一种提高重金属有效性的细菌D10及其应用制造技术

技术编号:17770059 阅读:46 留言:0更新日期:2018-04-21 22:53
本发明专利技术公开了一种提高重金属有效性的细菌D10及其应用。一种提高重金属有效性的细菌D10,分类命名为Sinorhizobium meliloti D10,保藏于中国典型培养物保藏中心,菌种保藏号为CCTCC NO:M 2016554。以D10菌株为原料,经培养基活化后制备成菌悬液。在矿区重金属污染土壤中,接种D10菌悬液可以增加促进能源植物生长,增加植物根际土壤提取态铜含量,提高植物根中铜含量和铜总吸收量。接种D10处理的苜蓿和黑麦草可以用于重金属污染土壤的固定修复,接种D10处理的甜高粱既可以进行固定修复又可以进行提取修复。并且接种D10菌悬液后,植物根际微生物产IAA含量增加,土壤肥力提升。

【技术实现步骤摘要】
一种提高重金属有效性的细菌D10及其应用
本专利技术属于农业技术和环境污染治理应用领域,涉及一种提高重金属有效性的细菌D10及其应用。
技术介绍
近年来由于矿山开采活动导致的农田重金属污染,对食品安全和人类健康造成了严重的影响。植物修复是一种能够实现对重金属污染治理的环境友好型治理措施。但是大部分的超富集植物由于其农业生产要求太苛刻而难以野外种植,同时生物产量亦比较小,从而限制了超富集植物大规模的农田实践应用。利用具有生物产量高、生长速度快、重金属耐受能力强的能源植物(如甜高粱)作为植物提取材料是可行的。根瘤菌不仅能够与豆科植物共生固氮,为豆科植物提供氮素营养,还具有一般促生细菌的特性,如分泌IAA、铁载体、ACC脱氨酶,从而促进植物的生长。有些根瘤菌可以产生有机酸等物质活化土壤中的重金属,从而促进植物对重金属的吸收。已有研究主要利用根瘤菌-豆科植物共生固氮作用,例如Carrasco等(2005)研究发现,在重金属污染土壤中接种菌株SinorhizobiummelilotiAlf12后紫花苜蓿生长良好,氮素含量有所提高。Fan等(2012)发现在Cu胁迫下接种菌株S.melilotiCCNWSX0020,使苜蓿的生物量增加了78.2%,且植物体内重金属含量增加了39.3%。但草本苜蓿的生物总量小,不适合植物提取修复。因此,在矿区废弃地、污染土壤等边际土壤上引种生物量大、能大面积栽种和推广的植物(如甜高粱、黑麦草等),接种合适的植物促生根瘤菌,提高能源植物生产高生物量,固定或提取重金属,改良土壤质量,改善生态环境。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术存在的问题,提供一种提高重金属有效性的细菌D10及其应用。本专利技术的目的可通过如下技术方案实现:一种提高重金属有效性的细菌D10,分类命名为SinorhizobiummelilotiD10,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏日期为2016年10月10日,菌种保藏号为CCTCCNO:M2016554。菌落圆形,半透明,湿润,有粘液。菌体短杆状,无芽孢,产荚膜。能够利用葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖、麦芽糖和乳糖为碳源,精氨酸脱羧酶、鸟氨酸脱羧酶和赖氨酸脱羧酶阳性,利用柠檬酸盐。好氧,最适生长温度为25-30℃,最适pH为6.5-7.5。所述的提高重金属有效性的细菌D10在促进能源植物生长和/或联合能源植物改良重金属污染土壤中的应用。所述的提高重金属有效性的细菌D10在提高能源植物根际重金属有效性中的应用。所述的提高重金属有效性的细菌D10在提高根际土壤肥力的应用。所述的提高重金属有效性的细菌D10在提高能源根际土壤转化酶和脲酶中的应用。所述的提高重金属有效性的细菌D10在提高能源土壤有机质含量的应用。所述的提高重金属有效性的细菌D10在增加能源植物根中铜含量的应用。所述的植物促生细菌D10在增加能源植物吸收铜总量的应用。所述的植物促生细菌D10在提高能源根际土壤微生物产IAA含量的应用。所述的提高重金属有效性的细菌D10联合黑麦草或甜高粱在改良重金属污染土壤的应用。有益效果本专利技术筛选到一株不只能够促进苜蓿生长、吸收根际重金属的根瘤菌SinorhizobiummelilotiD10,而且该根瘤菌还能够促进在重金属污染土壤中生物量更大的甜高粱和黑麦草的生长、吸收根际重金属、提高土壤重金属的有效性。本专利技术所述的SinorhizobiummelilotiD10菌株在促进植物生长和提高植物重金属含量的应用。与现有技术相比有如下优点:(1)本专利技术所述的SinorhizobiummelilotiD10能产生吲哚乙酸,IAA最高产量可达54mg/L。(2)SinorhizobiummelilotiD10菌株能够耐受150mg/LCu2+、50mg/LCd2+和750mg/LPb2+离子。(3)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的苜蓿根和地上部的干重分别显著增加78.1%和72.2%(p<0.05),甜高粱根和地上部干重分别显著增加28.6%和39.3%(p<0.05)。(4)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的甜高粱根际土壤中DTPA态Cu含量增加显著了29.1%(p<0.05)。(5)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的苜蓿根际醋酸铵提取态Cu含量显著提高了32.9%(p<0.05)。(6)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的苜蓿根和地上部Cu总吸收量分别显著增加1.1倍和1.0倍,甜高粱根和地上部Cu总吸收量分别显著增加34.9%和30.0%。(7)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的苜蓿和黑麦草可以用于重金属污染土壤的固定修复,接种SinorhizobiummelilotiD10处理的甜高粱既可以进行固定修复又可以进行提取修复。(8)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的黑麦草根际土壤中转化酶活性显著增加了35.2%。(9)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的甜高粱根际脲酶活性显著增加了22.4%。(10)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的苜蓿和甜高粱根际土壤中微生物产IAA的总量显著增加,增幅分别为74.2%和42.5%。(11)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的甜高粱根际土壤中水溶性糖含量显著增加了22.6%。(12)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的苜蓿根际土壤中速效P含量显著增加了26.6%。(13)接种SinorhizobiummelilotiD10处理的苜蓿和甜高粱根际土壤中有机质含量显著增加了18.5%和18.3%。生物样品保藏信息植物促生细菌D10,分类命名为苜蓿中华根瘤菌D10(SinorhizobiummelilotiD10),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日,菌种保藏号为CCTCCNO:M2016554。具体实施方式下面结合具体实施方式,对本专利技术的权利要求做进一步的详细说明,但不构成对本专利技术的任何限制,任何人在本专利技术权利要求保护范围之内所做的有限次的修改,仍在本专利技术的权利要求保护范围之内。以下实施例中除特例说明外,均为本领域内的常规实验方法和操作步骤。实施例1本专利技术耐重金属的植物促生细菌D10菌株从生长于重金属污染土壤的苜蓿(MedicogosativaL.)根瘤中分离纯化得到,分离鉴定方法如下:将苜蓿从土壤中轻轻拔出,抖落根部松散土壤并用水冲洗干净。选取主根上饱满、直径大的粉红色根瘤,用剪刀连根剪下。将剪下的根瘤放入去离子水中浸泡4-5min,去掉其残留的杂质,用75%乙醇浸泡消毒2-3min,水洗2-3次,3%NaClO溶液浸泡5min,最后用无菌去离子水清洗5-7次。在无菌操作条件下,将表面消毒的根瘤放入含有0.3%刚果红的YMA固体平板[甘露醇10.0g,酵母粉1.0g,MgSO4·7H2O0.2g,K2HPO40.5g,NaCl0.1g,无水CaCl20.05g,Rh微量元素液4.0ml(H3BO3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高重金属有效性的细菌D10,分类命名为苜蓿中华根瘤菌D10(Sinorhizobium meliloti D10),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日,菌种保藏号为CCTCC NO:M 2016554。

【技术特征摘要】
1.一种提高重金属有效性的细菌D10,分类命名为苜蓿中华根瘤菌D10(SinorhizobiummelilotiD10),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址为中国武汉武汉大学,保藏日期为2016年10月10日,菌种保藏号为CCTCCNO:M2016554。2.权利要求1所述的提高重金属有效性的细菌D10在促进能源植物生长和/或联合能源植物改良重金属污染土壤中的应用。3.权利要求1所述的提高重金属有效性的细菌D10在提高能源植物根际重金属有效性中的应用。4.权利要求1所述的提高重金属有效性的细菌D10在提高根际土壤肥...

【专利技术属性】
技术研发人员:何琳燕盛下放王琪严警
申请(专利权)人:南京农业大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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