一种合成菌群及其构建方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种合成菌群及其构建方法、应用，本发明专利技术的构建方法根据稀土尾矿优势修复植物五节芒在高氨氮与低氨氮尾矿土壤中的根际16S rDNA高通量测序信息；筛选高氨氮尾矿土壤中五节芒根际特异富集的细菌及相对丰度大于0.1％的细菌、根际促生菌。初步确定合成菌群的成员菌株，再通过测定分析各成员菌株的硝化、反硝化能力、生长规律、相互作用对合成菌群进行优化配置。本发明专利技术的合成菌群能够在稀土尾矿高氨氮土壤中稳定定殖，促进尾矿修复植物生长及氮素吸收，显著降低尾矿土壤氨氮含量，并提升尾矿土壤微生物活性。提升尾矿土壤微生物活性。提升尾矿土壤微生物活性。

【技术实现步骤摘要】
一种合成菌群及其构建方法、应用


[0001]本专利技术属于生物技术与环境修复
，具体涉及一种合成菌群及其构建方法、应用。

技术介绍

[0002]离子型稀土矿主要分布在我国南方，中重稀土含量高，以离子吸附态存在，是一种不可再生的重要战略资源。但浸矿剂硫酸铵的大量使用引发了矿区土壤及水体氮化物持续严重污染。此外，硫酸铵溶液长时间浸泡山体，通过侧渗和毛细管作用损害地表植被，造成植被根系萎缩，生长受限，逐步丧失固土保水的作用，导致尾矿的滑坡和塌方，进一步加剧氨氮流失风险。
[0003]植被恢复与重建是实现离子型稀土尾矿生态修复的重要途径，也是截留和转化残留氨氮的重要措施。其中，微生物的硝化、反硝化作用是引起氨氮转化去除的关键过程。植物能够从土壤中选择性招募特定功能微生物或丰富其相关群落，是植物提高自身对土壤氮素利用效率的一种有效策略。相关技术中并无采用特定功能微生物修复稀土尾矿生态的相关研究和报道。

技术实现思路

[0004]针对现有技术所存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种可增强植物生物量累积，促进植物氮吸收量去除尾矿土壤残留氨氮的人工合成菌群及其构建方法。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种合成菌群，所述合成菌群由以下微生物菌种组成：Burkholderia diffusa、Burkholderia contaminans、Burkholderia territorii、Burkholderia stabilis、洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)、Paraburkholderia ginsengiterrae、藤黄短小杆菌(Curtobacterium luteum)、信州雷夫松氏细菌(Leifsonia shinshuensis)、Sinomonas soli、Sinomonas flava、Achromobacter insuavis。
[0006]进一步地，所述微生物菌种来自离子型稀土尾矿高氨氮土壤中定居的五节芒根系及根际。
[0007]本专利技术还提供了一种合成菌群的构建方法，包括以下步骤：
[0008](1)分离筛选离子型稀土尾矿高浓度氨氮土壤中生长的五节芒根系及根际细菌；
[0009](2)分别提取稀土尾矿高氨氮与低氨氮土壤中生长的五节芒根际微生物组DNA，采用高通量测序获得在高氨氮土壤中相对丰度显著高于低氨氮土壤中的五节芒根际细菌类群(差异倍数>2倍；p<0.05)；
[0010](3)在步骤(2)所获得的高通量测序结果中，筛选五节芒根际相对丰度大于0.1％的细菌类群，即为五节芒根际优势细菌类群；
[0011](4)筛选出步骤(1)和(2)及步骤(1)和(3)获得的细菌类群中相同的细菌种，每一菌种挑选1个代表菌株；
[0012](5)添加步骤(1)所获得菌株中具有较好促植物生长活性的菌株；
[0013](6)测定分析步骤(4)(5)中所获得菌株的硝化、反硝化能力、生长规律及相互作用，优化配置后，等比例混合为所述的人工合成菌群。
[0014]进一步地，所述步骤(1)、步骤(2)中获得的细菌类群中的共有细菌种包括6种：Burkholderia contaminans、Burkholderia territorii、Burkholderia stabilis、洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)、藤黄短小杆菌(Curtobacterium luteum)、信州雷夫松氏细菌(Leifsonia shinshuensis)。
[0015]进一步地，所述步骤(2)中，五节芒根际细菌类群为五节芒根系在高浓度氨氮尾矿土壤中特异招募的细菌类群。
[0016]进一步地，所述步骤(3)中，五节芒根际优势细菌类群为五节芒根际优势细菌类群。
[0017]进一步地，所述步骤(1)、步骤(3)中获得的细菌类群中的共有细菌种包括10种：Burkholderia contaminans、Burkholderia territorii、Burkholderia stabilis、洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)、Burkholderia diffusa、藤黄短小杆菌(Curtobacterium luteum)、信州雷夫松氏细菌(Leifsonia shinshuensis)、Sinomonas soli、Sinomonas flava、Paraburkholderia ginsengiterrae。
[0018]进一步地，所述步骤(5)中具有较好促植物生长活性的菌株为Achromobacter insuavis，具有产ACC脱氨酶、固碳、解磷和产铁载体活性。
[0019]进一步地，所述步骤(6)中的人工合成菌群为：Burkholderia diffusa、Burkholderia contaminans、Burkholderia territorii、Burkholderia stabilis、洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)、Paraburkholderia ginsengiterrae、藤黄短小杆菌(Curtobacterium luteum)、信州雷夫松氏细菌(Leifsonia shinshuensis)、Sinomonas soli、Sinomonas flava、Achromobacter insuavis。
[0020]本专利技术还提供了一种合成菌群的应用，用于降低离子型稀土尾矿土壤氨氮含量。
[0021]本专利技术还提供了一种合成菌群的应用，用于提高稀土尾矿土壤微生物活性。
[0022]本专利技术还提供了一种合成菌群的应用，用于促进稀土尾矿中植物生长、增强植物氮吸收量。
[0023]采用本专利技术的技术方案带来的有益效果是，一种合成菌群，由11种菌种组成，分离自赣南离子型稀土尾矿高氨氮土壤中定居的五节芒根系及根际；具有硝化、反硝化、固碳、促进植物生长等多种功能。本专利技术利用植物根系
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土壤
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微生物之间的协同效应，采用“自下而上”的方法，通过筛选五节芒根际优势微生物类群、高氨氮胁迫下根系特异招募的微生物类群及根际促生功能菌，人工构建合成菌群；本专利技术的人工合成菌群具有功能互补、多样性丰富、生长规律一致、相互作用协同、稳定定殖等优势。采用施加本专利技术的人工合成菌群能够通过显著提高修复植物生物量及氮吸收量降低尾矿土壤氨氮，在去除稀土尾矿土壤残留氨氮、促进尾矿修复植物生长、加快稀土尾矿生态修复进程方面具有广阔的应用前景，对实现离子型稀土矿山绿色可持续发展具有重要意义。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例的合成菌群在稀土高氨氮尾矿土壤中施加对植物生长的影
响；
[0025]图2是本专利技术实施例的合成菌群在稀土高氨氮尾矿土壤中施加对植物地上及地下生物量的影响；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成菌群，其特征是，所述合成菌群由以下微生物菌种组成：Burkholderia diffusa、Burkholderia contaminans、Burkholderia territorii、Burkholderia stabilis、洋葱伯克霍尔德菌、Paraburkholderia ginsengiterrae、藤黄短小杆菌、信州雷夫松氏菌、Sinomonas soli、Sinomonas flava、Achromobacterinsuavis。2.根据权利要求1所述的一种合成菌群，其特征是，所述微生物菌种来自离子型稀土尾矿高氨氮土壤中定居的五节芒根系及根际。3.根据权利要求1所述的一种合成菌群的构建方法，其特征是，包括以下步骤：(1)分离筛选离子型稀土尾矿高浓度氨氮土壤中生长的五节芒根系及根际细菌；(2)分别提取稀土尾矿高氨氮与低氨氮土壤中生长的五节芒根际微生物组DNA，采用高通量测序获得在高氨氮土壤中相对丰度显著高于低氨氮土壤中的五节芒根际细菌类群；(3)在步骤(2)所获得的高通量测序结果中，筛选五节芒根际相对丰度大于0.1％的细菌类群；(4)筛选出步骤(1)和(2)及步骤(1)和(3)获得的细菌类群中相同的细菌种，每一菌种挑选1个代表菌株；(5)添加步骤(1)所获得菌株中具有较好促植物生长活性的菌株；(6)测定分析步骤(4)(5)中所获得菌株的硝化、反硝化能力、生长规律及相互作用，优化配置后，等比例混合为所述的人工合成菌群。4.根据权利要求3所述的一种合成菌群的构建方法，其特征是，所述步骤(1)、步骤(2)中获得的细菌类群中的共有细菌种包括6种：Burkholderia contaminans、Burkholderia territorii、Burkholderia s...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔召玉，吴兰，裴柯，叶俊，王滨花，刘以珍，贺勇，马燕天，段星至，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：