[发明专利]一种具有钝化重金属镉并促进植物生长功能的嗜碱贪铜菌菌株KY678及其应用

说明书

本发明提供了一种具有钝化重金属镉并促进植物生长功能的嗜碱贪铜菌(Cupriavidus alkaliphilus)及其应用，涉及微生物技术领域。本发明利用高通量方法分离筛选到一株嗜碱贪铜菌菌株KY678，该菌株具有较高的钝化重金属镉的功能，能够降低植物根系和茎叶部位对重金属镉的吸收，显著地减轻土壤重金属镉对植物的危害；此外，该菌株还同时具有促进植物生长的功能，具有良好的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，尤其是涉及一种具有钝化重金属镉并促 进植物生长功能的嗜碱贪铜菌菌株KY678及其应用。

背景技术

重金属是指比重等于或大于5.0的金属或类金属有元素(硒Se等除外)， 如Pb、Cd、As等，若摄入量过高，均对动植物有毒害作用。金属矿山开采 冶炼、化学工业生产、重金属农药、污水灌溉和化肥施用以及高地质背景 值等均会造成土壤重金属污染，其中有色金属矿业采选和冶炼所排放的含 重金属的废气、废水以及废渣等废料溶蚀扩散进入土壤等是重金属污染的 主要途径。矿冶活动导致周边及下游江河沿岸土壤重金属大量积累，在地理空间上沿重金属矿冶活动地区呈流域性或典型区域性分布。

重金属污染问题日渐突出，重金属和类金属(镉(Cd)、铬(Cr)、 汞(Hg)、铅(Pb)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni))的污 染占其中的82.4％；其中，镉、铅的超标率分别达到7.0％和1.5％，是污染 较严重的重金属(黄颖，2018)。重金属污染会导致耕地土壤重金属超标， 进而导致粮食减产等经济损失。重金属镉非移动性大、毒性高、污染面积 最大且其所有化学形态对人和动物都有毒。摄入或吸入过量的镉均可引起 肾、肺、肝、骨以及生殖毒性，并诱发多种癌症(宋玉婷等，2018)。因 此，国际癌症研究署(IARC)已经把镉归类为第一类人类致癌物(彭少邦， 2014)。此外，镉还会影响免疫系统，造成各种心血管系统障碍、肾功能 损伤、骨矿密度降低等问题。在全球范围内，由于各种工业废水和废气的 排放、农药化肥和镉化合物作原料使用增加、铅锌矿开采和有色金属冶炼 及电镀业的快速发展，土壤的镉污染日益加重(周聪，2018)。寻求更好 的土壤修复方法以达到改善农产品质量的目的已经成为土壤修改必须面对 的问题。

目前，全世界范围内的重金属污染脱污修复技术主要分为以下五种： 物理修复、化学修复、生物修复、农业修复和联合修复。物理修复是率先 发展起来的一种方法，主要修复方法包括翻土、客土、固化和填埋等工程 措施以及高温热解技术、玻璃化技术等(熊婕等，2018)。虽然该方法修复 简单、耗时短，但工程量大、成本高、适用范围有限，操作过程中可能会 破坏土壤结构，造成二次污染，不利于广泛使用。化学修复是向污染土壤 中施入各种钝化剂，利用吸附、沉淀、氧化还原、络合等机制，改变污染 物的形态与活性，使其转化成非活性、植物难吸收的组分，从而实现修复 利用的技术(胡红青等，2017)。它可以较好地固定重金属，降低重金属 的活性和环境风险，但对于面积较大的耗财费力，而且容易破坏土壤结构， 导致土壤肥力下降，不建议使用(黄昕等，2019)。生物修复技术相较于 现有的物理、化学等修复技术而言，被认为是最富有生命力的(熊婕等， 2018)。