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.10127。本发明专利技术从受重金属镉污染的土壤中筛选出一株蕈状芽孢杆菌，其能够将土壤中的可交换态镉钝化显著降低其含量，同时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，能够应用于修复重金属污染土壤和制备重金属污染修复材料中。
【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筛选方法和应用。
技术介绍
近年来，我国工业化和城镇化飞速发展。工业规模的不断扩大，住宅、公路、铁路及各类公共设施的建设等侵占了大量耕地，以至耕地面积急剧减少。而且大量可用耕地因工矿排污灌溉农田、农药化肥的大量施用以及固体废弃物的堆放等遭受污染，导致环境质量恶化，绿色植被受到侵蚀，农作物大量减产或具有毒性。重金属污染土壤具有隐蔽性，累积性，滞后性，一旦发生便很难恢复。目前，我国土壤受镉、镍、砷、铜、铅、汞等重金属污染严重，导致耕地土壤中有益菌大量减少，自净能力减弱，影响农作物的产量与品质。耕地是农业经济和生态环境可持续发展的必要条件，耕地资源的持续开发利用关系到国民经济及粮食安全问题，因此，耕地的保护及治理迫在眉睫。近年来，“镉大米”事件在南方地区多有发生。由于耕地土壤受到重金属镉的污染，导致稻米中镉含量超标。镉是人体非必需元素，具有一定的致癌和致突变性，少量进入人体便可通过生物放大和生物积累对人体产生一系列损伤，在人体内累积性，长期会导致急性肺炎、肺水肿，损害肾功能等。镉的水溶性强、活性大、毒性高、难降解，目前已成为农业环境中超标率最高的重金属污染物，镉污染耕地已涉及11个省25个地区，给人们的生活生产带来很多负面影响。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
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筛选方法和应用，所获得的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。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术利用液相富集法对镉钝化微生物菌株进行了筛选。（1）称取适量镉污染土壤样品加入到装有LB液体培养基的容器中，加入适量玻璃珠，在28~30℃、160~170rpm下振荡，获得土壤混合液；（2）将土壤混合液转入离心管，取离心后的上清液A作为镉钝化微生物的来源；（3）将步骤（2）获得的上清液A接种到含有镉的LB液体培养基中，在28~30℃、160~170rpm下振荡培养，培养完成后，离心，用无菌吸管吸取1-2mL上清液B转移接种至另一个含有镉的LB液体培养基中，在28~30℃下振荡培养，重复上述转移接种的操作3~5次，通过富集培养的方式对微生物菌株进行驯化，驯化完成后获得的菌液，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；（4）取步骤（3）获得的单菌落制成菌悬液，离心后取上清液C，将上清液C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、300 mg/L Cd2+的LB固体培养基上，28~30℃培养3~4天；该菌株在稀释10-6倍数时易于菌株单独分离，在100 mg/L Cd2+的LB固体培养基上能正常生长，培养后取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（TIANamp bacteria DNA kit）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，菌种所测得到的16S rDNA 序列部分（SEQ ID NO:1所示）与Bacillus（芽孢杆菌属）的16S rDNA 序列有100%的同源性，可确定菌属为Bacillus（芽孢杆菌属）；与已知菌种的匹配中，与 Bacillus mycoides (蕈状芽孢杆菌)的16S rDNA序列有100%的同源性；与Bacillus mycoides (蕈状芽孢杆菌)在RDP-II数据库中（S_ab score: 1.000），序列相似性最高；可确定菌种为Bacillus mycoides (蕈状芽孢杆菌)，命名为cd-M。所述微生物菌株已于2014年12月2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CGMCC No. 10127。本专利技术还提供了含有保藏编号为CGMCC No. 10127的微生物菌株的组合物。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菌液后土壤可交换态镉在10d内由36.49mg/kg降到0.78mg/kg；用水洗脱土壤，未检出Cd2+，这说明本专利技术菌株对土壤中的镉具有极强的钝化能力。此外，本专利技术所述菌株在水相中对镉具有极强的耐受性以及较强的钝化能力。基于上述技术效果，本专利技术还提出了保藏编号为CGMCC No. 10127的微生物菌株及含有上述微生物菌株的组合物在修复重金属污染土壤或制备重金属污染修复材料中的应用，其中，修复材料可用于修复水体或土壤中的重金属污染；作为优选，所述重金属为镉。在具体的应用方面，本专利技术提供了一种修复重金属污染土壤的方法，将保藏编号为CGMCC No. 10127的微生物菌株接种于微生物菌株培养基中，培养至对数生长期，获得菌液；将菌液加入含有重金属的污染土壤中，或将菌液用真空冷冻干燥机冻干后加入土壤中，混合均匀。作为优选，所述微生物菌株培养基为LB固体培养基、LB液体培养基、无机盐培养基或营养肉汤培养基。优选的，当所述微生物菌株培养基为LB液体培养基时，pH=6.8~7.0，包括以下重量百分比的组分：0.8~1.2%蛋白胨、0.4~0.6%酵母粉、0.8~1.2%氯化钠；当所述微生物菌株培养基为LB固体培养基时，pH=6.8~7.0，包括以下重量百分比的组分：0.8~1.2%蛋白胨、0.4~0.6%酵母粉、0.8~1.2%氯化钠、2~3%琼脂；当所述微生物菌株培养基为无机盐培养基时，pH=6.8~7.0，包括以下重量百分比的组分：0.1~0.2%KH2PO4、0.1~0.2%K2HPO4、0.1~0.2%NH4NO3、0.04~0.06%MgSO4、0.001~0.003%CaCl2、0.01~0.03%FeSO4•7H2O；当所述微生物菌株培养基为营养肉汤培养基时，pH=7.2~7.6，包括以下重量百分比的组分：0.8~1.2%蛋白胨、0.2~0.4%牛肉膏、0.3~0.6%氯化钠。更优选的，当所述微生物菌株培养基为LB液体培养基时，包括以下重量百分比的组分：1%蛋白胨、0.5%酵母粉、1%氯化钠；当所述微生物菌株培养基为LB固体培养基时，包括以下重量百分比的组分：1%蛋白胨、0.5%酵母粉、1%氯化钠、2~3%琼脂；当所述微生物菌株培养基为无机盐培养基时，包括以下重量百分比的组分：0.1%KH2PO4、0.1%K2HPO4、0.1%NH4NO3、0.05%MgSO4、0.001%CaCl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：该微生物菌株为蕈状芽孢杆菌，保藏编号为CGMCC No. 10127。
【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：该微生物菌株为蕈状芽孢杆菌，保藏编号为CGMCC No. 10127。2.如权利要求1所述的微生物菌株的筛选方法，包括以下步骤：（1）取镉污染土壤，加入LB液体培养基中，振荡混合，获得土壤混合液；（2）土壤混合液离心，取离心后的上清液A作为镉钝化微生物的来源；（3）将步骤（2）获得的上清液A接种到含有镉的LB液体培养基中，在28~30℃下振荡培养，培养完成后，离心，取上清液B转移接种至另一个含有镉的LB液体培养基中，在28~30℃下振荡培养，重复上述转移接种的操作3~5次，通过富集培养的方式对微生物菌株进行驯化，驯化完成后获得的菌液，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，分离出单菌落；（4）取步骤（3）获得的单菌落制成菌悬液，离心后取上清液C，上清液C进行梯度稀释，并涂布于含有50~300 mg/L Cd2+的LB固体培养基上，在28~30℃培养3~4天，比较菌株的生长状况，从中筛选出目标微生物菌株。3.含有权利要求1所述的微生物菌株的组合物。4.权利要求1所述的微生物菌株或权利要求3所述的组合物在修复重金属污染土壤或制备重金属污染修复材料中的应用。5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述重金属为镉。6.一种修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：将权利要求1所述的微生物菌株接种于微生物菌株培养基中，培养至对数生长期，获得菌液；将菌液加入含有重金属的污染土壤中混合均匀，或将菌液用真空冷冻干燥机冻干后加入土壤中，混合均匀。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述微生物菌株培养基为LB固体培养基、LB液体培养基、无机盐培养基或营养肉汤培养基。8.根据权利要求7所述的方法，其特...
【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，林北森，王五权，韦忠，高华军，赖洪敏，周文亮，姚彬，罗刚，刘春萍，韦陈鹰，
申请(专利权)人：中国烟草总公司广西壮族自治区公司，国家烟草质量监督检验中心，广西壮族自治区烟草公司百色市公司，
类型：发明
国别省市：广西;45
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