昆明假单胞菌及其应用

本发明涉及环保型生物采矿，具体涉及昆明假单胞菌及其应用。

背景技术：

1、稀土元素(rees)具有特殊的电子组态，特别是未充满并受到外层屏蔽的4f5d电子壳层使其包含丰富的电子能级，在成键能力、光学性质上表现出重要特性。因此，稀土对于国家安全和经济建设具有高度重要的战略意义，是重要的战略资源，也是不可再生的稀缺资源。高纯稀土是研究开发高新技术材料的核心原料，广泛应用于激光雷达、潜艇轴承、涡轮叶片、涡轮盘、风洞测温、永磁电机、等重大领域。而传统的化学法产生的富稀土尾矿一直没有得到有效利用，导致了稀土资源的严重流失和浪费。因此，为了满足绿色化学和资源可持续利用的需求，开发清洁高效的稀土分离利用新技术，以求在保证稀土元素利用率的同时尽可能减少对环境的污染，是目前稀土行业的研究重点，具有十分重大的应用价值和现实意义。

2、随着对微生物研究的不断深入，微生物与多种金属间的相互作用也被广泛报道和关注，多种土壤微生物因其特殊的金属离子吸附功能，被用于包括生物采矿、含金属废水的处理回收等领域。如野生型和基因工程微生物已被用于在温和、环境友好条件下的无机纳米材料的生物合成。目前已有报道，大肠埃希菌(escherichia coli)、地衣芽孢杆菌(bacillus licheniformis)、荧光假单胞菌(pseudomonasfluorescens)等微生物能够生物合成镧系纳米材料。但目前为止，缺乏对各种稀土离子具有较强吸附能力的新菌种。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了昆明假单胞菌及其应用。

2、本发明提供了昆明假单胞菌及其应用。本发明提供一株可通过胞外矿化稀土磷酸盐晶体回收稀土离子的昆明假单胞菌新菌株，并对该菌株进行基因改造，能够为稀土生物采矿、富稀土尾矿利用和稀土纳米颗粒生物合成提供新的选择和途径。本发明所提供的菌株培养成本低、生长速度快、吸附条件简单，且对多种稀土离子均有吸附能力，其在稀土微生物采矿、尾矿利用等方面具有较好的应用前景。

3、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

4、本发明提供了昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21，其保藏编号为cgmcc no.26447。

5、在本发明的一些具体实施方案中，所述昆明假单胞菌(pseudomonaskunmingensis)tr-21使用形式包括活菌、灭活菌体、发酵液、外泌体或代谢产物中的一种或多种。

6、本发明还提供了重组菌株的制备方法，基于所述昆明假单胞菌(pseudomonaskunmingensis)tr-21，通过表达如下任意项获得重组菌株：

7、(i)、分子伴侣degp、skp或sura的编码基因；和/或

8、(ii)、多磷酸激酶2的编码基因和p_mxaf强启动子。

9、在上述研究的基础上，本发明还提供了所述制备方法制得的重组菌株。

10、本发明还提供了微生物菌剂，包括如下任意项以及可接受的辅料和/或助剂：

11、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

12、(ii)、所述重组菌株。

13、本发明还提供了如下任意项在回收稀土离子中的应用：

14、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

15、(ii)、所述重组菌株；和/或

16、(ⅲ)、所述微生物菌剂。

17、在本发明的一些具体实施方案中，所述回收稀土离子的方式包括胞外矿化纳米级稀土磷酸盐或微米级稀土磷酸盐。

18、本发明还提供了如下任意项在生物采矿和/或尾矿的开发利用中应用：

19、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

20、(ii)、所述重组菌株；和/或

21、(ⅲ)、所述微生物菌剂。

22、在本发明的一些具体实施方案中，所述生物采矿和/或尾矿的开发利用通过提高所述重组菌株对轻稀土的吸附量以及矿化能力实现。

23、本发明还提供了如下任意项在制备稀土纳米级颗粒或微米级颗粒中的应用：

24、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

25、(ii)、所述重组菌株；和/或

26、(ⅲ)、所述微生物菌剂。

27、本发明还提供了如下任意项在提高稀土磷酸盐矿化物产量中的应用：

28、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

29、(ii)、所述重组菌株；和/或

30、(ⅲ)、所述微生物菌剂。

31、本发明还提供了如下任意项在增强特异性吸附稀土离子能力中的应用：

32、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

33、(ii)、所述重组菌株；和/或

34、(ⅲ)、所述微生物菌剂。

35、本发明还提供了回收稀土离子的方法，基于如下任意项回收：

36、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

37、(ii)、所述重组菌株；和/或

38、(ⅲ)、所述微生物菌剂。

39、在本发明的一些具体实施方案中，所述方法，基于如下任意项与稀土溶液混合吸附：

40、(i)、所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21；和/或

41、(ii)、所述重组菌株；和/或

42、(ⅲ)、所述微生物菌剂。

43、在本发明的一些具体实施方案中，回收稀土离子的方法，包括挑取所述昆明假单胞菌(pseudomonas kunmingensis)tr-21或所述重组菌株至lb液体培养基中过夜培养作为种子液；1％接种至lb液体培养基中培养至对数期；离心收集菌体，用无菌超纯水洗涤；将洗涤后的菌体加入至稀土溶液中吸附；收集菌体，用超纯水洗涤。

44、在本发明的一些具体实施方案中，所述培养条件为30℃，200rpm；

45、所述离心转速为8000rpm，时间为5min；

46、所述吸附条件为30℃，200rpm。

47、在本发明的一些具体实施方案中，所述稀土溶液包括十四种混合稀土溶液、la,sm混合稀土溶液；所述稀土溶液的体积为100ml。

48、本发明提供了一种通过细胞壁和细胞外聚合物(eps)的高分子聚合物(如蛋白质和多糖等)，能够在胞外吸附稀土离子并矿化产生纳米或微米级稀土盐的昆明假单胞菌，该菌株筛选于包钢选矿厂尾矿坝河床沉积泥，通过对该菌株的底盘改造，提高菌株对轻稀土的吸附量以及矿化能力，从而实现昆明假单胞菌对轻稀土的特异性吸附和矿化，能够应用于稀土矿及尾矿的开发利用，实现稀土产业的绿色可持续发展。

49、生物保藏说明

50、生物材料tr-21，分类命名:昆明假单胞菌pseudomonas kunmingensis，于2023年01月12日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号为cgmcc no.26447。