一种修复重金属污染土壤的微生物菌株的应用制造技术

本发明专利技术涉及微生物领域，公开了一种修复重金属污染土壤的微生物菌株及其应用。本发明专利技术所述微生物菌株保藏编号为CGMCC No.10843。本发明专利技术从受重金属镉污染的土壤中筛选出一株洋葱伯克霍尔德氏菌，其能够将土壤中的可交换态镉钝化显著降低其含量，对镉具有极强的耐受性，对土壤扰动小，具有较强的生物修复功能，同时能够提高土壤脱氢酶的活性，能够应用于修复重金属污染土壤和提高土壤脱氢酶活性以及相关产品的制备中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物领域，具体的说是涉及一种修复重金属污染土壤的微生物菌株及其应用。
技术介绍
由于长期的矿山开采，金属冶炼以及含磷农药的施用，土壤中富集了大量重金属污染物。重金属污染土壤具有隐蔽性，累积性和滞后性，因此不易引起重视。近年来，我国重金属污染土壤问题日益突出，对耕地土壤质量和民生健康安全造成极大威胁。我国环境保护部和国土资源部对全国土壤污染情况的调查结果显示，我国土壤受镉、砷、铅、铬、镍等重金属污染严重，污染场地面积近2万公顷，约占耕地总面积的1/5，其中全国土壤重金属镉的超标率最高，达到了7％。因此，镉污染的治理成为当前土壤污染领域亟待解决的重要问题之一。重金属镉作为机体生长发育非必需元素，是对植物、动物及人类毒性最强的重金属元素之一。重金属镉经过食物链产生生物放大作用，在较高级的生物体中富集起来，然后通过食物等渠道进入人体。当重金属镉在人体内积累到一定限度，会造成人体急性或慢性中毒，对人体器官特别是肾脏造成很大的危害。重金属污染土壤的修复方法可分为物理法、化学法以及生物法。物理方法往往工程量大，能耗大；化学方法大多花费高，易造成二次污染；生物法中的植物修复受到较多研究人员的青睐，但植物生长缓慢，修复周期长。目前比较受关注的修复技术大多处于实验室试验阶段，且实验效果也不够理想，在实地修复中，我国并没有很好的成功案例。因此，寻找一种高效节能，经济环保的修复措施至关重要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种修复重金属污染土壤的微生物菌株及其应用，使得所述微生物菌株对土壤中重金属镉具有较强的钝化作用以及耐受作用，通过钝化作用将镉固定在污染土壤中，降低镉的生物有效性，减少植物对其吸收利用，从而达到修复污染土壤的目的；本专利技术的另一个专利技术目的在于提供一种修复重金属污染土壤的微生物菌株及其应用，使得所述微生物菌株能够提高土壤中，特别是重金属污染的土壤中的土壤脱氢酶活性，改善土壤微生态环境。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术针对现有治理重金属污染土壤的物理化学方法具有一定局限性，实施成本高，并且对土壤破坏严重，易带来其他污染的问题。通过利用功能性微生物菌株的生物钝化作用来实现对污染土壤的原位修复，具有成本低、效果好、操作方便、对土壤扰动小等特点。本专利技术利用液相富集法对镉钝化菌株进行了筛选。液相富集法：称取适量镉污染土壤样品加入到装有LB液体培养基的三角瓶中，加入适量玻璃珠。将三角瓶在28-30℃，150-170rpm下振荡；将土壤混合液转入离心管，取离心后的上清液作为镉钝化微生物的来源。将上述上清液接种到含有镉的LB液体培养基中，在28-30℃，150-170rpm下振荡培养。用无菌吸管吸取1-2mL，移入另一个富集培养三角瓶中。如此转移三次后，分别在LB固体培养基和无机盐固体培养基上进行平板划线，分离单菌落。将上清液分别稀释10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8，吸取适量涂布于含有50、100、200、300mg/LCd2+的LB固体培养基上，28～30℃培养3-4d。发现在稀释10-4倍数情况下易于该菌落的单独分离，可在300mg/LCd2+浓度下正常生长，培养后取该条件下菌株划线分离。通过上述方法，本专利技术筛选出一株微生物菌株，根据天根细菌基因组DNA提取试剂盒(TIANampbacteriaDNAkit)步骤提取该菌株的DNA用于菌种鉴定。在比对匹配度最高的结果中，菌种的所测得到的16SrDNA序列部分(SEQIDNO:1所示)与洋葱伯克霍尔德氏菌的16SrDNA序列有100％的同源性。可确定菌种为洋葱伯克霍尔德菌，命名为W-10。所述微生物菌株已于2015年5月22日保藏于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CGMCCNo.10843。在土壤重金属钝化效果评估中，主要是考察土壤可交换态重金属镉的钝化效果，即如果土壤中可交换态镉的含量越低，则土壤中镉的钝化效果越好，植物可利用度越低。加入本专利技术微生物菌株的活菌体后土壤可交换态镉在7-15d内由46.04mg/kg降到0.78mg/kg，加入灭活菌体后土壤可交换态镉在7-15d内由46.04mg/kg降到11.09mg/kg。同时，本专利技术所述菌株能够在Cd2+浓度高达300mg/L的培养基中生长，其活菌体和死菌体在水体中对低浓度的Cd2+的去除率可分别达90％和80％以上，对高浓度的Cd2+的去除率可达40％和30％以上。此外，加入本专利技术所述微生物菌株，土壤中的脱氢酶活性能够得到显著提高。基于上述技术效果，本专利技术还提出了保藏编号为CGMCCNo.10843的微生物菌株在修复重金属污染土壤和/或制备重金属污染土壤修复剂中的应用。作为优选，所述重金属为镉。在具体的应用方面，一种用于修复重金属污染土壤和提高土壤脱氢酶活性，将保藏编号为CGMCCNo.10843的微生物菌株接种于LB液体培养基或无机盐培养基中，培养10-18h，收集菌体加入到含有重金属的污染土壤中，或将菌体灭活后加入到含有重金属的污染土壤中，混合均匀。作为优选，所述LB液体培养基为0.8-1％蛋白胨，0.5-0.8％酵母粉，1-1.5％氯化钠，pH＝6.8～7.0。作为优选，所述无机盐培养基为0.1-0.2％KH2PO4，0.1-0.2％K2HPO4，0.05-0.1％NH4NO3，0.05-0.1％MgSO4，0.001-0.002％CaCl2，0.01-0.02％FeSO4·7H2O，pH＝6.8～7.2。作为优选，所述微生物菌株的接种量为0.5-1％。同时，一种用于修复重金属污染土壤和提高土壤脱氢酶活性的制剂，包含保藏编号为CGMCCNo.10843的微生物菌株或经过灭活的保藏编号为CGMCCNo.10843的微生物菌株。所述微生物菌株在修复剂中的菌株数量为以0.5-1％接种量接种至LB液体培养基或无机盐培养基中，培养10-18h的菌株数量。由以上技术方案可知，本专利技术从受重金属镉污染的土壤中筛选出一株洋葱伯克霍尔德氏菌，其能够将土壤中的可交换态镉钝化显著降低其含量，对镉具有极强的耐受性，对土壤扰动小，具有较强的生物修复功能，同时能够提高土壤脱氢酶的活性，能够应用于修复重金属污染土壤和提高土壤脱氢酶活性以及相关产品的制备中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复重金属污染土壤的微生物菌株，其特征在于，保藏编号为CGMCC No.10843。

【技术特征摘要】
1.一种修复重金属污染土壤的微生物菌株，其特征在于，保藏编号为
CGMCCNo.10843。
2.保藏编号为CGMCCNo.10843的微生物菌株在修复重金属污染土壤
和/或制备重金属污染土壤修复剂中的应用。
3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述重金属为重金属镉。
4.保藏编号为CGMCCNo.10843的微生物菌株在提高土壤中脱氢酶活
性和/或制备提高土壤脱氢酶活性制剂中的应用。
5.一种用于修复重金属污染土壤和提高土壤脱氢酶活性，其特征在于，
将保藏编号为CGMCCNo.10843的微生物菌株接种于LB液体培养基或无机
盐培养基中，培养10-18h，收集菌体加入到含有重金属的污染土壤中，或将
菌体灭活后加入到含有重金属的污染土壤中，混合均匀。
6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：何声宝，张威，罗安娜，刘楠，王英元，冯晓民，
申请(专利权)人：国家烟草质量监督检验中心，
类型：发明
国别省市：河南;41