[發明專利]一種可修復鎘鎳輕中度污染土壤的菌ZG2及其應用

有效

• 申請號: 202010931504.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112080447B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 李明堂;趙春莉;程志強;王洪階;劉金華;周昕霏;王雨琦;張崇曦;金香一
• 申請（專利權）人: 吉林農業大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;B09C1/10;A01B79/00;A01B79/02;A01G22/00;A01G22/15;C12R1/01
• 代理公司: 吉林省中玖專利代理有限公司 22219
• 代理人: 趙炳仁;姜姍姍

本發明提供一種可修復鎘鎳輕中度污染土壤的菌ZG2及其應用，該菌ZG2既能固定土壤中鎘鎳又能增強植物抗逆性，將其于2020年6月28日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，分類命名為睪丸酮叢毛單胞菌Comamonas testosteroni，保藏編號為CGMCC NO.20155。將該菌負載于生物碳上施入土壤后可長久定殖于土壤中，持續降低土壤中鎘鎳的生物有效性及其對蔬菜作物的毒性作用，減少蔬菜可食部位對鎘鎳的富集，從而達到提升蔬菜作物品質和增加產量的效果。

技術領域

本發明屬于資源與環境技術領域，具體涉及一種可修復鎘鎳輕中度污染土壤的菌ZG2及其在蔬菜種植過程中的應用。

背景技術

2014年《全國土壤污染狀況調查公報》表明：我國耕地土壤污染主要是由鎘和鎳等重金屬導致的輕微、輕度和中度污染，土壤中鎘和鎳的點位超標率分別為7.0％和4.8％，高居前二。《土壤污染保護行動計劃》中規定了受污染耕地安全利用率到2020年和2030年分別達到90％和95％，因此針對鎘鎳輕中度污染土壤開展以安全生產為目標的治理和修復是當前和今后一段時間土壤環境保護的一項重要工作，開發相應的技術已經勢在必行。

鎘鎳污染土壤的修復方法主要包括物理、化學、生物和聯合法。物理法和化學法修復鎘鎳污染土壤時存在土壤擾動大、成本高、易二次污染、不利于植物生長等缺點，在鎘鎳污染土壤安全生產方面有很大的局限性和不可操作性。生物法則是利用動物、植物和微生物的生命代謝過程實現土壤中鎘鎳的去除或固定。植物法主要是種植鎘鎳超富集植物來吸收土壤中的鎘鎳，該法一方面需要占用耕地資源，無法邊修復邊生產，另一方面在低溫期較長的北方，尤其是東北地區，修復效率較低。微生物由于具有很強的適應能力，并且可參與土壤的微生態調控和實現邊修復邊生產，在以安全生產為目標的鎘鎳污染土壤修復方面越來越受到人們的重視。

微生物修復鎘鎳污染土壤的機理主要包括細胞對鎘鎳的吸附、沉淀、氧化-還原以及代謝物對鎘鎳的螯合和沉淀作用等，通過這些過程實現土壤中有效態鎘鎳的固定，從而降低鎘鎳的遷移能力和生物學活性，達到修復土壤的目的。其中，在鎘鎳污染土壤修復中應用較多的是利用微生物細胞對鎘鎳的吸附作用，由于土壤中存在可能影響微生物生長代謝的各種物理、化學和生物學過程，因此微生物吸附的鎘鎳存在再次釋放的風險。

自然界中存在一類可通過代謝過程誘導形成金屬的碳酸鹽礦物晶體的微生物，由于形成的碳酸鹽礦物晶體結構比較穩定，并且微生物定植于土壤中后可持續固定土壤中的有效態重金屬，目前在鎘鎳污染土壤修復方面正受到人們的重視。但這類菌種資源比較少，并且僅僅從碳酸鹽礦化角度篩選菌種，對菌株的其他功能關注不夠。由于鎘鎳污染土壤往往同時存在土壤環境質量下降的問題，在鎘鎳污染土壤中生長的植物往往受到其他生存脅迫，因此通過多重篩選技術獲得同時具有礦化固定土壤中鎘鎳和增強植物抗逆性的菌株，對鎘鎳輕中度污染土壤安全生產更具實際意義，但目前這類菌種資源極度匱乏。另外，由于含重金屬肥料的使用、污水灌溉和大氣沉降，蔬菜種植土壤的重金屬污染越來越嚴重。

因此利用既能固定土壤中的重金屬，又能促進植物生長的菌對實現重金屬輕中度污染土壤蔬菜安全生產具有重要的意義，但未見這類菌在鎘鎳污染土壤蔬菜安全生產中的應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種既能礦化固定土壤中鎘鎳又能增強植物抗逆性的菌株，該菌株從鎘鎳污染土壤中分離獲得，能通過產脲酶、鐵載體和吲哚乙酸誘導形成鎘鎳的碳酸鹽沉淀，并且增強蔬菜作物的抗逆性，從而促進蔬菜作物的生長和降低對鎘鎳的富集，可有效實現鎘鎳輕中度污染土壤的安全生產。

本發明的一種可修復鎘鎳輕中度污染土壤的菌ZG2保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，分類命名為睪丸酮叢毛單胞菌(Comamonas testosteroni)，保藏編號為CGMCC NO.20155，保藏時間為2020年6月28日。

本發明的可修復鎘鎳輕中度污染土壤的菌ZG2通過如下方式得到：

(1)篩選目標菌株；