協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的菌株1jn2及應用其制備菌劑的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于植物保護技術領域，涉及協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的抗逆菌株 1JN2及應用其制備菌劑的方法。
【背景技術】
[0002] 隨著工業化進程的加快和人口的持續增長，重金屬污染已成為全球性的問題。農 用土壤是受人類活動強烈影響的一類特殊土壤，其環境質量與人們的身體健康密切相關。 土壤污染源主要來自工業"三廢"和農藥、化肥的大量使用，污染物可通過灌溉水進入土壤， 也可通過大氣污染、空中的顆粒物（含重金屬和致癌物質等）干濕沉降造成土壤污染，隨著 時間的推移，農田表層土壤鎘、鉛、銅、鋅等重金屬含量有增加的趨勢。由于農作物的吸收作 用，重金屬元素從土壤中遷移轉化到農作物根莖葉及果實中去，從而連帶造成農作物的重 金屬污染，危及人們的健康水平。其中鎘已經成為威脅農業生產的罪魁禍首。全球每年釋 放到環境中的鎘高達3.9 XlO4 t。而在環洪澤湖地區造成污染的幾種重金屬當中，鎘的污 染程度也要高于其他幾種。鎘污染給種植業帶來的損失非常嚴重，更重要的是這些受鎘污 染的農產品對于人類健康的影響是無法衡量的。鎘中毒可使肌內萎縮關節變形，骨骼疼痛 難忍，不能入睡，發生病理性骨折，以致死亡。因此，如何修復這些受到鎘污染的土地和水體 已經是我們急需面對的問題。
[0003] 目前，對于重金屬污染所采用的修復手段包括：工程修復、電動修復、電熱修復、土 壤淋洗以及化學修復，這些方法雖然在一定程度上能夠緩解重金屬污染，但是卻存在著一 些弊端：實施工程量大，投資費用高，破壞土體結構，引起土壤肥力下降，并且還要對換出的 污土進行堆放或處理；其中化學修復只是改變重金屬的存在形態，并不能徹底根除，還存在 再度活化污染的可能。另外，通過一些特定植物對金屬離子的提取、揮發以及穩定等特性還 可以利用植物進行重金屬污染修復。這種生物修復方式由于效果好、易操作等特點已經收 到越來越多的重視。但是卻只是用于非耕作土壤或水體的修復，對于農田重金屬污染依然 無能無力。
[0004] 利用自然環境中分離得到的有益微生物來修復農田及水體的重金屬污染就可以 克服這一困難。受到重金屬污染的土壤，往往富集多種耐重金屬的真菌和細菌，微生物可以 通過多種作用方式影響土壤重金屬的毒性。微生物修復技術具有投資少、效率高、原位處理 低濃度有害污染物的特性，在環境治理中顯示了極大的潛力，還可以協調經濟發展與環境 保護之間的關系，實現社會的可持續發展。
[0005] 綜上所述，通過篩選和開發一些能夠吸收固定土壤中特定污染物的植物根圍促生 細菌來協助寄主植物緩解鎘離子脅迫帶來的壓力，具有很好的意義與開發前景。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的是：提供一種協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的抗逆菌株1JN2及應 用其制備菌劑的方法，在蔬菜的生產當中提供能夠協助寄主植物有效緩解鎘離子脅迫壓力 的抗逆菌株1JN2,從而幫助寄主植物應對由于環境污染帶來的逆境，在一定程度上保證蔬 菜的安全生產。
[0007] 本發明的技術解決方案是：該協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的抗逆菌株1JN2為 枯草芽孢桿菌5^07/5·)，與2014年10月13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，地址：北京市朝陽區北辰西路1號院中科院微生物研究所，菌 種保藏號為CGMCC NO. 9759。
[0008] 其中，該抗逆菌株1JN2用于制備菌劑的方法是：將抗逆菌株1JN2在LB培養液 28°C 180 rpm振蕩培養16 h，然后6000 rpm離心10 min,用滅菌水重懸浮稀釋得菌劑，菌 劑成品中活菌總濃度為IXlO9 -IXlOici CFU/mL。
[0009] 其中，該菌劑在協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的應用方法是：溫室條件下，在辣椒 和黃瓜移栽時，用IO 9CFUAiL的菌劑灌根處理，20mL/株；移栽一周后，用30mg/L硫酸鎘灌 根處理，20mL/株。
[0010] 本發明的有益效果表現在：協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的抗逆菌株1JN2及菌 劑是專門針對植物生長中遇到的鎘離子污染所開發，它能夠通過自身的胞外多糖吸附并且 固定鎘離子，從而降低寄主植物對于環境中鎘離子的吸收和累積，相比于化學處理方法具 有成本低、無毒無害、對環境及人畜友好等優點，能夠協助植物度過鎘離子污染逆境，并且 減少植物對于鎘離子的吸收和累積，從而在源頭上降低食品安全風險。
【附圖說明】
[0011] 圖1為菌株1JN2在鎘離子處理后不同時間電鏡照片。
[0012] 圖中：第一排A1-A4分別為對照組和處理組12h群體和單細胞形態；第二排B1-B4 分別為對照組和處理組24h群體和單細胞形態；第三排C1-C4分別為對照組和處理組36h 群體和單細胞形態；第四排D1-D4分別為對照組和處理組48h群體和單細胞形態；第五排 E1-E4為處理組48h胞外多糖形態。
【具體實施方式】
[0013] 下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術解決方案，這些實施例不能理解為 是對技術方案的限制。
[0014] 菌株來源：采用稀釋涂板法分離自山東省萊蕪市萊西鎮的生姜植株中，菌株編號 為1JN2,抗逆菌株1JN2為枯草芽孢桿菌與2014年10月13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，地址：北京市朝陽區北辰西路1號院 中科院微生物研究所，菌種保藏號為CGMCC NO. 9759。
[0015] 菌株鑒定：通過16S rDNA序列比對，菌株1JN2與枯草芽孢桿菌（Genebank登錄 號AB383135. 1)序列相似性99% ;另外菌株1JN2革蘭氏染色反應陽性，在LB培養基上形成 l-3mm菌落，邊緣不整齊，污白色，表面粗糙不透明，與《常用細菌學鑒定手冊》中枯草芽孢桿 菌的特性一致，故鑒定為枯草芽孢桿菌
[0016] 實施例1 :將抗逆菌株IJN2在LB培養液28°C 180 rpm振蕩培養16 h，然后6000 rpm離心10 min，用滅菌水重懸浮稀釋得菌劑，菌劑成品中活菌總濃度為IXlO9 -IXIOki CFU/mLo
[0017] 實施例2 :將抗逆菌株1JN2接種到含有終濃度為15mg/L硫酸鎘的LB培養液中 (培養液配制用水為去離子水)，28°C，180 rpm搖床培養24h ;分別從培養后的培養液中吸取 2mL在600nm下檢測其吸光值，另取ImL培養液進行消化用以測定其中鎘離子濃度。
[0018] 菌株的篩選依據：將活化后的菌株接種到含有終濃度為15mg/L硫酸鎘的LB培養 液中（培養液配制用水為去離子水)，28°C，180 rpm搖床培養24h ;分別從培養后的培養液 中吸取2mL在600nm下檢測其吸光值，以此判斷菌株生長情況；另取ImL培養液進行消化 用以測定其中鎘離子濃度，消化方法如下=ImL培養液中分別加入9mL去離子水，轉移至 50mL小燒杯中，加入濃硝酸lmL，80°C水浴，蒸發至ImL再加入濃硝酸lmL、高氯酸0. 5mL，混 勻后繼續水浴蒸發至lmL，冷卻，加入4mL去離子水，混勻后利用原子發射光譜法（ICP)測定 其中鎘離子濃度。
[0019] 表1:溫室實驗菌株信息
【主權項】
1. 協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的抗逆菌株1JN2,其特征是：該抗逆菌株1JN2為枯草 芽孢桿菌2014年10月13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，地址：北京市朝陽區北辰西路1號院中科院微生物研究所，菌種保藏 號為CGMCCNO. 9759。
2. 權利要求1所述的抗逆菌株1JN2用于制備菌劑的方法，其特征是該菌劑的制備方 法是：將抗逆菌株1JN2在LB培養液28°C180rpm振蕩培養16h，然后6000rpm離心10 min，用滅菌水重懸浮稀釋得菌劑，菌劑成品中活菌總濃度為IXlO9 -IXlOiciCFU/mL。
3. 權利要求2所述的抗逆菌株1JN2用于制備菌劑的方法，其特征是該菌劑在協助寄 主植物緩解鎘離子脅迫的應用方法是：溫室條件下，在辣椒和黃瓜移栽時，用IO9CFUAiL的 囷劑灌根處理，20mL/株；移栽'~周后，用30mg/L硫酸鋪灌根處理，20mL/株。
【專利摘要】本發明公開了協助寄主植物緩解鎘離子脅迫的抗逆菌株1JN2及應用其制備菌劑的方法，該抗逆菌株1JN2為枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis），2014年10月13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，菌種保藏號為CGMCC NO.9759；將抗逆菌株1JN2在LB培養液28℃180rpm振蕩培養16h，6000rpm離心10min，用滅菌水重懸浮稀釋得菌劑，菌劑成品中活菌總濃度為1×109 -1×1010 CFU/mL；溫室條件下，在辣椒和黃瓜移栽時，用109CFU/mL的菌劑灌根處理，20mL/株；移栽一周后，用30mg/L硫酸鎘灌根處理，20mL/株。本發明的菌株1JN2在鎘離子處理條件下能夠增強寄主植物的耐受性，在鎘離子處理后24h開始進行自我復原并且在48h出現胞外多糖固化現象，幫助寄主植物應對由于環境污染帶來的逆境，在一定程度上保證蔬菜的安全生產。CGMCC No.975920141013
【IPC分類】A01P21-00, C12N1-20, C12R1-125, A01N63-02
【公開號】CN104726361
【申請號】CN201410678518
【發明人】楊威, 閆海霞, 汪家璐, 羅玉明, 王新風, 紀麗蓮
【申請人】淮陰師范學院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2014年11月24日