一株異養硝化-好氧反硝化細菌的篩選及氮轉化特性研究

蔣慧慧 王強 付維來，3 饒志明 張顯

（1. 巢湖學院生物與環境工程學院，合肥 238024；2. 江南大學工業生物技術教育部重點實驗室，無錫 214122；3. 福建大北農華有水產科技有限公司功能飼料與養殖環境控制重點實驗室，漳州 363500）

農業生產過度使用氮肥、生活和工業廢水中氮的釋放均可產生含氮廢水，水體中高水平的氮化合物可導致富營養化和水質惡化，進而對生態平衡和人民群眾的飲水安全帶來威脅［1］，綠色、安全、經濟的廢水脫氮技術亟待開發。生物脫氮法通過微生物自身代謝活動使有機氮向無機氮轉化，最終形成氮氣釋放，相較于物理、化學脫氮具有成本低廉、安全高效和無二次污染等優點［2］。傳統的生物脫氮分為硝化反應和反硝化反應兩個過程，第一步由好氧自養型微生物完成硝化反應，將氨氮轉化為硝態氮；第二步是反硝化菌在缺氧條件下將亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成氮氣的反硝化過程［3-4］。然而，新型異養硝化-好氧反硝化（heterotrophic nitrification and aerobic denitrification，HNAD）細菌可以在一個反應器中實現銨和亞硝酸鹽/硝酸鹽的同步去除（圖1）［5］，單菌脫氮進一步提高廢水生物處理效率，降低運行成本和復雜性。為滿足高鹽［6］、低溫［7-8］、高溫［9］等不同環境條件下脫氮的應用需求，研究人員從不同生長環境中篩選出多種HNAD 菌，包括芽孢桿菌屬（Bacillussp.）［10-11］、腸球菌屬（Enteroco?ccussp.）［12］、假單胞菌屬（Pseudomonassp.）［5,13-14］、不動桿菌屬（Acinetobactersp.）［15］、葡萄球菌屬（Staphylococcussp.）［16］等，其中Pseudomonassp.和Bacillussp.報道較多。

圖1 異養-好氧反硝化微生物氮代謝途徑Fig. 1 Nitrogen metabolism pathways of HNAD microorganisms

根據 HNAD 細菌的特點，本研究從水產養殖池塘底泥中取樣，分離篩選出一株轉化銨態氮的微生物菌株，經16S rRNA 基因序列系統發育分析，鑒定為阿氏芽孢桿菌（Bacillusaryabhattai），通過逐步提高銨態氮的添加濃度馴化篩選菌株，提高其銨態氮的耐受能力和氨氮去除能力。進一步探索菌株氨氮降解的最佳條件，并對菌株的異養硝化-好氧反硝化特性研究，為其在水產養殖廢水處理中的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料來源 福建某水產養殖池塘池底的新鮮污泥。

1.1.2 培養基 DM 基本培養基（/L）：C6H5Na3O75.64g，KH2PO41.5 g，Na2HPO40.42 g，MgSO4·7H2O 0.1 g，NaNO21.5 g，pH 7.0。DM 固體培養基，即在液體培養基的基礎上添加2%的瓊脂粉。

改良的硝化培養基（/L）：C4H4Na2O48.67g、KH2PO41 g、Na2HPO40.42 g、NaCl 2 g、MgSO4·7H2O 0.1 g、NH4Cl 0.764 g、微量元素溶液2 mL，pH 7.2。

改良的反硝化培養基（/L）：C4H4Na2O48.67g、KH2PO41 g、Na2HPO40.42 g、NaCl 2 g、MgSO4·7H2O 0.1 g、NaNO31.21 g（或NaNO20.99 g）、微量元素溶液2 mL，pH 7.2。

LB 培養基（/L）：胰蛋白胨10 g、酵母粉5 g、NaCl 10 g。固體培養基，即在液體培養基的基礎上添加2%的瓊脂粉。

微量元素溶液（/L）：MnCl2·4H2O 1.5 g、ZnSO41.05 g、H3BO30.3 g、（NH4）6Mo7O24·4H2O 1.1 g、CuCl2·2H2O 0.15 g、EDTA?2Na·2H2O 5.71 g、FeSO4·7H2O 4.87 g、CaCl2·2H2O 7 g。

上述培養基在使用前需121℃高溫滅菌20 min。

1.2 方法

1.2.1 菌株的分離與篩選 將來自水產養殖池底的新鮮污泥取5.0 g 加入到含有100 mL 無菌水的500mL 錐形瓶中，加入玻璃珠，于30℃、180 r/min 振蕩分散。取3 mL 的菌懸液轉移到含有100 mL DM培養基的燒瓶中，在30℃和180 r/min 下孵育，以富集表現良好的氨降解菌株。需氧孵育36 h 后，取3 mL 菌懸液在同等條件下進行二次富集。接種環蘸取二次富集懸液并在DM 固體培養基上劃線，多次轉接劃線后獲得單個菌落。取單菌落轉接于DM 液體培養基，然后按接種量6%接種于NH4+?N 濃度為200 mg/L 的硝化培養基，30℃、180 r/min 搖床培養。每12 h 取樣一次，測定OD600nm下的菌液密度，其余樣品以5 000 r/min 離心5 min，提取上清液，測定上清液的NH4+?N 濃度，并計算氨氮去除率。綜合分析菌株的生長曲線和脫氮性能，篩選出優勢菌株進行形態觀察、生物鑒定和氮轉化特性研究。

1.2.2 菌株的鑒定 以通用引物27F（5'?AGAGTT TGATCMTGGCTCAG?3'）和1492R（5'?CGGTTACCT TGTTACGACTT? 3'）擴增菌株的16S rRNA 基因。將PCR 擴增產物送至蘇州金唯智生物科技有限公司測序，將測序獲得的基因序列與GenBank 中已有序列進行比對，并用MEGA11 建立系統發育樹。

1.2.3 菌株的馴化 用接種環挑取單菌落，接種到含有10 mL 液體LB 的50 mL 錐形瓶中，以30℃和180 r/min 振蕩培養12 h。然后，取3 mL 菌液置于無菌EP 管中，8 000 r/min 離心5 min，用無菌生理鹽水洗滌2 次，將洗滌后的菌液按6%接種量接種于 NH4+?N 濃度為200 mg/L 的硝化培養基中，30℃、180 r/min 培養24 h，開始適應性馴化。每個濃度循環轉移數次，直到菌株適應此濃度環境，然后將菌液轉移到下一個梯度硝化培養基（NH4+?N 濃度為400 mg/L、600 mg/L）中，接種量依然為6%，直到菌株不再顯著降解氨氮。定期采樣并檢測OD600nm和NH4+?N 濃度。馴化獲得突變株用于后續脫氮性能試驗。

1.2.4 影響菌株脫氮性能的單因素實驗 分別研究氨氮濃度、碳源、碳氮比、初始pH 和培養溫度對菌株氨氮降解的影響。以丁二酸鈉為碳源、氯化銨為氮源，配置氯化銨濃度分別為200、400、600、800 mg/L 的改良的硝化培養基。在50 mL 培養基中分別接種6%的活化菌株。30℃、180 r/min 振蕩培養72 h 以上。每隔12 h 取一次樣，分光光度計測定菌液密度（OD600nm），離心取上清后測定NH4+?N 濃度，并計算氨氮降解率。分別選擇碳源：丁二酸鈉、檸檬酸三鈉、丙三醇、甲醇；碳氮比5∶1、10∶1、15∶1、20∶1；初始pH 為6.0、7.0、7.5 和8.5；溫度為20℃、25℃、30℃ 和35℃，以氯化銨為氮源，接種量及培養條件同上，每12 h 取樣后測定菌液密度及上清液的NH4+?N 濃度。

1.2.5 菌株的異養硝化-好氧反硝化特性研究 按6%接種量分別在50 mL NH4+?N 濃度為200 mg/L 的硝化培養基和NO3??N 濃度為200 mg/L 的反硝化培養基中接種。30℃、180 r/min 振蕩培養72 h 以上。12 h 取樣一次，OD600nm測定菌液密度，離心取上清后測定上清液中的NH4+?N、NO2??N、NO3??N 和TN 濃度，并計算相應氮去除率。

1.2.6 氮元素濃度測定 本實驗中NH4+?N、NO3-?N、NO2-?N 和TN 濃度是通過水質測定儀（煙臺海洋啟恒環保技術有限公司HX?C 型）進行檢測的。以NH4+?N 濃度測定為例，打開主機電源將測定指標設定為氨氮，選擇量程為5-50 mg/L 的1 號曲線；取5 mL 蒸餾水做空白樣，待測試管中加入0.5 mL 待測樣品和4.5 mL 蒸餾水。向空白試管和各待測試管中加入兩滴氨氮1 試劑，再加入兩滴氨氮2 試劑；混勻后靜置10 min，比色并記錄測定結果。NO3-?N 和NO2-?N 濃度測定時，只需將測定指標設定為硝酸鹽氮或亞硝酸鹽氮，選擇合適量程，分別添加硝酸鹽氮試劑或亞硝氮試劑，其余操作參考同上。

TN 濃度測定，先打開消解儀電源，設置總氮指標消解（125℃，30 min），啟動升溫；打開測定儀電源，將測定指標設定為總氮，選擇量程為20-100 mg/L的1 號曲線；取2 mL 蒸餾水做空白樣，向待測試管中加入0.4 mL 樣品（可稀釋），再加入1.6 mL 蒸餾水；向空白試管和各待測試管依次加入1 mL TN1 試劑，混勻后插入恒溫的消解儀加熱孔內進行消解；消解完成后，冷卻至室溫。再依次向各管加入0.5 mL TN2 試劑，混勻即為消解液；分別移取1 mL 消解液加入到4 mL TN3 試劑中，混勻后靜置，15 min后比色測定。

2 結果

2.1 異養硝化-好氧反硝化菌的篩選

從養殖池底污泥中篩選出5 株具有亞硝酸鹽轉化功能的菌株，分別命名為JN01-05。將其轉接至改良的硝化培養基中，獲得的生長曲線如圖2?A 所示。JN01 的生長速率遠高于其他菌株，其次是JN04和JN05。各菌株在以NH4+?N 為氮源的培養基中的氨降解率如圖2?B，在200 mg/L 氨氮濃度和搖瓶發酵72 h 時，JN01 的氨氮去除率達到75.79%，高于JN04 的62.48%，而其他3 株菌的降解效率均低于30%。綜合考慮菌株的生長速率和脫氮性能，發現菌株JN01 具有較高的氨氮降解能力，菌種保藏后用于后續菌種鑒定和脫氮性能試驗。

圖2 不同菌株的生長曲線（A）和NH4+-N 的去除效率（B）Fig. 2 Growth curves（A）and NH4+-N removal efficiencies（B）of different strains

2.2 菌落形態和系統發育樹

菌株JN01 可形成單一菌落，白色，表面粗糙，邊緣不規則；電子顯微鏡下觀察其形態呈長桿狀。PCR 獲得菌株JN01 的部分16S rRNA，測序后獲得序列，基于GenBank 數據庫，通過在NCBI 網站上進行同源序列比較，建立了系統發育樹（圖3）。菌株JN01 與芽孢桿菌屬的關系最密切，因此菌株被鑒定為阿氏芽孢桿菌（Bacillusaryabhattai）JN01。

圖3 菌株JN01 的系統進化樹Fig. 3 Phylogenetic tree of the strain JN01

2.3 菌株的馴化

采用氨氮遞增法對菌株JN01 的耐銨態性進行了馴化。馴化前，菌株JN01 在培養基內的NH4+?N 濃度為200 mg/L 的條件下，24 h 內的生長速度最快，培養60 h 時OD600nm達到最大值1.701，如圖4?A。當NH4+?N 濃度為600 mg/L 時，菌株生長受到明顯抑制，最大菌體密度僅0.768。馴化前的最高氨氮去除率為菌株在NH4+?N 濃度為200 mg/L 時達到70.18%，最低為NH4+?N 濃度為600 mg/L 時僅有35.74%，如圖4?B。馴化后，菌株的生長、氨氮去除率均有不同程度提高，在NH4+?N 濃度為200 mg/L 的條件下，菌體OD600nm最高為2.645，同時氮去除率最高87.29%；NH4+?N 濃度為600 mg/L 時，OD600nm為1.261，氨氮去除率增加為44.72%。通過馴化，菌株JN01 對銨態氮的耐受能力進一步提升，可用于高濃度NH4+?N 水樣的脫氮處理。

圖4 菌株JN01 馴化前后的 OD600 nm（A）和 NH4+-N 去除效率（B）的變化Fig. 4 Variation of OD600 nm（A）and NH4+-N removal efficiency（B）before and after the domestication of B. aryabhattai JN01

2.4 影響菌株脫氮特性的單因素研究

2.4.1 不同氨氮濃度對NH4+?N 去除率的影響 為研究不同氨氮濃度對菌株 JN01 生長速率和降解銨態氮的影響，選擇NH4+?N 濃度為200、400、600、800 mg/L 進行氨降解實驗。結果如圖5 所示，NH4+?N 濃度越高，菌株JN01 的生長速率受到抑制，氨氮降解率也隨之降低。NH4+?N 濃度為200 mg/L 時，菌株JN01 的OD600nm在36 h 時達到2.267 后進入生長穩定期，表明低濃度下銨態氮能較好的被菌株吸收利用，滿足菌體的生長，并獲得84.72%的銨態氮去除效率。

圖5 不同氮源濃度對菌株JN01 的OD600 nm（A）和NH4+-N 去除率（B）的影響Fig. 5 Effects of N concentration on the growth characteristics OD600 nm（A）and NH4+-N removal efficiencies（B）of B. aryabhattai JN01

2.4.2 不同碳源對NH4+?N 去除率的影響 為探究菌株JN01 的最佳碳源，在NH4+?N 濃度為200 mg/L 時，選擇丁二酸鈉、檸檬酸三鈉、丙三醇和甲醇作為實驗碳源。如圖6 所示，菌株JN01 在使用丙三醇、丁二酸鈉和檸檬酸三鈉時生長效果更好，當碳源為甲醇時，菌株的生長速率明顯降低，可見不同碳源對菌株JN01 的生長影響存在較大差異。其中，丙三醇為碳源時，菌株JN01 的OD600nm最高達3.172，而以甲醇為碳源時培養60 h OD600nm僅0.709。對各碳源條件下，菌株JN01 對銨態氮的降解效果進行比較，可以明顯看到菌株JN01 在含丁二酸鈉的硝化培養基中NH4+?N 的去除率最高，為87.13%，其次是檸檬酸三鈉為碳源時，獲得83.54%的銨態氮去除率。其他兩種碳源條件下，NH4+?N 去除率均不高于40%。綜合考慮菌株的生長情況和NH4+?N 去除率，選擇丁二酸鈉為最佳碳源用于后續脫氮實驗。

圖6 不同碳源對菌株JN01 的OD600 nm（A）和NH4+-N 去除率（B）的影響Fig. 6 Effects of different carbon sources on the growth characteristics OD600 nm（A）and NH4+-N removal efficiencies（B）of B. aryabhattai JN01

2.4.3 不同碳氮比對NH4+?N 去除率的影響 為探明菌株JN01 氨氮代謝的最佳初始碳源濃度，選擇氮源濃度為200 mg/L，最佳碳源為丁二酸鈉，分別控制C/N 比為5∶1、10∶1、15∶1 和20∶1，記錄培養72 h 的OD600nm和NH4+?N 濃度。實驗結果如圖7 所示，當C/N 為5∶1 時，OD600nm最高為1.758，NH4+?N 濃度為79.44 mg/L，NH4+?N 去除率為60.28%；當C/N為10∶1 和15∶1 時，由于碳濃度增加，菌株的生長更加旺盛，NH4+?N 的降解率也隨之提高，C/N為15∶1 時，NH4+?N 濃度降至18.52 mg/L，降解率為90.74%，此時菌株OD600nm為2.776。C/N 增加到20∶1 時，菌株JN01 對NH4+?N 降解效率沒有明顯提高，OD600nm也與C/N 為15∶1 時相差不大。在成本控制的原則下，選擇C/N 為15∶1 繼續進行后續單因素實驗。

圖7 C/N 對菌株JN01 的OD600 nm（A）和NH4+-N 去除率（B）的影響Fig. 7 Effects of C/N on the growth performance OD600 nm（A）and NH4+-N removal efficiencies（B）of B.aryabhattai JN01

2.4.4 初始pH 對NH4+?N 去除率的影響 為研究pH對菌株 JN01 生長和氨氮去除效率的影響，設置初始pH 為6.0、7.0、7.5 和8.5。結果（圖8）顯示，菌株 JN01 在初始 pH 值為 7.0 和 7.5 的硝化培養基中生長良好，NH4+?N 的去除率都在90%以上，其中，pH 為7.5 時，菌株生長最好，60 h 的OD600nm達到2.792，同時NH4+?N 去除率是92.37%。pH 為6.0 時，菌株JN01 的生長明顯受到抑制，對數生長期較短，且最高OD600nm僅1.584，NH4+?N 去除率約60%。

2.4.5 培養溫度對NH4+?N 去除率的影響 菌株JN01 的細胞生長和銨態氮的去除受溫度影響程度如圖9，結果表明，在20-35℃范圍內，較高的溫度有利于提高HNAD 的性能。經過72 h 的培養，在30℃條件下，NH4+?N 去除率達到92.78%，但在20℃和25℃條件下，去除率分別只有74.55%和82.08%。

2.5 菌株的異養硝化-好氧反硝化特性研究

分別將菌株JN01 接種于NH4+?N 濃度為200 mg/L 的異養硝化培養基和NO2-?N 濃度為200 mg/L的好氧反硝化培養基中，菌株的生長情況及NH4+?N、NO3-?N、NO2-?N 和TN 變化趨勢見圖10。以NH4+?N為氮源時，如圖10?A，24 h 內NH4+?N 的濃度明顯下降，且菌株在24 h 內的生長速度最快，OD600nm在60 h 時達到最大值2.636，之后處于穩定期。72 h 內，培養基內的NH4+?N 和TN 分別降至31.87 mg/L 和38.55 mg/L，降解率分別為84.07%和80.73%。異養硝化過程中NO3-?N 逐漸上升，NO2-?N 呈現先上升后下降的趨勢。

圖10 菌株JN01 在銨態氮（A）和亞硝態氮（B）為唯一Fig. 10 Growth characteristics of strain JN01 and trends of NH4+-N, NO3--N, NO2--N, TN with initial NH4+-N(A) or initial NO2--N (B) as sole nitrogen source

NO2-?N 為氮源時，如圖10?B，菌株JN01 適應時間相對較長，24 h 后NO2-?N 的濃度開始有較明顯下降。菌株72 h 后進入生長穩定期，OD600nm最高達到2.433，此時NO2-?N 濃度降至35.41 mg/L，降解率為82.30%，TN 從200 mg/L 降至43.64 mg/L，TN 的降解率為78.18%。好氧反硝化過程中NO3-?N 逐漸上升，NH4+?N 先上升后下降。

3 討論

HNAD 菌對不同氮源的降解情況不盡相同，表1 列舉了部分HNAD 菌對NH4+?N、NO3-?N、NO2-?N 和總氮的降解情況。由表可知，大多數菌株來源于水體（含污泥）或土壤，以芽孢桿菌屬的相關研究報道最多；從氮去除率來看，Pseudomonas alcaliphila對NH4+?N、NO3-?N 和NO2-?N 均 具 有100%的去除率［7］，其他菌株多表現為異養硝化或好氧反硝化性能突出，如Bacillus thuringiensisWXN?23［11］和Halomonas venustaTJPU05［6］對NO2-?N 的去除率達100%，而對NH4+?N 的去除率低于87%。B.aryabhattaiJN01 具有良好的異養硝化能力，與其他具有HNAD 特性的芽孢桿菌屬細菌相比，其對NH4+?N 的降解率僅次于Bacillus cereusGS?5［17］，后者是利用研制的填料床生物反應器固定菌株，并在生物反應器中多層交替填充，降解處理過程復雜，降解成本高。菌株JN01 對NO2-?N 和總氮的去除率處于中等水平，綜合NH4+?N 的去除情況，B.aryabhattaiJN01 在芽孢桿菌屬中具有良好的異養硝化和好氧反硝化特性。

表1 HNAD 菌對NH4+-N、NO3--N、NO2--N 和TN 的去除情況Table 1 Removal efficiencies of NH4+-N, NO3--N, NO2--N and TN by HNAD microorganisms

硝化過程是氮化合物轉化的開始，會受到銨態氮濃度的影響。NH4+?N 濃度越高，菌株JN01 的生長速率受到抑制，氨氮降解率也隨之降低，這表明氮源濃度能夠顯著影響菌株JN01 的生長和氮代謝，即高濃度的銨態氮抑制了硝化過程，這一結果與Marek 等［23］的研究結果一致，即高濃度的NH4+?N 對微生物細胞產生脅迫作用。同理，雖然P.alcaliphila［7］和Glutamicibactersp. WS1［22］對NH4+?N的去除率達到100%，但兩者處理的初始氨氮濃度分別為150 mg/L 和45 mg/L，若將濃度增加到200 mg/L，相應菌株的脫氮性能極有可能受到不同程度的影響。

碳源可以為細胞生長提供碳骨架元素，并為細胞代謝提供能量。根據好氧反硝化細菌的代謝特點，合適的碳源不僅可以加快菌體生長速率，還可以為好氧反硝化這一氧化還原反應過程提供充足的電子供體［10］。不同碳源的化學結構和分子量對反硝化效率有顯著影響，有研究指出菌株一般傾向于利用化學結構簡單、分子量小的碳源，如乙酸鈉［24］、琥珀酸鈉［14］、和檸檬酸鈉［16］等，也有以蔗糖［12］、葡萄糖［10,25］等為碳源的報道。菌株JN01 的生長與NH4+?N 降解趨勢存在一定程度的相關性。菌株在丙三醇中生長旺盛可能是丙三醇進入糖酵解途徑，為菌株生長提供充足能量。以丁二酸鈉和檸檬酸三鈉為碳源的培養基中，菌株JN01 的生長狀況良好，銨態氮降解效果也較好，這可能是因為丁二酸和檸檬酸是三羧酸循環的中間代謝物［26］，易于直接被菌體細胞所利用。碳源的濃度會直接影響菌株的生長和好氧反硝化性能［27］。過低的碳源濃度不僅不能滿足菌體生長的需求，還無法提供氮代謝過程中的有效電子，使菌體的物質代謝和能量代謝同時受限；過高的碳源濃度會增加培養成本，也會帶來資源浪費。綜合菌株生長及NH4+?N 去除率，說明在一定 C/N 范圍內，碳源濃度越高，能量供應越充分，好氧反硝化效果越好，這與Patureau 等［28］的研究結論一致。

大多數HNAD 細菌具有較寬泛的pH 適應范圍，但進行好氧反硝化代謝的最適pH 一般為中性或弱堿性［29］。pH 為7.5 時，菌株JN01 生長最好，NH4+?N 去除率也最高，這可能是由于弱堿性培養條件下部分NH4+轉化為NH3，后者以游離的狀態更利于細菌進行氨氮代謝［30］。綜合分析菌體生長情況和NH4+?N 去除率發現，中性至弱堿性培養基更利于菌株 JN01 生長和進行氨氮代謝，這一結論與Glutamicibactersp. WS1［22］類似。細菌可以在很寬的溫度范圍內生存，對于HNAD 細菌來說，溫度不僅影響其生長，還對好氧反硝化效率產生影響。Zhang等［31］指出NH4+?N 向N2的轉化是由與硝化和反硝化相關的功能酶催化的，其活性極易受到溫度變化的影響，因此極端溫度不利于絕大多數HNAD 細菌的生長和代謝。菌株JN01 的最適生長溫度和最佳NH4+?N 去除溫度一致，均為30℃，這一結果與假單胞菌 NP5［26］和不動桿菌C?13［32］相似，可見菌株的氨氮降解與細菌生長密切相關。

廢水處理過程中銨態氮和亞硝態氮往往同時存在，尤其是在處理水產養殖廢水時，氨氮和亞硝態氮同時超標的情況經常遇到。綜合分析比較兩種氮源條件下菌株的生長情況和脫氮能力，菌株JN01 可以在氮起始濃度為200 mg/L 的條件下保持較高的脫氮性能，其中在以NH4+?N 為唯一氮源時，生長速率更快，表現出良好的異養硝化特性；而NO2-?N 為唯一氮源時，生長速率和脫氮性能稍弱，但仍保持在較高水平，略高于B. simplexH?b［19］。綜上，菌株JN01 兼具異養硝化和好氧反硝化特性，可適用于氨氮和亞硝酸鹽超標的含氮廢水的處理。氮源培養時的生長曲線及NH4+-N、NO3--N、NO2--N 和TN 變化趨勢

4 結論

從福建某水產養殖池底的新鮮污泥中分離篩選到一株氨氮降解菌JN01，通過 16S rRNA 鑒定為阿氏芽孢桿菌（B.aryabhattai）。采用氨氮遞增法對菌株進行馴化，最高氨氮去除率由馴化前的70.18%提升到87.29%。以丁二酸鈉為碳源、碳氮比為15∶1、初始pH 7.5、培養溫度30℃，氨氮添加濃度200.0 mg/L 時NH4+?N 去除率達到 92.78%。另外，在亞硝態氮為唯一氮源的條件下，菌株JN01 對NO2-?N 降解率可以達到82.30%。綜上，B.aryabhattaiJN01 能分別利用銨態氮和亞硝態氮作單一氮源，并具有較好的生長性能和氮去除率。