一種蒼白桿菌mgj11及利用其固定土壤重金屬鎘的方法
【技術領域】
[0001 ]本發明設及微生物及環境治理技術領域，具體地說，設及一種蒼白桿菌MGJ11及利 用其固定±壤重金屬儒的方法
【背景技術】
[0002]農田污灌、固體廢棄物施用、化肥農藥的大量使用W及礦山開采與冶煉等人類活 動，導致±壤受重金屬污染越來越嚴重。其中儒(Cd)污染尤為明顯(江春玉等，一株鉛儒抗 性菌株WSW的生物學特性及其對植物修復鉛搞污染±壤的強化作用[J].環境科學學報 2008,28(10). 1961-1968)。儒是對植物和人體毒性較大的重金屬元素之一。長期接觸一定 劑量的儒會造成腎臟損害，進而導致骨質疏松和軟化，嚴重的能導致癌癥病發。由于儒的污 染面積廣，進入±壤后主要累積于±壤表層，很少向下遷移，并且具有較高的生物有效性 (劉俊，等，儒脅迫下大豆生長發育的生理生態特征[J].生態學報，2010(2) :333-340.),因 此易被農作物吸收富集。不僅影響植物的生長和發育，造成產量的下降，還能通過生物鏈的 擴散，轉移到農產品中，最終進入食物鏈，危及人體健康（Ding P，Zhuang P，Li Z，et al.Accumulation and detoxification of cadmium by larvae of Prodenialitura (Lepidopter曰：Noctuid曰e)feeding on Cd-enriched 曰m曰r曰nth le曰ves[J].Chemosphere， 2013,91(1):28-34.)〇
[0003 ]近年來我國儒污染事件層出不窮，例如，2009年8月的湖南瀏陽儒污染;2011年9月 的云南曲靖儒污染;2012年1月的廣西龍江儒污染。（余德彪等，中國儒資源現狀分析及可持 續發展建議[J].中國礦業，2015,4:002.)。我國有關農田±壤儒污染的調查工作是20世紀 70年代中期開始的，但至今沒有人能夠給出一個全面明確的結論。1980年中國農業環境報 告顯示，我國農田±壤儒污染面積為9333hm2,隨后有人提出儒污染面積為13333hm2(崔力拓 等，我國農田±壤儒污染現狀及防治對策[J].現代農業科技，2006(11S) :184-185.),最近 又有新的資料顯示，我國農田±壤儒污染面積已超過20X 104hm2,每年生產儒含量超標的農 產品達14.6X108kg。在我國，有些儒污染地區已經出現了儒污染所致慢性早期健康危害的 個體，甚至出現了疑似"痛痛病"的患者(柳絮等，我國±壤儒污染及其修復研究[J].山東農 業科學，2008 (6): 94-97.)。儒與±壤環境密切相關，因此，減輕植物富集重金屬儒對其造成 的危害，改善農業生態環境亟不可待。
[0004]近年來，±壤酸化加劇使得一些糧食作物吸收儒的量增多，如："儒大米"，植物富 集較多的儒將通過食物鏈傳遞到人體，影響人類身體健康。因此，在農田生產系統中，植物 修復儒污染±壤或有效利用儒含量稍多農田栽種農作物的關鍵點在于減少植物對儒的吸 收和富集W及通過促生作用增強植物耐逆性。環境友好型的生物修復因其成本低廉、對環 境無二次污染因而受到了越來越多的關注（Prapagdee B，畑a叩rasert M，Mongkolsuk S.Bioaugmentation with cadmium-resistant plant growth-promoting rhizobacteria to assist cadmium phytoextraction by Helianthus annuus[J].Chemosphere，2013,92 (6) :659-666. )D在耕地面積短缺的情況下，上地污染與浪費問題相對嚴重，許多含有重金 屬的農地仍然擔負著生產農副產品的重任，且由于±壤酸化導致±壤中有效儒的增多，運 使得農作物極有可能在±壤〔(1濃度偏高的情況下富集較多的儒。
[0005] 因此，選擇能促進植物在儒污染±壤中生長、耐受重金屬儒能力較強且具有較高 利用價值的生物修復方式，不僅是建立高效穩定修復方法的關鍵要素，也是±地資源合理 利用的有效途徑。微生物固定就是其中一種有效治理上壤重金屬污染的生物修復技術。主 要利用植物根系、±壤微生物將±壤中重金屬轉變成有效性較低的形態，從而降低重金屬 在±壤中的移動性和生物可利用性，減少其對植物的毒性(常學秀，施曉東，王煥校.利用生 物固定±壤重金屬的機理及在農產品安全中的應用[J].生態學雜志，2003，22:88-93)。微 生物固定由于顯效時間快、利用率高，對±壤重金屬污染防治和保障農產品安全具有重要 意義。
[0006] 近年來，生物修復方法對儒污染±壤進行修復的相關研究已有報道，但只集中于 研究其對儒的富集作用，對于生物固定重金屬儒的研究還較少，特別是如何利用微生物增 強糧食作物耐受儒污染能力的研究鮮有報道。根際細菌是一些大量聚集在根系周圍生長繁 殖的微生物，能將有機物轉變為無機物，為植物提供有效的氮憐養料；同時，微生物還能分 泌維生素、生長刺激素等，促進植物生長。反過來，植物根系分泌物也能為細菌的生長提供 所需糖類物質。植物從運些相互作用中獲得了更多的營養，也獲得了某些對逆境的忍耐能 力（Gamalero E,Lingua G, Berta G，et al. Beneficial role of plant growth promoting bacteria and arbuscularmycorrhizal fungi on plant responses to heavy metal shessXan J Microbiol ,2009,55(5) :501-514.)。有證據表明其中一些根 際細菌可W提高宿主植物的抗逆性，尤其是對重金屬（Ajungla T，Sharma GD，Dkhar MS.Heavy metal toxicity on dehydrogenase activity on rhizospheric soil of ectomycorrhizal pine seedlings in field condition.J Environ Biol，2003，24(4): 461-463 .)。在根際細菌中，植物根際促生細菌(PGPR)是一類能夠顯著促進植物生長的細 菌，由于能分泌一種植物生長激素3-嗎I噪乙酸（IAA)，在植物體內合成并能調控植物生長發 育，比如細胞分裂和伸長W及新器官的分化和形成（FSssle巧，Evangelou Μ W，Robinson B H，et al.Effects of indole-3-acetic acid(IAA)on sunflower growth and heavy metal uptake in combination with ethylene diamine disuccinic acid(EDDS)[J] .化emosphere，2010，80(8): 901-907.)，對植物的生長發育和生理生化有著重要影響（周 建民，黨志，陳能場，等.3-嗎I噪乙酸協同馨合劑強化植物提取重金屬的研究[J].環境科學， 2007，28(9): 2085-2088)。因此充分利用PGPR對植物的促進作用W及對重金屬的固定作用， 既能減輕重金屬對于植物的迫害，并能在逆境下促進植物生長，使得植物產量提高，具有巨 大的應用前景。目前，尚無將PGPR中的蒼白桿菌應用于植物根部來修復儒污染±壤的報道。
【發明內容】
[0007] 為了解決現有技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種蒼白桿菌MGJ11及利 用其固定±壤重金屬儒的方法。
[0008] 為了實現本發明目的，本發明首先提供一種蒼白桿菌，經鑒定為蒼白桿菌屬 (Ochrobactrum sp.)，編號MGJ11，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中屯、 (簡稱CGMCC，地址:北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵政編碼： 100101)，保藏日期為2015年9月16日，保藏編號為CGMCC No.11385。
[0009] 所述菌株分離自攀枝花饑鐵磁鐵尾礦庫邊緣的大豆根系，其對儒有較強的耐受性 且能分泌植物生長激素3-嗎I噪乙酸（IAA)。將該細菌接種的植物根際，其能產生植物生長激 素 IAA來促進植物生長、減少植物對±壤中Cd的富集W緩解儒對植物的脅迫作用，從而固定 植物根際±壤中的儒，增強植物的耐逆性。
[0010] 通過含有儒的牛肉膏蛋白腺液體培養基的搖培實驗證明，蒼白桿菌 (Oc虹obactrum SP.MGJ11)對儒的最高耐受濃度為（120mg L-1)，抑制其產生IAA的極限濃度 為（lOOmg [1)。因此，蒼白桿菌(Ochrobactrum sp.MGJ11表現出較強的促生性和重金屬耐 受性。
[0011] 本發明還提供了含有所述蒼白桿菌的菌劑。
[0012] 本發明還提供了含有所述蒼白桿菌的菌肥。
[0013] 本發明進一步提供了所述蒼白桿菌在固定±壤重金屬儒方面的應用。
[0014] 本發明還提供了利用所述蒼白桿菌固定±壤重金屬儒的方法，具體為:將所述蒼 白桿菌施入植物根際，或利用所述蒼白桿菌菌粉拌種后進行種植，使接種的微生物濃度不 小于109菌細胞/植株。
[0015] 進一步地，所述菌粉拌種包括W下步驟:取當年采集的成熟、飽滿的植物種子，將 菌粉加適量水調成菌漿粘附于種子表面，隨拌隨播，忌干燥和陽光直曬，超過4她應重新拌 種。植物幼苗移栽后，要適時補充水分。
[0016] 進一步地，將蒼白桿菌施入植物根際可通過菌劑灌根或菌肥穴施的方式。
[0017] 作為優選，通過菌劑灌根的方式將蒼白桿菌施入植物根際。
[0018] 進一步地，所述菌肥穴施包括W下步驟:將菌肥W底肥穴施施入±壤中，然后播種 或移栽幼苗。或將菌劑與有機肥充分混合均勻后，W底肥穴施施入±壤中，然后播種或移栽 幼苗。
[0019] 進一步地，所述菌劑灌根包括W下步驟:待植物種植萌發后形成幼苗或直接移栽 幼苗時，用水將蒼白桿菌菌劑稀釋，W灌根方式施于植物根系。
[0020] 所述菌劑的培養方法為將菌種接種到色氨酸牛肉膏蛋白腺液體培養基（牛肉膏 3gL-i，蛋白腺lOg [1，化C1 5g [1，色氨酸0.5g [1，抑7.0-7.2)在28°(：條件下，保證充足 的氧氣，搖培5天后得到。
[0021] 在本發明的【具體實施方式】中，選用大豆為例，施W根際促生菌來固定其根部±壤 重金屬儒，減少大豆對儒的吸收，來改善目前大豆易受儒影響的狀況，增強大豆抗逆性，提 高儒污染±地利用率，充分發揮大豆的經濟價值。但本發明所述方法與應用并不限應用于 此種植物。
[0022] 本發明的有益效果在于：
[0023] 本發明W促進植物生長W提高植物耐逆性并減少植物對重金屬儒富集量為目的， 從攀枝花饑鐵磁鐵尾礦庫附近的大豆根系分離純化獲得產IAA量多且對儒耐受性較強的 上著根際促生菌一一蒼白桿菌(Ochrobactrum SP.MGJ11)，并W大豆為例