023, 39(12): 237-249.

DOI：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-0452

• 耐低温菌
• 生物脱氮
• 异养硝化
• 好氧反硝化
• 分离鉴定
• 脱氮功能基因
• 假单胞菌

为了提高低温废水的生物脱氮效率，从寒冷地区冬季土壤和底泥中分离筛选耐低温异养硝化-好氧反硝化细菌，研究其脱氮特性及途径。通过菌落和细胞形态特征观察、16S rRNA基因序列分析鉴定菌种。分别以NH4+-N、NO3--N、NO2--N为唯一氮源，以NH4+-N和NO3--N为混合氮源，考察菌株在低温条件(10℃)的硝化、反硝化以及同步硝化反硝化性能。采用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)对菌株的脱氮功能酶基因扩增，推测低温脱氮途径。结果表明，从河水底泥中筛选出一株异养硝化-好氧反硝化菌，经鉴定为Pseudomonas veronii，命名为P. veronii DH-3。该菌分别以相同初始含氮量(105 mg/L)的NH4+-N、NO3--N和NO2--N为唯一氮源，在10℃好氧培养48 h时，氮的去除率分别为99.07%、96.89%和90.29%，且在脱氮过程中几乎无亚硝酸盐的累积。以NH4+-N和NO3--N为混合氮源时，NH4+-N在48 h内被完全去除，NO3--N的去除率为87.09%；氮平衡分析结果表明，以NO3--N和NO2--N为唯一氮源时含氮气体和细胞内生物氮的转化率均低于NH4+-N，表明该菌株的异养硝化能力强于好氧反硝化能力。脱氮功能基因hao、napA、nirS、nirK、cnorB和nosZ的成功表达，进一步证实该菌株具有硝化反硝化能力。根据上述研究结果，推测该菌株低温脱氮的主要途径为异养硝化-好氧反硝化作用和同化作用。菌株P. veronii DH-3具有良好的异养硝化-好氧反硝化性能，为低温含氮废水的生物净化提供了理论支持。

• 单位
  沈阳大学