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一株高效亚硝化芽孢杆菌的分离鉴定及脱氮特性研究
摘要
本研究分离并鉴定了一株高效亚硝化芽孢杆菌，命名为NSB-1。通过形态学、生理生化特性鉴定以及16SrRNA序列分析，确定该菌株的分类地位。NSB-1可以在4-35℃的范围内生长，适宜生长温度为30℃，在pH值为7.0-8.5的范围内生长，适宜pH值为8.0。NSB-1能够利用硝酸盐为唯一氮源，菌株亲水性较强，能利用甘露醇作为碳源。此外，该菌株具有较高的亚硝化活性，可将亚硝酸盐迅速转化为硝酸盐，脱氮效率较高。本研究结果对于深入理解亚硝酸盐的脱氮机理提供了一定的理论参考。
关键词：亚硝化芽孢杆菌；NSB-1；16SrRNA序列；脱氮特性
Abstract
Inthisstudy,ahighlyefficientnitrite-nitrogenassimilatingBacilluswasisolatedandidentified,andnamedasNSB-1.Theclassificationstatusofthestrainwasdeterminedbymorphological,physiologicalandbiochemicalcharacteristicsidentificationand16SrRNAsequenceanalysis.NSB-1couldgrowintherangeof4-35℃,withtheoptimumgrowthtemperatureof30℃,andintherangeofpH7.0-8.5,withtheoptimumpHof8.0.NSB-1couldutilizenitrateasthesolenitrogensource,andithadastronghydrophilicityandcouldusemannitolasthecarbonsource.Inaddition,thestrainhadahighnitrite-nitrogenassimilationactivity,andcouldquicklyconvertnitrite-nitrogenintonitrate-nitrogenwithhighdenitrificationefficiency.Theresultsofthisstudyprovideatheoreticalreferencefordeeperunderstandingofthedenitrificationmechanismofnitrite-nitrogen.
Keywords:Nitrite-nitrogenassimilatingBacillus;NSB-1;16SrRNAsequence;Denitrificationcharacteristics
引言
在自然生态系统中，氮气的形成与脱氮相对平衡，但随着人类活动的不断深入和氮素肥料使用量的增加，导致了陆地河流和海洋中氮循环状况的不平衡，给环境带来了很大的危害。其中，有机物的动植物代谢造成的氨氮和硝酸盐的排放是促使氮素污染的主要因素。因此，研究细菌的氮素转化能力，尤其是亚硝酸盐的脱氮特性和途径，具有重要的实际意义。
本实验从自然环境的土壤样品中分离出一株高效亚硝化芽孢杆菌，以下简称NSB-1。通过对NSB-1的形态学、生理生化特性及16SrRNA序列分析等进行鉴定，探讨了菌株的分类地位。同时，考察了NSB-1的生长条件和脱氮特性。
材料与方法
1.菌株的分离和培养
选取自然环境中的土壤样品，将样品取适量加入无菌PBS中混合均匀，依次进行10-1至10-7的稀释操作，接种到固体培养基上。利用琼脂平板法进行分离纯化，筛选出生长较好、形态较为规整的菌落，并通过多次传代得到纯化菌株。
2.菌株的鉴定
通过分析形态学、生理生化特性、基因序列等特征，确定该菌株的系统分类地位。
3.菌株的生长条件和脱氮特性
将培养有NSB-1的预培养液接种到含有硝酸盐和甘露醇的固体培养基上，观察菌落的生长情况。测定菌株的最适生长温度和最适生长pH值。同时，利用还原剂和铜试液分别测定亚硝酸盐和硝酸盐的含量，计算脱氮效率。
结果与分析
1.菌株分离及系统分类
通过分离纯化后，得到了一株生长较好的菌落。经过形态学观察，该菌株为芽孢杆菌，形状为长杆状，大小约为2-4μm。通过生理生化特性测试发现，NSB-1具有一定的耐盐性和耐碱性，适宜生长温度为30℃，适宜pH值为8.0。菌株对硝酸盐的利用非常迅速，引起亚硝酸盐浓度降低，同时硝酸盐的生成量较大，显示出该菌株的高亚硝化活性。通过16SrRNA序列分析，该菌株的系统分类为芽孢杆菌属（Bacillus），命名为NSB-1。
2.菌株生长条件和脱氮特性
NSB-1能够在4-35℃的范围内生长，表现出适宜生长温度为30℃的最大生长速度。N