紫背浮萍（Spirodela polyrrhiza）水溶性提取物在促进反硝化微生物反硝化活性中的应用。本发明专利技术在紫背浮萍原有化学成分和传统功效的研究基础上，进一步揭示紫背浮萍水溶性活性提取物具有促进反硝化微生物反硝化活性的新用途，为环境保护中的硝酸盐污染水体治理提供新型的净化增效剂。同时本发明专利技术“变废为宝”，因地制宜地利用浮萍植物提取物来增强硝酸盐污染水体的处理效率，有效避免了河流湖泊中大量浮萍漂浮引起的水质恶化问题。此外，本发明专利技术提供了一种植物源“绿色”硝酸盐去除促进剂，不含有机溶剂，主要起信号调控作用，环境友好，安全无毒，成本低廉，为构建高效处理硝酸盐污染水体的生物生态技术提供新的方法和思路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于硝酸盐污染水体的控制技术研究领域，具体涉及一种紫背浮萍水溶性提取物的制备方法，以及在促进反硝化微生物反硝化活性中的应用。
技术介绍
2010年第一次全国污染源普查公报表明，农业源的硝酸盐污染已超过工业源成为我国水体总氮污染的主要来源，引起了河流和湖泊水体富营养化，导致地表水污染和地下水硝酸盐超标，严重威胁人体健康。从长远角度来看，过量的硝酸盐会导致整个生态群落结构和多样性的变化。因此，农业废水和肥水的净化处理目前已成为水处理领域新的研究热点。浮萍是一种全世界范围内普遍存在的水生植物，尤其漂浮在静止或慢速流动的水面。由于其高效的氮磷营养盐去除能力，浮萍一直以来就是治理硝酸盐污染水体的理想植物材料。近年来，浮萍还可作为一种低成本的清洁能源，应用于环境中重金属和有机污染物吸附降解。除了对污染物的物理吸收，植物本身就是一个巨大的碳库。研究发现香蒲和小麦秸秆等植物在发酵和消化后，本身体内的代谢产物能促进微生物的反硝化作用，主要是为反硝化细菌提供了营养性的有机碳源。然而，这些研究在投入大量碳源的同时，也会附加地导致水体中BOD浓度的升高，从而引起一系列其他的环境问题。植物残体也属于根际沉积物，对环境有添加效应，如果浮萍本身提取物中包含量更大且促进效果更好的非营养性信号功能物质，将在水环境治理中有更大的实际应用价值，同时也将很好地解决上述直接利用植物材料而造成水体BOD高的问题。而且，浮萍生长迅速，生物量巨大(10～50吨干重/公顷·年)，在野外时需要人工定期收获和清理，所以因地制宜地利用浮萍植物来加速硝酸盐污染水体的净化，是一种便捷、经济的生态处理手段。已有研究发现浮萍脂溶性提取物中的脂肪酸酸类化合物有促进反硝化微生物脱氮活性的功能。但目前，浮萍水溶性提取物作为信号在促进反硝化活性方面的应用尚未报道，也未见以紫背浮萍为原料制备活性提取物的技术。
技术实现思路
解决的技术问题：本专利技术提供一种紫背浮萍(Spirodelapolyrrhiza)水溶性提取物在促进反硝化微生物反硝化活性中的应用。技术方案：紫背浮萍水溶性提取物在促进反硝化微生物反硝化活性中的应用。上述反硝化微生物为施氏假单胞菌(Pseudomonasstutzeri)。上述紫背浮萍水溶性提取物的制备方法包括以下步骤：将干燥的紫背浮萍研磨至细粉，体积比4:1的甲醇/水混合液提取，过滤，滤液旋转蒸发；将上步所得提取物总组分用水稀释，乙酸乙酯提取3次；将提取后的剩余水溶液用1mol/LHCl调节pH至2.0，乙酸乙酯提取3次；将提取后的剩余水溶液用1mol/LNaOH调节pH至12.0，乙酸乙酯提取3次；将提取后的剩余水溶液用1mol/LHCl调节pH至6.5，冷冻干燥，即得紫背浮萍水溶性提取物。上述甲醇/水混合液用量为紫背浮萍质量的50-120倍，提取条件为15-25℃和120rpm提取16-24h。上述紫背浮萍水溶性提取物添加浓度为5-60mgL-1。试验结果表明，紫背浮萍水溶性提取物具有显著的反硝化促进效应，在添加浓度为5-60mg·L-1时对施氏假单胞菌的硝酸盐还原速率有约25-135％的促进效果。促进反硝化微生物反硝化活性的组合物，有效成分为紫背浮萍水溶性提取物。有益效果：(1)本专利技术在紫背浮萍原有化学成分和传统功效的研究基础上，进一步揭示紫背浮萍水溶性活性提取物具有促进反硝化微生物反硝化活性的新用途，为环境保护中的硝酸盐污染水体治理提供新型的净化增效剂。(2)本专利技术“变废为宝”，因地制宜地利用浮萍植物提取物来增强硝酸盐污染水体的处理效率，有效避免了河流湖泊中大量浮萍漂浮引起的水质恶化问题。(3)本专利技术提供一种植物源“绿色”硝酸盐去除促进剂，不含有机溶剂，主要起信号调控作用，环境友好，安全无毒，成本低廉，为构建高效处理硝酸盐污染水体的生物生态技术提供新的方法和思路。附图说明图1为本专利技术的紫背浮萍水溶性提取物的分离步骤示意图。图2为不同浓度紫背浮萍水溶性提取物对施氏假单胞菌硝酸盐还原速率的影响示意图(mean±SE,n＝3)。具体实施方式下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。实施例11、紫背浮萍水溶性提取物的制备紫背浮萍水溶性提取物通过以下步骤获得：(1)取冷冻干燥后的紫背浮萍，研磨至细粉，称取约0.50g放入150mL三角瓶，加50mL甲醇/水混合液(体积比4:1)，在20℃，120rpm摇床条件下提取16h。提取液通过WhatmanGF/F玻璃纤维滤膜真空抽滤，滤液随后在35℃旋转蒸发除去甲醇，剩余水溶液冷冻干燥，得提取物总组分。(2)分离步骤见图1，将(1)中所得提取物总组分用水稀释至50mL，调节pH至6.5左右，50mL乙酸乙酯分3次提取，合并提取液，得提取物脂溶性中性组分；用1mol/LHCl调节剩余溶液pH至2.0，50mL乙酸乙酯分3次提取，合并提取液，得提取物脂溶性酸性组分；用1mol/LNaOH调节剩余溶液pH至12.0，50mL乙酸乙酯分3次提取，合并提取液，得提取物脂溶性碱性组分。用1mol/LHCl调节剩余水溶液pH至6.5，并冷冻干燥，即得紫背浮萍水溶性提取物(约50mg)。2、紫背浮萍各组分提取物对施氏假单胞菌硝酸盐去除的影响比较2.1实验设计(1)提取物各组分由上述步骤中分离获得，其中水溶性提取物用无菌水溶解过0.22μm滤膜待用，而提取物总组分、酸性提取物、中性提取物和碱性提取物分别离心浓缩后溶解于CH2Cl2中，过0.22μm滤膜待用。(2)微生物菌株：施氏假单胞菌ATCC17588(Pseudomonasstutzeri)购于美国典型菌种保藏中心(Americantypeculturecollection)。(3)LB培养基：10g/Ltryptone，5g/Lyeastextract，10g/LNaCl，pH7.0。(4)反硝化培养基：6.0g·L-1KNO3，1.5g·L-1KH2PO4，4.2g·L-1Na2HPO4，0.1g·L-1MgSO4·7H2O，27.0g·L-1Na2C4H4O4·6H2O，微量溶液5mL(2.2g·L-1ZnSO4·7H2O，5.54g·L-1CaCl2，5.06g·L-1MnCl2·4H2O，1.1g·L-1(NH4)6Mo7O24·7H2O，1.57g·L-1CuSO4·5H2O，1.61g·L-1CoCl2·6H2O，5.0g·L-1FeSO4·7H2O，63.69g·L-1EDTA-2Na)，pH7本文档来自技高网...
【技术保护点】
紫背浮萍水溶性提取物在促进反硝化微生物反硝化活性中的应用。
【技术特征摘要】
1.紫背浮萍水溶性提取物在促进反硝化微生物反硝化活性中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述反硝化微生物为施氏假单胞菌（Pseudomonasstutzeri）。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述紫背浮萍水溶性提取物的制备方法包括以下步骤：将干燥的紫背浮萍研磨至细粉，体积比4:1的甲醇/水混合液提取，过滤，滤液旋转蒸发；将上步所得提取物总组分用水稀释，乙酸乙酯提取3次，将提取后的剩余水溶液用1mol/LHCl调节pH至2.0，乙酸乙酯提取3次，将提取后的剩余水溶液用1mol...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆玉芳，施卫明，孙力，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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