一株具有解磷能力的好氧甲烷氧化菌及其应用

专利检索2026-07-23  5


本发明涉及微生物,特别涉及一株好氧甲烷氧化菌及其在甲烷减排和矿化有机磷中的应用。


背景技术:

1、全球气候变暖不仅是人类面临的严峻环境问题,也是制约经济发展与人类生存的重要问题。大气中强效温室气体甲烷(methane,ch4)含量的迅速增加使得开发甲烷减排技术变得非常紧迫。当前,低浓度甲烷是甲烷排放的主要形式,具有浓度低、难利用、大排量、温室效应强的特点。由于甲烷性质稳定,物理激活甲烷中c-h键的过程需要极高的温度和压力,而甲烷氧化菌在自然环境下就能够实现对甲烷的转化,特别是好氧甲烷氧化菌能以甲烷作为碳源和能源生长,该过程是消耗大气甲烷的重要生物过程,是减少稻田甲烷排放、减缓全球变暖的生物过滤器。一般来说,甲烷氧化菌在ch4浓度约为5000~10000ppm时生长良好,但大气中的甲烷浓度为1.9ppm。由此可见,利用甲烷氧化菌在自然环境条件下实现对甲烷的去除还存在着浓度低、规模大的问题。然而,水稻田、垃圾填埋场、厌氧消化器废水以及油气井等主要排放地点上方的空气中甲烷含量高达500ppm,筛选能利用该浓度甲烷的好氧甲烷氧化菌不仅大大增加技术开发的可行性,还能够实现从源头上控制甲烷的排放。因此,分离出能以甲烷为碳源生长的甲烷氧化菌对大气甲烷减排与吸收具有重要意义。

2、磷素是植物生长必需的大量元素之一,也是植物生长的主要限制因子之一。实际上,我国红壤存在着有效磷不足与固定态磷盈余的双重问题。活化土壤难溶性磷库,开发和有效利用被土壤固定的磷是解决上述矛盾的关键。农田中大量存在的解磷菌能将固定的磷转化为可利用态磷,使用解磷菌能够改善作物磷营养、提高磷肥利用率、降低磷肥大量施用带来的环境污染风险。解磷菌被视为一类重要的植物生长促进菌而得到大量研究,其中假单胞菌属(pseudomonas)、芽胞杆菌属(bacillus)、黄单胞杆菌属(flavobacterium)、欧文氏菌属(erwinia)、伯克氏菌属(burkholderia)、土壤杆菌属(agrobacterium)、西地西菌属(cedecea)、沙雷氏菌属(serratia)、黄杆菌属(flavobaccterium)、肠杆菌属(enterbacter)、微球菌属(micrococcus)、固氮菌属(azotobacter)、不动杆菌属(acinetobacter)、根瘤菌属(bradyrhizobium)、沙门氏菌属(salmonella)、色杆菌属(clromobacterium)、产碱菌属(alcaligenes)、节杆菌属(arthrobacter)、硫杆菌属(thiobacillus)和埃希氏菌属(escherichia)等中的菌株对植物促生作用研究较多。但是,目前未见具有溶磷特性甲烷氧化菌的相关报道。


技术实现思路

1、本发明的第一个目的是提供一株好氧甲烷氧化菌(methylomonas sp.)c1-2,该菌株c1-2于2024年1月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(gdmcc),地址:广州市先烈中路100号大院59号楼5楼,邮编:510070,保藏编号gdmcc no:64255。

2、本发明的第二个目的是提供所述的好氧甲烷氧化菌c1-2在减少甲烷排放中的应用。

3、所述的好氧甲烷氧化菌c1-2能够在低浓度甲烷(500、1000ppm)条件下利用甲烷生长,适合于水稻田、垃圾填埋场、厌氧消化器废水以及油气井等主要排放地点的甲烷减排。

4、优选的,所述减少甲烷排放的使用场景包括水稻田、垃圾填埋场、厌氧消化器废水或油气井。

5、优选的,所述使用场景上方的空气中甲烷含量≧500ppm。

6、本发明的第三个目的是提供所述的好氧甲烷氧化菌c1-2在矿化有机磷中的应用。

7、所述的好氧甲烷氧化菌c1-2在甲醇-卵磷脂培养基上生长,并形成明显的溶磷圈,具有矿化有机磷的能力。

8、优选的,所述矿化有机磷是将土壤中植物无法直接利用的有机磷转化为可利用的有效磷。

9、本发明的第四个目的是提供所述的好氧甲烷氧化菌c1-2在制备解磷菌剂或减少甲烷排放菌剂中的应用。

10、本发明的第五个目的是提供一种解磷菌剂,其包含好氧甲烷氧化菌c1-2。

11、本发明的第六个目的是提供一种减少甲烷排放菌剂,其包含好氧甲烷氧化菌c1-2。

12、本发明采用连续富集法从稻田土中分离纯化出一株好氧甲烷氧化菌(methylomonas sp.)c1-2,根据形态特征分析、系统进发育分析及基因组相关指数计算结果将菌株c1-2鉴定为甲基单胞菌属的一个新物种。本发明所述好氧甲烷氧化菌c1-2能够利用低浓度甲烷为唯一碳源和能源生长,在主要甲烷排放点甲烷减排方面具有应用价值。本发明所述好氧甲烷氧化菌c1-2能够矿化有机磷,在制备促生微生物菌剂方面具有应用价值。本发明所述好氧甲烷氧化菌c1-2同时在减少温室气体甲烷排放和矿化有机磷方面具有应用价值。

13、甲烷氧化菌(methylomonas sp.)c1-2于2024年1月9日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(gdmcc),地址为广东省广州市先烈中路100号大院59号楼5楼,邮编:510070,保藏编号为:gdmcc no:64255。



技术特征:

1.好氧甲烷氧化菌(methylomonas sp.)c1-2,保藏编号为gdmcc no:64255。

2.权利要求1所述的好氧甲烷氧化菌c1-2在减少甲烷排放中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述减少甲烷排放的使用场景包括水稻田、垃圾填埋场、厌氧消化器废水或油气井。

4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述使用场景上方的空气中甲烷含量≧500ppm。

5.权利要求1所述的好氧甲烷氧化菌c1-2在矿化有机磷中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述矿化有机磷是将土壤中植物无法直接利用的有机磷转化为可利用的有效磷。

7.权利要求1所述的好氧甲烷氧化菌c1-2在制备解磷菌剂或减少甲烷排放菌剂中的应用。

8.一种解磷菌剂,其特征在于,包含权利要求1所述的好氧甲烷氧化菌c1-2。

9.一种减少甲烷排放菌剂,其特征在于,包含权利要求1所述的好氧甲烷氧化菌c1-2。


技术总结
本发明公开了一株具有解磷能力的好氧甲烷氧化菌及其应用。该菌株为甲基单胞菌属的一个新物种,命名为Methylomonas sp.C1‑2,保藏编号GDMCC No:64255。该菌株在低浓度甲烷条件下可以生长,在高浓度甲烷条件下菌体生长良好,适合于水稻田、垃圾填埋场、厌氧消化器废水以及油气井等主要排放地点的甲烷减排;该菌株能够矿化有机磷,在制备植物生长促进微生物菌剂方面具有应用价值。上述结果表明,本发明的好氧甲烷氧化菌C1‑2同时在减少温室气体甲烷排放和矿化有机磷方面具有应用价值。

技术研发人员:周杨,朱红惠,孙蔚旻,孙慧,王一帆
受保护的技术使用者:广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心)
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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