[發(fā)明專利]一種緩解重金屬鎘對(duì)根系促生長菌毒性的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610088623.8
• 申請(qǐng)日: 2016-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN105602884A
• 公開（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐秋曼;趙朝宇;程景勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/38
• 分類號(hào): C12N1/38;C12N1/20;C12R1/07
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

本發(fā)明得到-天津市自然科學(xué)基金13JCYBJC25500資助。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種緩解重金屬鎘對(duì)根系促生長菌毒性的方 法。

背景技術(shù)

解淀粉芽孢桿菌能夠促進(jìn)植物的生長。植物根系促生菌能夠幫助植物在重金屬污 染的環(huán)境中減少重金屬對(duì)植物的毒害作用。解淀粉芽孢桿菌就是植物根系促生菌中的一 種。它能夠影響植物根系的生長發(fā)育。例如：解淀粉芽孢桿菌SQR9，在黃瓜的根系中，能夠保 護(hù)植物免于病原菌的侵襲。與微生物相關(guān)的植物修復(fù)方法被廣泛應(yīng)用于降低重金屬環(huán)境污 染對(duì)植物產(chǎn)量的影響，植物根系促生菌解淀粉芽孢桿菌能吸附污染環(huán)境中的重金屬鎘，同 時(shí)鎘對(duì)菌株的生長有一定的抑制作用，為了能讓菌株更好的吸附鎘，并促進(jìn)植物的生長和 抑制病原菌的繁殖，所以在本實(shí)驗(yàn)中，重金屬鎘對(duì)解淀粉芽孢桿菌的生長隨著濃度增加毒 害作用逐漸增強(qiáng)。而適宜濃度的稀土元素鈰能夠促進(jìn)菌株的生長，所以利用兩者的特性來 添加適宜濃度的鈰來緩解鎘對(duì)植物根系促生菌解淀粉芽孢桿菌的影響，目前的技術(shù)主要是 并未使用到我國盛產(chǎn)的稀土元素，而本身稀土元素對(duì)環(huán)境影響較化學(xué)農(nóng)藥來說，對(duì)環(huán)境的 再污染程度較低，可以防止在促進(jìn)農(nóng)作物生長的同時(shí)降低對(duì)環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容

由于目前重金屬的土壤，水里的大量存在，其中重金屬鎘污染的環(huán)境更加突出，所 以提出此想法來緩解鎘對(duì)植物促生菌的影響。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種緩解重金屬鎘對(duì)根系促生長菌毒性的方法，包括 如下步驟：

（1）種子培養(yǎng)：解淀粉芽孢桿菌(Bacillusamyloliquefaciens）HM618保藏編號(hào)為 (CGMCC7097)在種子培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)24h。所述的種子培養(yǎng)基成分以g/L計(jì)：葡萄糖 60，酵母粉10，蛋白胨10，氯化鈉5，牛肉膏10，121℃蒸汽滅菌20min；

（2）發(fā)酵培養(yǎng)：按轉(zhuǎn)接發(fā)酵后的初始0D值為0.1為基礎(chǔ)接種到100ml的發(fā)酵培養(yǎng)基中， 其中重金屬鎘和稀土元素鈰按終濃度配制母液，溫度為37℃，轉(zhuǎn)速為200rpm條件下發(fā)酵 培養(yǎng)，不同實(shí)驗(yàn)組添加硝酸鈰銨和氯化鎘溶液的時(shí)間不同，分別為發(fā)酵0h添加適宜濃度的 硝酸鈰銨溶液，8h添加高濃度40、80、160mg/L的重金屬鎘溶液，發(fā)酵8h添加適宜濃度的 硝酸鈰銨溶液，發(fā)酵0h添加適宜濃度的硝酸鈰銨溶液和8h添加高濃度40、80、160mg/L的 重金屬鎘溶液，以及8h添加高濃度40、80、160mg/L的重金屬鎘溶液和發(fā)酵8h添加適宜濃 度的硝酸鈰銨溶液。當(dāng)發(fā)酵培養(yǎng)基中葡萄糖濃度降低至0g/L時(shí)，即發(fā)酵96h時(shí)發(fā)酵結(jié)束。 所述發(fā)酵培養(yǎng)基由下述成分以g/L計(jì)組成：葡萄糖60，酵母粉5，蛋白胨5，氯化鈉5，磷酸氫 二鉀3，磷酸二氫鉀3，氯化鉀0.5，硫酸鎂0.5，pH自然。

本發(fā)明涉及的解淀粉芽孢桿菌（Paenibacilluspolymyxa），命名為Bacillus amyloliquefaciensHM-618。并保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心， （ChinaGeneralMicrobiologicalCultuerCollectionCentre）進(jìn)行保藏，保藏地址：北 京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國科學(xué)院微生物研究所，郵政編碼：100101，保藏號(hào): CGMCC7097，保藏時(shí)間2013-01-08。

本發(fā)明進(jìn)一步公開了緩解重金屬鎘對(duì)根系促生長菌毒性方法在添加稀土元素鈰緩解 高濃度重金屬鎘對(duì)解淀粉芽孢桿菌的毒害方面的應(yīng)用。其中添加稀土元素指的是1mg/L的 硝酸鈰銨溶液在促進(jìn)解淀粉芽孢桿菌生長方面的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明重金屬鎘對(duì)解淀粉芽 孢桿菌的生長具有抑制作用，且隨濃度的升高，菌株需要更長時(shí)間來適應(yīng)高濃度的氯化鎘 溶液。1mg/L的硝酸鈰銨溶液能夠促進(jìn)解淀粉芽孢桿菌的生長。發(fā)酵初始添加的硝酸鈰銨 溶液能夠緩解發(fā)酵8小時(shí)添加的氯化鎘對(duì)解淀粉芽孢桿菌的毒害作用。

本發(fā)明是利用了0.5~50mg/LCe⁴⁺能夠促進(jìn)解淀粉芽孢桿菌的生長，而40、80、160 mg/LCdCl₂會(huì)抑制菌株的生長，菌株生長發(fā)育受阻，同時(shí)就會(huì)影響糧食作物的生長發(fā)育，所 以嘗試外源添加稀土元素鈰緩解高濃度重金屬鎘對(duì)解淀粉芽孢桿菌的毒害，本研究找到了 鎘和鈰的最佳添加時(shí)間(鎘在發(fā)酵8小時(shí)后添加，硝酸鈰銨在發(fā)酵初始添加)，來提高緩解效 率。