[发明专利]一种耐镉青霉菌及其分离方法

说明书

技术领域

本发明属于水稻种植技术领域，尤其涉及一种高镉吸附能力的耐镉青霉菌及其分离方法。

背景技术

由于化学活性强，移动性大，毒性持久，不可生物降解，镉(Cd)成为土壤环境中生物毒性最强的重金属元素之一，在环境中的易被生物吸收，可能通过食物链进入人体富集。能引发痛痛病，能与核苷酸共价结合形成不稳定的加合物而损伤DNA，可能引发精神失常疾病行为等。Cd严重危及人类健康，已被国际癌症研究机构认定为1类(人类)致癌物。人类活动产生的含镉污染物排放如工业废气、废水、废物排放，农业废弃物和生活污水、垃圾的排放等，使稻田土壤镉污染越来越严重，已成为全世界普遍存在的问题。2013年“湖南镉大米事件”促使水稻镉污染问题再度成为粮食安全方面的难题，稻田镉污染治理任务越来越紧迫水稻镉污染主要直接来源为土壤，因而，镉污染稻田土壤修复的任务越来越紧迫。传统的物理化学修复方法收效较快但工程量大、需要消耗大量能源或化学制品等，成本较高，某些钝化剂的使用甚至会造成修复污染土壤同时对土壤理化性质产生不良作用，从而影响土壤的后续利用。微生物数量多、比表面积大、代谢活性旺盛，可通过多种机制包括主动吸收、结晶、螯合、化学形态改变、离子交换、胞内外沉淀、细胞壁或色素吸附等与重金属发生作用而减少环境中重金属含量或改变其生物有效性，使微生物修复较物理、化学等修复技术操作简单、处理费用低、效果好。其中，真菌细胞细胞壁上有大量多糖和糖蛋白如葡聚糖、几丁质、甘露聚糖、磷酸甘露聚糖等，这些聚合物提供了大量金属结合配体，能与重金属充分结合，且大多数真菌具菌丝结构，菌丝能渗透污染土壤，可与土壤中重金属充分接触而发生物理化学反应，减少土壤中活性游离态重金属离子，从而减少土壤中有效态污染物质含量，且不会对环境造成二次污染等。真菌来源广，且对营养物质、通气量、温度、pH的变化相对不那么敏感，易于发酵，适合于大规模生产，成本低。经济上和生态上、操作上的多重优势使真菌在重金属污染治理中具有巨大潜力和广阔的应用前景。由于环境长期选择作用，镉污染土壤中一般存在耐镉且镉吸附能力强的真菌。国内外有从废水、煤矿区和工业区等土壤中筛选到具有高耐镉能力和镉吸附能力的真菌有臭曲霉菌、青霉菌、酵母菌等，但从水稻田土壤筛选到的耐镉真菌较少，适应重金属污染环境是应用微生物进行生物修复的前提，本土微生物更能适应重金属污染稻田土壤特殊环境。因此，筛选镉污染水稻田耐镉真菌并研究其镉吸附特性等，可丰富稻田镉污染微生物修复菌种资源。许多真菌能通过产生植物激素刺激植物生长，如青霉属、木霉属、曲霉属、裸胞壳属真菌。此具高镉吸附能力的耐镉青霉菌对水稻具有促生作用，对镉胁迫水稻具有解毒作用。因此，此耐镉青霉菌具有在镉污染水稻田土壤修复过程中发挥双重功效的潜力，此发明对镉污染水稻田镉污染修复具有重要的理论与现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐镉青霉菌及其分离方法，旨在解决现有技术没有从水稻田土壤筛选到的耐镉真菌，稻田镉污染修复率低和影响水稻种植的问题。

为实现上述发明目的，本发明是这样实现的：

一种耐镉青霉菌的分离方法，所述耐镉青霉菌的分离方法包括以下步骤：

步骤一，土样采集、土样属性取，水稻田采集的镉污染土壤10mg溶于90mL无菌去离子水中，磁力搅拌30min制备土壤悬浮液，静置10min，获得镉污染土壤微生物水溶液；

步骤二，取上清液1mL接种于含Cd(NO₃)₂2mM的PDA液体培养基中，28℃振荡培养箱中150rpm条件下培养7d，得到耐镉真菌富集培养液；

步骤三，取耐镉真菌富集培养10倍系列稀释液100μL涂布于2mM Cd²⁺PDA平板上，28℃培养7d后生长良好的菌落依次转接于4、8、16mM Cd²⁺PDA平板上，梯度驯化培养，筛选得到耐镉能力最强的真菌。

本发明的另一目的在于提供一种耐镉青霉菌，所述耐镉青霉菌对Cd的吸附率可达83.56％；Cd、Pb、Zn、Cu对CN35的最低抑制浓度分别为46、＞80、＞80、20mM；