本发明专利技术属于农业微生物领域，公开了一株具有良好解磷能力的真菌及其在重金属污染修复中的应用，其分类命名为黑曲霉(Aspergillus niger)，菌株编号为JXZ01。该菌株已于2018年7月19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(CGMCC)，保藏号为CGMCC_No.15994。该菌株不仅可以通过分泌多种有机酸达到分解磷酸三钙、磷酸铁、磷酸铝和磷矿石并释放可溶性磷酸盐的目的，同时还可以通过分泌酸性磷酸酶以及植酸酶达到分解卵磷脂和植酸钙，并同时释放可溶性磷酸盐的效果。该菌株对重金属Cu、Pb、Cr和Zn等具有良好的耐受能力和修复效果，具有应用于土壤重金属污染修复领域的潜力。
【技术实现步骤摘要】
一株具有多种难溶性磷源分解能力的黑曲霉JXZ01的分离及应用
本专利技术属于农业微生物领域，具体地说涉及一株具有多种难溶性磷源分解能力的黑曲霉JXZ01的分离筛选及应用。
技术介绍
磷元素是植物所必须的三大营养元素之一。参与植物体基本生理代谢活动并构成植物体细胞最重要组份的RNA、DNA、磷脂质以及三磷酸腺苷等物质都含有磷元素(赵琼,2005)。有研究表明，磷元素的缺乏会导致植物体出现出芽缓慢、叶片黄化、易受到植物病原菌侵染以及产量降低的现象。由此可见，土壤中可供植物直接吸收利用的磷素(速效磷)含量对植物的生长发育具有重要的影响。提高土壤中速效磷含量对于农作物增产具有重要的意义。我国目前约有74％的耕地土壤存在磷素缺乏的问题(吉蓉,2013)。土壤中的磷元素大部分以含磷矿物和金属螯合物的形态存在，含磷矿物有羟基磷灰石、氟基磷灰石和氯磷灰石等；金属鳌合态的磷在酸性土壤中主要以铝磷和铁磷为主，而在中性或碱性土壤中则以钙磷为主。土壤中难溶性无机磷的含量约占据土壤全磷含量的50％～80％之间(刘建玲,2000)；然而，可供植物所直接吸收利用的速效磷含量则相对较低。此外，土壤中约有10％～15％的难溶性磷以有机磷的形态存在，有机磷的主要类型包括有植酸盐、磷脂质、核苷酸和磷酸糖类等。从环境学角度来看，这些有机磷类物质在水体中过多富集还会增加水体富营养化的风险。在过去的几十年中，施用化学磷肥一般视为解决土壤磷素缺乏的首选方案。然而，化学磷肥通常面临利用效率低下的问题，有研究表明，施入土壤中的70％～90％磷素会迅速与土壤中的金属阳离子发生螯合作用而沉淀下来，最终不能被植物所直接吸收利用。此外，长期施用化肥还会导致土壤结构破坏以及土壤生态系统发生退化；而且，长期施用化肥还会导致土壤酸化和肥料中的重金属在土壤中的持续积累，增加土壤重金属污染的风险。目前重金属污染的修复方法有物理修复、化学修复以及生物修复等(串丽敏，2014)。其中物理/化学修复技术很容易造成土壤二次污染，并且成本较高；利用生物修复技术，特别是微生物修复技术，通过微生物的吸收、沉淀、氧化和还原等作用实现对重金属转化为无毒或低毒物质的手段具有成本低、无污染的特点(刘海华，2017；赵茜，2018)。溶磷微生物是一类可以通过分泌有机酸来达到分解释放难溶性无机磷酸盐中可溶性磷酸根离子的微生物功能类群，由于溶磷微生物具有来源广、成本低和无污染的优点，通常作为制备微生物菌肥以及替代传统化肥的优选材料。目前筛选溶磷微生物常用的无机磷源为磷酸三钙(Ca3(PO4)2)，种类较为单一。而且由于对溶磷微生物在土壤中的定殖状态以及功能效应相关的研究较少，一些溶磷微生物添加到土壤中易出现效益不稳定的现象。鉴于上述存在的问题，选用不同的难溶性有机/无机磷源来筛选和评价溶磷微生物，同时对溶磷微生物在土壤中的定殖动态以及溶磷能力进行动态监测，对筛选高效溶磷微生物，指导溶磷微生物菌肥田间施用措施以及提高菌肥利用效率具有重要的意义。此外，检测溶磷微生物的重金属耐受能力与重金属吸附或钝化效果，对扩大溶磷微生物的应用范围，提供新型重金属污染生物修复技术等方面都具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题如下：首先，是提供一株具有多种难溶性磷源分解能力的溶磷菌，用于制备微生物菌肥，也可用于降解磷脂类环境污染物。其次，是检测该溶磷菌在潮土和黄棕壤中的定殖动态和溶磷能力，为该溶磷菌及其微生物菌肥的田间应用提供理论指导。最后，是检测该溶磷菌对不同重金属的耐受能力与清除效率，为重金属生物修复技术提供新型生物材料和方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术所提供的方案之一，是提供一株具有多种难溶性磷源分解能力的溶磷真菌。该菌株经鉴定为黑曲霉(Aspergillusniger)，菌株编号为JXZ01，该菌株目前保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：中国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，邮编：100101)，保藏日期为2018年7月19日，保藏编号为CGMCC_No.15994。该菌株是由专利技术人于2016年4月从南京市江心洲(118.71°E,32.01°N)采集的非耕地潮土中分离得到，采样深度为0～20cm。本专利技术所述的溶磷真菌JXZ01，其ITSrDNA基因上有效长度约为600bp的核苷酸序列，ITSrDNA序列如SEQIDNo.：1所示。将该序列输入GenBank，用BLAST软件与数据库序列进行比对分析，结果显示该菌株与黑曲霉(Aspergillusniger)的相似度最高，为100％。基于ITSrDNA基因的系统发育结果，该菌株JXZ01鉴定为黑曲霉的一个新种。本专利技术所提供的方案之二，是所述的溶磷菌JXZ01在土壤中的应用，优选的是在潮土或黄棕壤中的应用。更具体的，本专利技术所述的溶磷菌JXZ01在土壤溶磷中的应用。进一步的，本专利技术所述的应用，微生物活菌按照(0.5～5)×109CFU·g-1(干土)的接种量，更优选为(0.5～2)×109CFU·g-1(干土)。进一步的，本专利技术所述的溶磷菌JXZ01在降解难溶性磷源中的应用。本专利技术所述的溶磷真菌JXZ01的溶磷能力较强，能够分解包括但不限于磷酸三钙(Ca3(PO4)2)、磷酸铝(AlPO4)、磷酸铁(FePO4)、氟基磷灰石(FAp)、卵磷脂与植酸钙等多种难溶性磷源，并释放可溶性磷。在Ca3(PO4)2为磷源条件下，JXZ01的可溶性磷释放量最大可达770.51mg·L-1；在AlPO4为磷源条件下，该菌株可溶性磷释放量最大可达431.26mg·L-1；在FePO4为磷源条件下，该菌株可溶性磷释放量最大可达209.52mg·L-1；在FAp为磷源条件下，该菌株可溶性磷释放量最大可达4.24mg·L-1；在卵磷脂为磷源条件下，该菌株可溶性磷释放量最大可达35.73mg·L-1；在植酸钙为磷源条件下，该菌株可溶性磷释放量最大可达196.07mg·L-1。该菌株分解难溶性无机磷主要通过释放有机酸，包括草酸、葡萄糖酸、酒石酸、甲酸、苹果酸、2-酮戊二酸、乙酸、柠檬酸与琥珀酸；分解难溶性有机磷主要通过分泌酸性磷酸酶或植酸酶。本专利技术所提供的方案之三，是所述的溶磷菌JXZ01在修复重金属污染中的应用。本专利技术还提供所述的溶磷菌JXZ01在土壤重金属污染修复中的应用。所述的重金属包括但不限于铅(Pb2+)、铜(Cu2+)、镉(Cd2+)、铬(Cr3+)和锌(Zn2+)；特别地，该菌株对Cu2+、Cr3+、Pb2+和Zn2+的耐受能力较强，对Pb2+和Cu2+的吸附/钝化能力较好。本专利技术还提供了溶磷菌JXZ01在制备微生物肥料中的应用。本专利技术还提供一种微生物肥料，该微生物肥料包括本专利技术所述的溶磷菌JXZ01。有益效果：本专利技术所述的一株溶磷菌可以利用和分解多种难溶性的有机/无机磷源，而且在土壤培养条件下依然表现出良好的定殖能力和溶磷能力。此外，所述的溶磷菌对Pb2+和Cu2+等重金属的耐受能力和修复能力较高。该菌株在培养过程中未见产生有毒或有害的分泌物，同时该菌株不会对植物产生病害，对人畜的致病性较小。在微生物菌肥研发和开发新型重金属修复
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【技术保护点】
1.一株溶磷菌菌株JXZ01，保藏编号为CGMCC_No.15994。
【技术特征摘要】
1.一株溶磷菌菌株JXZ01，保藏编号为CGMCC_No.15994。2.根据权利要求1所述的菌株JXZ01在土壤溶磷中的应用。3.根据权利要求1所述的菌株JXZ01在降解难溶性磷源中的应用。4.根据权利要求1所述的菌株JXZ01在降解磷酸三钙、磷酸铝、磷酸铁、氟基磷灰石、卵磷脂和/或植酸钙中的应用。5.权利要求1所述的菌株JXZ01在修复重金属污染中的应用，优选的在铅、铜、镉、铬和/或锌引起的污染修复中的应用。6.权利要求1所述的菌株JXZ0...
【专利技术属性】
技术研发人员：李辉信，李春楷，焦加国，武俊，胡锋，
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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