[发明专利]紫金牛叶杆菌RC6b及其在土壤修复中的应用

说明书

一、技术领域

本发明涉及紫金牛叶杆菌，具体涉及一种根际促生（Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR）紫金牛叶杆菌RC6b及其在重金属污染土壤修复中的应用。

二、背景技术

重金属是环境中普遍存在的一类无机污染物，由于其在环境中相对稳定不能降解，使得重金属污染治理十分困难。特别是土壤重金属污染，不仅影响农作物的产量和品质，同时也使地下水体受到污染，并通过食物链的“生物放大”作用对人类健康造成极大的威胁。修复重金属污染土壤，恢复其原有功能，一直是国际研究的热点和难点。目前，重金属污染修复主要有两种途径：1.改变重金属的存在状态，使其固化或钝化，将重金属的活性降低，减少它们在土壤中的迁移性和生物可利用性；2.利用特殊植物吸收土壤中的重金属，然后将植物除去，再经过淋洗、收集，以达到回收重金属和减少土壤污染的双重目的。就植物修复而言，土壤中过量的重金属会阻碍一般植物的正常生长。相比之下，大多超富集植物虽然对重金属的抗耐、积累能力强，但其生长缓慢且生物量小，导致实际修复效率很低，制约了植物修复技术的应用。

近年来，植物根际细菌引起了国内外研究者的极大关注，尤其在根际细菌、重金属和植物三者的相互作用方面。研究发现，根际细菌可以通过以下途径，来提高植物修复效率：1.细菌自身吸附降低重金属对植物的毒性；2.分泌植物生长调节剂，促进植物生长发育；3.多种渠道影响土壤中重金属的植物有效性。然而，能够同时具备以上三种能力的微生物资源还很少。目前，有关叶杆菌属的研究主要集中在其提高土壤肥力,促进农作物的生长方面，至今还未报道能够自身吸附重金属、提高重金属植物有效性的叶杆菌。此外，环境中通常以多种重金属同时存在，呈现其复合污染的现象。目前还没有发现能够同时吸附几种重金属的微生物资源。

三、发明内容

解决的技术问题：本发明旨在针对生产实践中的实际问题和需求，提供了一种能够自身吸附重金属并促进重金属污染土壤植物修复效率的微生物资源，该微生物为植物根际促生菌：紫金牛叶杆菌RC6b CGMCC No.6621，该菌对重金属镉、锌、铅均具有较强的抗性，分别可达到350、1000和4500mg L^-1，并能够在200mg L^-1含镉、锌、铅的液体培养基中很好的生长；可以分泌促进植物生长的物质，比如1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC）脱氨酶、吲哚乙酸（indole-3-acetic acid）、铁载体（Siderophore），并能溶解土壤中难溶性磷酸盐（Phosphate）；可以自身吸附溶液中的重金属镉、锌、铅；能够显著促进修复植物在重金属污染条件下的生长；可使污染土壤中修复植物对镉、锌、铅的吸收量分别提高138％，90%，46%。因此，该菌株在重金属污染土壤的生物修复中具有良好的应用前景。

技术方案：一株紫金牛叶杆菌（Phyllobacterium myrsinacearum）RC6b，该菌种已在国家知识产权局指定的保藏单位保藏，保藏日期为2012年09月25日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No.6621。紫金牛叶杆菌RC6b在修复重金属污染土壤中的应用。紫金牛叶杆菌RC6b的抗重金属且具ACC脱氨酶活性的促生菌分离培养基，即ADF培养基（1L），其组成为DF母液（每升含4g KH₂PO₄,6g Na₂HPO₄,0.2g MgSO₄·7H₂O，0.001g FeSO₄·7H₂O,2g葡萄糖,2g葡萄糖酸,2g柠檬酸,2g(NH₄)₂SO₄，微量元素溶液0.1mL）加ACC（终浓度为3nmol L^-1）为唯一氮源的培养基，琼脂20g，pH 7.2，重金属50-4500mg L^-1。上述重金属分别为镉、锌、铅。

本发明提供一种自身吸附重金属并能促进重金属污染土壤植物修复效率的优势菌种。该菌种保藏号为CGMCC No.6621，经鉴定为紫金牛叶杆菌（Phyllobacterium myrsinacearum）。该菌株在Luria-Bertani（LB）平板上生长48h后呈灰褐色半透明，菌落直径约为1～4mm，表面皱褶且凹陷，边缘较整齐（见图1）。经染色镜检，该菌为革兰氏阴性，杆状。