[發明專利]一株砷氧化菌在降低稻米三價砷污染中的應用

有效

• 申請號: 201711296432.1
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107841477B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 楊桂娣;邱宗清;帥培育;葉惠閩;王開騰;楊孝軍;林文雄
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/02;C09K17/32;C12R1/025;C09K101/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明提供一株砷氧化菌及其在降低稻米三價砷污染中的應用，所述菌為木糖氧化無色桿菌(Achromobacter xylosoxidans)YYS001，該菌株于2017年8月31日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，其保藏號為CGMCC NO.14583。該菌株可以顯著加速三價砷污染稻田土壤溶液中高毒性三價砷的氧化速率，抑制高毒性三價砷污染物從污染土壤向水稻籽粒的遷移，在降低稻米三價砷污染方面具有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于環境化學和環境微生物技術領域，具體涉及一株砷氧化菌及其在降低稻米三價砷污染中的應用。

背景技術

稻田土壤重金屬污染已成為人們普遍關注的焦點。研究顯示，我國已有近2000萬公頃耕地受到鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染，面積接近全國耕地總面積的1/5。據報道，目前世界范圍內亞洲國家砷污染最為嚴重，特別是孟加拉國、印度、中國等。湖南郴州工業區附近的稻田砷含量最高達866 mg/kg，臺灣、山西、新疆、內蒙古等地區的地下水中砷污染物濃度甚至高達2 mg/L。由于農田砷污染的不斷加劇、水稻淹水耕作的條件及其自身的生理特性，農田水稻在種植過程中不斷吸收水體及土壤中的砷元素并在植株體內富集加重，稻米砷污染正引起世界各國的普遍關注。

砷是毒性很強的類金屬元素，長期接觸砷可以導致肺、外周神經、皮膚或心血管損傷，長期食用砷污染的稻米會引起皮膚癌、膀胱癌、肝癌或肺癌。大量研究表明，稻田土壤中砷污染物的濃度及存在形態會直接影響水稻對砷的吸收富集等特性，砷污染區大米累積的砷污染物濃度顯著高于非污染區。農田淹水種植情況下，稻田土壤溶液中的砷污染物主要以高毒性三價砷形態存在，中國稻米累積的砷污染物主要是無機砷，特別是高毒性的三價砷。全世界有50%的人口以稻米為主食，降低稻米砷污染已成為國內外研究的重點。

當前國內外對于開展稻田土壤中砷的形態轉化研究以降低稻米砷污染的方法有化學轉化法和微生物轉化法?；瘜W轉化法主要是利用土壤pH值、氧化還原電位或者共存元素實現對高毒性三價砷的氧化或者配位，如：氧、鐵、錳、磷、硫、有機質等。研究表明，隨著土壤pH值或者氧化還原電位的降低，土壤中有效態砷濃度將增大，且土壤中無機砷主要以高毒性三價砷存在，增加了砷污染物在水稻體內的遷移和富集。水稻根際泌氧、有氧栽培及土壤中存在的Fe、Mn等氧化性物質會氧化三價砷成五價砷，五價砷可以吸附在土壤表面或者與Fe、Mn配位結合后被固定在土壤中，從而被抑制遷移；低磷、高硫有助于水稻根表鐵膜的形成，也可以抑制五價砷遷移。但是，在水稻淹水種植的還原性環境中，化學轉化法氧化三價砷的效率低，且土壤中未被氧化的三價砷遷移無法被抑制，實踐中迫切需要解決這一技術瓶頸，高效砷氧化菌是一個很好的選擇。

本發明的木糖氧化無色桿菌YYS001可以顯著加速三價砷污染稻田土壤溶液中高毒性三價砷的氧化速率，抑制高毒性三價砷污染物從污染土壤向水稻籽粒的遷移，達到降低稻米三價砷污染的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一株砷氧化菌及其在降低稻米三價砷污染中的應用。研究表明，本發明的菌株在降低稻米三價砷污染方面具有較好的應用前景。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明人富集、分離、篩選到一株砷氧化細菌，該菌株被命名為YYS001，屬一種木糖氧化無色桿菌(Achromobacter xylosoxidans)，該菌株于2017年8月31日保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)，其保藏號為CGMCC NO.14583，地址為北京市朝陽區北辰西路1號院3號 中國科學院微生物研究所。

菌株的篩選步驟如下：

(1) 采集砷污染土壤：2015年07月底采集福建省上杭縣紫金山山腳下的砷污染土壤，測定砷污染土壤中砷污染物的含量。采用四分法縮分土壤樣品，將砷污染樣品保存于-80℃冰箱中，備接下來的菌株分離使用。