高質量發明(míng)專利、快速授權，成功案例系列之十三

10個月發證：一(yī)株耐酸耐堿快速脫氮的(de)好氧反硝化細菌、菌劑及其應用（廣州大學(xué)）

一(yī)、發明(míng)專利案件(jiàn)基本信息

技術領域：微生物(wù)，水産養殖，污水處理，硝化和(hé)反硝化

專利号：ZL 202210064085.4

專利名稱：一(yī)株耐酸耐堿快速脫氮的(de)好氧反硝化細菌、菌劑及其應用

專利申請日：2022-01-20

專利授權日：2022-12-16

專利申請人(rén)：廣州大學(xué)

發明(míng)人(rén)： 舒琥; 林浩澎; 馬永浩; 孫慧明(míng); 陳瓊華; 羅聘婷

專利代理機構：廣州高炬知(zhī)識産權代理有限公司

專利代理師：孫明(míng)科

 

二、發明(míng)專利申請文件(jiàn)信息

申請文件(jiàn)：20頁，0.98萬字，附圖11

授權權利要求：4，其中(zhōng)獨立權利要求：3

權項結構樹：

 

三、發明(míng)內(nèi)容摘要：

 

本發明(míng)屬于微生物(wù)脫氮技術領域，公開了一(yī)株耐酸耐堿快速脫氮的(de)好氧反硝化細菌、菌劑及其應用，所述好氧反硝化細菌爲假單胞菌屬變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）菌株ZY-3，于2022年(nián)1月4日保藏在(zài)廣東省微生物(wù)菌株保藏中(zhōng)心（GDMCC），保藏編号爲GDMCC No：62181；該菌株及菌劑同時具有異養硝化和(hé)好氧反硝化能(néng)力，生長(cháng)速度快、降氮速率高，可(kě)分(fēn)别利用NH+ 4-N、NO- 3-N和(hé)NO- 2-N作(zuò)爲唯一(yī)無機氮源進行(xíng)好氧硝化和(hé)反硝化脫氮。該菌株及菌劑能(néng)夠在(zài)pH值5.5-10.5的(de)水體(tǐ)環境中(zhōng)發揮硝化-反硝化作(zuò)用，同時具有良好的(de)生物(wù)安全性。

 

四、發明(míng)摘要附圖：

 

 

五、獨立權利要求3條：

 

1. 一(yī)株耐酸耐堿快速脫氮的(de)好氧反硝化細菌，其特征在(zài)于，所述好氧反硝化細菌菌株爲假單胞菌屬變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）ZY-3，于2022年(nián)1月4日保藏在(zài)廣東省微生物(wù)菌種保藏中(zhōng)心（GDMCC），保藏地址爲廣東省廣州市越秀區先烈中(zhōng)路100号大院實驗大樓5樓，保藏編号爲GDMCC No：62181。

2 .一(yī)種生物(wù)脫氮菌劑，其特征在(zài)于，其包括權利要求1所述的(de)好氧反硝化細菌菌株ZY‑3。

3 .根據權利要求1所述的(de)一(yī)株耐酸耐堿快速脫氮的(de)好氧反硝化細菌或權利要求2所述的(de)生物(wù)脫氮菌劑在(zài)含氮污水脫氮處理中(zhōng)的(de)應用，分(fēn)别利用NH+ 4-N、NO- 3-N和(hé)NO- 2-N作(zuò)爲唯一(yī)無機氮源進行(xíng)好氧硝化和(hé)反硝化脫氮。

 

六、專利權人(rén)與發明(míng)人(rén)團隊簡介

本發明(míng)由廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教學(xué)與科研團隊完成, 第一(yī)發明(míng)人(rén)舒琥教授，博士，博士生導師；廣州大學(xué)華南生物(wù)多(duō)樣性研究所副所長(cháng)，廣州大學(xué)華南生物(wù)多(duō)樣性保護與利用重點實驗室副主任，廣州大學(xué)生物(wù)學(xué)一(yī)級學(xué)科碩士點方向帶頭人(rén)。廣東水産學(xué)會(huì)常務(wù)理事(shì)和(hé)動(dòng)物(wù)學(xué)會(huì)理事(shì)，廣東省農村(cūn)科技特派員及企業特派員，廣東省市科技項目評審專家、廣東省科技興海重大專項項目評審專家。

科研方面：主要從事(shì)經濟魚類繁育與綠色健康養殖，魚類生理與分(fēn)子(zǐ)生物(wù)學(xué)等方面的(de)研究。負責廣東省生物(wù)種質資(zī)源庫——《廣東大亞灣重要海洋經濟動(dòng)物(wù)種質資(zī)源庫建設》平台，主持或參加國家及省部級科研項目30餘項，在(zài)《Bioresource technology 》、《fish & shellfish immunology》等期刊發表學(xué)術論文100多(duō)篇（其中(zhōng)SCI收錄25篇），獲得(de)國家發明(míng)專利授權7件(jiàn)，實用新型13件(jiàn)，先後獲湖南省教委科技進步二等獎1項，廣東省科學(xué)技術獎三等獎1項，第四屆中(zhōng)國水産學(xué)會(huì)範蠡科學(xué)技術獎一(yī)等獎1項，2019年(nián)神農中(zhōng)華農業科技三等獎1項。

教學(xué)方面：主講本科課程《動(dòng)物(wù)學(xué)》、《普通(tōng)生物(wù)學(xué)》，研究生課程《魚類分(fēn)子(zǐ)育種》等；負責國家教育部、廣東省高校生命科學(xué)校企協同育人(rén)基地群,廣東省高校大學(xué)生重點校外(wài)實習(xí)基地及廣州大學(xué)生物(wù)技術校企協同育人(rén)班的(de)教學(xué)實踐;主持國家教育部新農科項目1項，廣東省質量工(gōng)程等教改課題10餘項，獲廣東省教學(xué)成果二等獎1項、市校級教學(xué)成果獎多(duō)項及廣東省“南粵優秀教師”和(hé)廣州大學(xué)優秀教師稱号，獲廣州大學(xué)教學(xué)優秀二等獎3項;指導學(xué)生獲全國大學(xué)生生命科學(xué)競賽二等獎1項、廣東省一(yī)等獎和(hé)三等獎各1項，“挑戰杯”廣東省大學(xué)生課外(wài)科技作(zuò)品論文一(yī)等獎2項，三等獎3項，并獲“廣州大學(xué)大學(xué)生課外(wài)學(xué)術活動(dòng)優秀指導教師”稱号。主編和(hé)合編教材7部。

 

 

七、本發明(míng)主要的(de)有益效果：

（1）本發明(míng)所述變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）菌株ZY-3及其菌劑，同時具有異養硝化和(hé)好氧反硝化能(néng)力，可(kě)以利用多(duō)種有機碳源，并具有較好的(de)水體(tǐ)有機碳去(qù)除能(néng)力；能(néng)夠克服不同需氧量引起的(de)硝化反硝化不相(xiàng)容問(wèn)題，使硝化和(hé)反硝化作(zuò)用在(zài)同一(yī)好氧反應器內(nèi)同步進行(xíng)，在(zài)完全好氧的(de)條件(jiàn)下，該菌株及菌劑可(kě)分(fēn)别利用NH+ 4-N、NO- 3-N和(hé)NO- 2-N作(zuò)爲唯一(yī)無機氮源進行(xíng)好氧硝化和(hé)反硝化脫氮；其去(qù)除效率最高分(fēn)别可(kě)達93.56%、100%和(hé)92.22%。

（2）本發明(míng)所述變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）菌株ZY-3及其菌劑，能(néng)夠适應酸性（pH≥5.5）和(hé)堿性（pH≤10.5）水體(tǐ)環境，發揮硝化-反硝化作(zuò)用，實現酸、堿水體(tǐ)的(de)微生物(wù)脫氮；将該菌株應用于鹽堿地、含氮工(gōng)業廢水的(de)處理，有利于簡化廢水處理工(gōng)藝，提高處理效率，符合環境友(yǒu)好要求，具有良好的(de)經濟及環保效益。

（3）本發明(míng)所述變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）菌株ZY-3及其菌劑，對(duì)水産養殖對(duì)象無不良影響，具有較高的(de)水生生物(wù)生物(wù)安全性；并對(duì)硫酸慶大黴素、鹽酸四環素、頭孢他啶、哌拉西林-他唑巴坦、妥布黴素等多(duō)種臨床常用抗生素表現爲敏感，具有較高的(de)生态安全性，因此可(kě)應用于大多(duō)數的(de)含氮水産養殖水體(tǐ)處理領域，有利于減少(shǎo)設備占地面積和(hé)建設成本，提高處理效率，還能(néng)大幅減少(shǎo)水産養殖過程中(zhōng)的(de)周期性換水，具有良好的(de)經濟及環保效益，應用前景廣闊。

八、本案專利代理師經驗分(fēn)享：

   

中(zhōng)國是水産養殖業大國，當前，我(wǒ)國的(de)水産養殖模式爲高密度、集約化，此模式操作(zuò)方便、産量高、效益好，但易造成養殖水體(tǐ)中(zhōng)氨氮、亞硝酸鹽等有害物(wù)質積累，對(duì)環境、人(rén)類及養殖動(dòng)物(wù)均有一(yī)定的(de)危害，不利于長(cháng)遠(yuǎn)的(de)發展。目前，治理含氮養殖尾水的(de)有效脫氮方法主要包括物(wù)理處理法、化學(xué)處理法、生物(wù)處理法和(hé)循環水養殖技術等，其中(zhōng)，生物(wù)處理法中(zhōng)的(de)好氧反硝化細菌制(zhì)劑作(zuò)爲一(yī)種新型水體(tǐ)降氮方法，具有安全性高、效果好、成本低的(de)優點，已成爲目前國內(nèi)外(wài)的(de)研究熱點。

目前國內(nèi)外(wài)研究的(de)好氧反硝化細菌，普遍具有強大的(de)降氮性能(néng)，且存在(zài)菌株同時具備消除氨氮、硝态氮與亞硝态氮的(de)能(néng)力。但值得(de)注意的(de)是，同時具備消除氨氮、硝态氮與亞硝态氮能(néng)力的(de)菌株仍占少(shǎo)數，且一(yī)般都需要經過較長(cháng)時間(jiān)的(de)耗氧培養才能(néng)顯示出較強的(de)脫氮能(néng)力。其中(zhōng)最短(duǎn)培養時間(jiān)爲24h，但其實驗中(zhōng)所使用的(de)模拟廢水氮的(de)初始濃度并不高，可(kě)知(zhī)高濃度氮對(duì)好氧反硝化菌株的(de)脫氮具有抑制(zhì)作(zuò)用，細菌難以适應和(hé)處理高濃度含氮廢水。其次，目前國內(nèi)外(wài)研究的(de)好氧反硝化細菌對(duì)pH條件(jiàn)十分(fēn)敏感，一(yī)般都需要在(zài)中(zhōng)性條件(jiàn)或偏堿性下才能(néng)生長(cháng)并發揮降氮作(zuò)用。對(duì)于具有高酸堿度的(de)工(gōng)業廢水和(hé)養殖尾水，大多(duō)數反硝化細菌無法正常進行(xíng)生長(cháng)增殖，發揮降氮作(zuò)用。因此，進一(yī)步地研究和(hé)篩選具有高效降高濃度氮能(néng)力與具有廣泛pH适應範圍的(de)好氧反硝化菌株，對(duì)于進行(xíng)不同的(de)污水處理有顯著幫助，并且有利于改善脫氮工(gōng)藝，開發微生物(wù)降氮制(zhì)劑産品。但是，現有該菌株對(duì)硝态氮的(de)去(qù)除速度較慢，在(zài)最佳條件(jiàn)下培養，其在(zài)0~24h爲遲緩期，24h後才進入對(duì)數生長(cháng)期，不能(néng)滿足實際水産養殖的(de)水處理應用需求。

應用在(zài)水産養殖業中(zhōng)微生物(wù)菌株對(duì)養殖對(duì)象不能(néng)有緻病性，應用前必須通(tōng)過生物(wù)安全性評估。然而人(rén)們(men)對(duì)好氧反硝化細菌在(zài)水生系統中(zhōng)的(de)有益作(zuò)用機制(zhì)研究甚少(shǎo)，目前在(zài)對(duì)菌株的(de)研究和(hé)向實際應用過渡的(de)過程中(zhōng)，常常缺少(shǎo)對(duì)微生物(wù)菌株的(de)生物(wù)安全性試驗與耐藥性試驗，這(zhè)可(kě)能(néng)忽視(shì)了某些微生物(wù)菌劑的(de)潛在(zài)有害作(zuò)用，因此人(rén)們(men)仍需要分(fēn)離純化得(de)到更多(duō)高效、穩定、安全的(de)好氧反硝化菌株進行(xíng)進一(yī)步的(de)生物(wù)安全性與生态風險評估。

因此，本發明(míng)人(rén)團隊，針對(duì)現有技術目前還缺乏具備高效降氮能(néng)力、具有較高生物(wù)安全性、能(néng)同時處理高酸高堿含氮污水的(de)好氧反硝化菌株，難以使用生物(wù)方法處理高酸堿性的(de)工(gōng)業、養殖廢水，而提供一(yī)株耐酸耐堿快速脫氮的(de)好氧反硝化細菌、菌劑及其應用，并且使其具備優異的(de)生物(wù)學(xué)性能(néng)，能(néng)滿足使用生物(wù)方法處理高酸堿性的(de)工(gōng)業、養殖廢水的(de)多(duō)方面的(de)需求。

本發明(míng)提供的(de)一(yī)株耐酸耐堿快速脫氮的(de)好氧反硝化細菌，爲假單胞菌屬變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida ）菌株ZY-3，保藏編号爲GDMCC No：62181。本發明(míng)提供的(de)變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）菌株ZY-3是通(tōng)過富集、梯度稀釋、選擇性培養基培養并通(tōng)過脫氮能(néng)力定性篩選等方法篩選得(de)到。

本發明(míng)該提供了一(yī)種包括有所述變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）ZY-3的(de)生物(wù)脫氮菌劑，其爲包含該ZY-3菌株的(de)菌液。将所述好氧反硝化細菌菌株ZY-3及菌劑，應用于含氮污水的(de)生物(wù)脫氮處理，分(fēn)别利用NH+ 4-N、NO- 3-N和(hé)NO- 2-N作(zuò)爲唯一(yī)無機氮源進行(xíng)好氧硝化和(hé)反硝化脫氮。

本發明(míng)所述變形假單胞菌（Pseudomonas plecoglossicida）菌株ZY-3及其菌劑，同時具有異養硝化和(hé)好氧反硝化功能(néng)；在(zài)完全好氧的(de)條件(jiàn)下，該菌株能(néng)夠利用NH+ 4-N、NO- 3-N和(hé)NO- 2-N作(zuò)爲唯一(yī)無機氮源進行(xíng)好氧硝化和(hé)反硝化脫氮，且去(qù)除速率快，能(néng)夠在(zài)pH=5.5~10.5的(de)水體(tǐ)中(zhōng)生長(cháng)并發揮異養硝化-好氧反硝化作(zuò)用，對(duì)pH的(de)适應範圍廣。

 

本專利涉及多(duō)個學(xué)科和(hé)技術領域，包括微生物(wù)學(xué)、水産養殖、污水處理、硝化與反硝化反應原理等，對(duì)專利代理師的(de)跨領域的(de)專業能(néng)力、綜合水平，對(duì)微生物(wù)、水産、水處理等領域的(de)經驗要求較高。我(wǒ)公司派出專利代理師孫明(míng)科與研發團隊對(duì)接，反複多(duō)次與研發團隊深入交流，共同分(fēn)析技術問(wèn)題和(hé)發明(míng)要點，在(zài)深度檢索和(hé)多(duō)次撰寫修改的(de)基礎上，完成了本項發明(míng)專利的(de)申請文件(jiàn)。本案專利代理師通(tōng)過與舒琥教授科研團隊密切溝通(tōng)，認真聽取發明(míng)人(rén)的(de)構思和(hé)技術方案，并且進行(xíng)了深入的(de)技術檢索、對(duì)比和(hé)技術挖掘，準确定位技術問(wèn)題和(hé)核心發明(míng)點，從而得(de)到了本發明(míng)呈現的(de)較爲完善的(de)技術方案，并且順利獲得(de)授權。申請權利要求與授權權利要求改動(dòng)較小，核心發明(míng)點均得(de)到了應有的(de)保護。

   本專利是專利代理師與發明(míng)人(rén)團隊深入交流、科學(xué)布局、密切合作(zuò)完成的(de)跨領域高質量專利申請案件(jiàn)，雙方多(duō)次、反複討(tǎo)論、修改了多(duō)稿才最終定稿，發明(míng)人(rén)科研團隊及代理師對(duì)本發明(míng)均付出了辛苦的(de)勞動(dòng)。

本發明(míng)專利作(zuò)爲微生物(wù)、水産養殖領域的(de)高質量的(de)發明(míng)專利，與申請人(rén)布局的(de)其他發明(míng)專利相(xiàng)互配合，對(duì)微生物(wù)、菌劑、水處理方法等進行(xíng)了合理分(fēn)層、遞進式的(de)保護，采用快速的(de)申請和(hé)審查答(dá)複，大幅縮短(duǎn)了審查時間(jiān)。本發明(míng)專利快速獲得(de)授權後，有利于該申請人(rén)對(duì)該專利技術成果進行(xíng)轉化、實施，盡早投入使用，産生更好的(de)社會(huì)和(hé)經濟效益。