本发明属于生物应用
技术领域：
。更具体地，本发明涉及一株青霉(Penicilliumsp.)LX-ZJ-2，还涉及青霉(Penicilliumsp.)LX-ZJ-2的用途。
背景技术：
：中国是世界钢铁第一生产大国，2012年中国粗钢产量高达7亿吨，占世界钢铁生产总量的46.3％。在炼铁、炼钢过程中排放的副产品，约占钢铁产量的15～20％。但是，我国钢铁工业废渣的利用率仅有约10％，远低于欧美等发达国家。大量无处理的废渣任意堆积，不仅侵占大量土地，而且带来环境污染，更是一种资源浪费。国家“十二五”发展要求炼钢、炼铁产出的硅酸盐副产品循环利用率达到60％以上，工业废渣的资源化再利用是钢铁行业面临的紧迫任务。这些硅酸盐副产品含有大量植物生长所需要的营养元素，如Ca(29％～36％)、Si(4％～12％)、Fe(6％～27％)、Mg(1.8％～10.2％)及少量的P、Mn、Cu、Zn等元素，同时这些硅酸盐副产品还具有较大的比表面积和孔隙度，是优良的硅钙肥原料和酸性土壤改良剂。钢渣硅钙肥在日本、欧洲、美国以及中国等许多国家都有施用，研究表明这种工业废渣制成硅钙肥可以显著促进作物生长，提高植物对生物和非生物胁迫的抵抗能力，继而提高作物产量。因此这些炼钢、炼铁产生的废渣做成农用硅钙肥不仅有利于农业生产，而且对钢铁行业都具有重要的经济效益和环境效益。这些铁渣、钢渣中含量较高的是硅元素，硅在国际土壤界被列为继氮、磷、钾之后的第四大元素肥料。它主要用于水稻、小麦、玉米等喜硅作物，尤其是水稻。水稻素有硅酸植物之称，在缺硅土壤上施用硅肥可以增加水稻分蘖数，提高有效收获穗数，还可以提高结实率，促进干物质累积，进而增加产量，并有改善米质的作用；另外，硅肥抗稻瘟病的效果最显著，主要表现为增加水稻自身抗病能力，即使水稻感染某些病害，也可以使病斑硅质化，控制病斑发展；其次是抗褐变穗、纹枯病。目前，硅肥的品种主要有枸溶性硅肥、水溶性硅肥两大类，枸溶性硅肥是指不溶于水而溶于酸后可以被植物吸收的硅肥，田间施用的硅肥主要是含硅酸盐的工业废渣，如钢渣、铁渣、炼铜渣、炼铝赤泥、粉煤灰硅钙肥和黄磷渣以及水泥窑灰和硅镁钾肥等，这种肥料一般施用量较大，但吸收过于缓慢，主要是由于其中的硅酸盐不容易被植物吸收，所以如何提高硅肥中有效元素利用率，使其更快更容易被植物吸收利用成为了迫切需要解决的问题。通过生物方法使工业废渣的农业资源化利用更加高效，对发展生态文明农业和钢铁行业环境友好型循环发展具有重要的意义。技术实现要素：[要解决的技术问题]本发明的目的是提供一株青霉(Penicilliumsp.)LX-ZJ-2。本发明的另一个目的是提供青霉LX-ZJ-2的用途。[技术方案]本发明是通过下述技术方案实现的。本发明涉及一株青霉(Penicilliumsp.)LX-ZJ-2，该菌株已于2016年6月23日在中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏号为CGMCCNo.12628。本发明还涉及所述的青霉LX-ZJ-2菌株在活化水淬渣硅和钙元素中的用途。根据本发明的一种优选实施方式，所述活化方法的步骤如下：A、青霉LX-ZJ-2孢子粉制备①PDA培养基制备:配制含有20g/l蔗糖、200g/l土豆、20g/l琼脂、自然pH的水溶液，让该水溶液在温度121℃下灭菌30min，得到PDA培养基；②青霉培养：挑取一环青霉LX-ZJ-2接种于步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中28℃下斜面培养3～4天，得到一种青霉培养物；③孢子粉制备：挑取一环步骤②得到的青霉培养物转接种至步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下平板培养3～4天，得到青霉LX-ZJ-2孢子粉，它再与80～100目干稻草粉吸附载体混合均匀，让青霉LX-ZJ-2孢子粉完全吸附在干稻草粉上；④孢子粉活菌计数：采用常规活菌计数方法对步骤③得到的孢子粉进行活菌计数，该孢子粉活菌数是2～3×109个/克；B、水淬渣预处理使用粉碎设备将水淬渣粉碎至150～200目；C、活化处理按照孢子粉：水淬渣：土壤的重量比为1：0.8～1.2：450～550，先让步骤A得到的活菌数为2～3×109个/克的青霉LX-ZJ-2孢子粉与步骤B得到的水淬渣粉混合均匀，再与农用土壤混合均匀，以使所述土壤中青霉LX-ZJ-2活菌数达到106个/克；然后往该混合物中加水，使其湿润并放置，取样，检测水溶性硅和交换性钙含量。根据本发明的另一种优选实施方式，所述的水淬渣是在炼铁过程中产生的富含硅酸盐的炉渣。根据本发明的另一种优选实施方式，所述农用土壤是过2毫米筛的筛下土。下面将更详细地描述本发明。本发明涉及一株青霉(Penicilliumsp.)LX-ZJ-2，该菌株已于2016年6月23日在中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏号为CGMCCNo.12628。本发明的青霉株LX-ZJ-2属真菌的青霉属，是由河北省秦皇岛市抚宁区农作物耕作地区的植物根系周围土壤中分离得到的。具体分离方法如下：将10g上述土壤样品与90g无菌水加到三角瓶中，震荡摇匀，得到10-1稀释度的土壤悬液，然后取10ml土壤悬液，往其中添加90ml无菌水，震荡摇匀，得到10-2稀释度的土壤悬液，按照同样的方式相继制备得到10-3、10-4、10-5稀释度的土壤悬液。将不同稀释度的土壤悬液分别涂布在含有溴麝香草酚蓝(以重量计0.25％浓度，1～2ml/l)的常规PDA固体培养基上，在温度28℃下培养4-6天。菌体在含有溴麝香草酚蓝的培养基中生长时，如果产酸则平板变黄，如果产碱则平板变蓝，挑取平板产酸面积最大的菌株进行分离纯化。其中菌株LX-ZJ-2在平板上产酸面积最大，所以选取该菌落进行纯化培养。菌落特征：该菌株在温度28℃下恒温培养4～6天后，菌落正面形成暗绿色孢子，菌落背面淡黄色，直径30～50mm，分生孢子椭圆形，大小为4～6μm(长)×3～4μm(宽)，分生孢子呈链状生于孢子梗上，分生孢子梗无色、有分隔，小梗丛生于分支顶端。菌种鉴定：该菌株进行18SrDNA序列测定，按照本
技术领域：
的技术人员熟知的真菌DNA提取方法制备样品总DNA。合成真菌DNA通用引物如下：ITS15’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’ITS45'-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’PCR体系(25μL)：反应程序：94℃4min；94℃1min，52℃1min，72℃1min，35个循环；72℃10min。琼脂糖凝胶电泳检测合格后送北京三博远志公司测序。将测到的DNA序列进行人工矫正后，使用NCBI中的Blast程序中在线比对，经过比对，该菌株与青霉的相似度为99％，所以断定该菌株为青霉。本发明还涉及所述的青霉LX-ZJ-2菌株在活化水淬渣中硅和钙元素的用途。青霉LX-ZJ-2菌株对水淬渣中硅和钙活化作用试验如下：PDA培养基的制备:配制含有20g/l蔗糖、200g/l土豆、20g/l琼脂、自然pH的水溶液，让该水溶液在温度121℃下灭菌30min，得到PDA培养基；马丁氏液体培养基的制备：配制含有10g/l葡萄糖、5g/l蛋白胨、1g/l磷酸二氢钾、0.5g/l七水硫酸镁、自然pH的水溶液，让该水溶液在温度112℃下灭菌30min，得到马丁氏液体培养基。青霉培养：挑取一环青霉LX-ZJ-2接种于PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下斜面培养3～4天，得到一种青霉培养物；水淬渣的制备：将水淬渣粉碎至150-200目。实验分两组进行，其中：第一组是往马丁氏液体培养基中加入水淬渣(0.5g/100ml)；第二组是往马丁氏液体培养基中加入水淬渣(0.5g/100ml)与一环青霉LX-ZJ-2；每组按照三个平行进行；将两组培养物均放到在恒温摇床中在温度28℃下培养48h，然后用滤纸过滤，得到的上清液采用常规钼蓝比色法检测发酵液中的水溶性硅含量。检测结果表明，第一组无青霉LX-ZJ-2的水溶性硅含量为816.83mg/kg；第二组有青霉LX-ZJ-2的水溶性硅含量为2369.35mg/kg；第二组的水溶性硅含量比第一组高190％。这个实验充分证明了青霉LX-ZJ-2能够非常明显有效地促进水淬渣释放水溶性硅。根据本发明，青霉LX-ZJ-2在土壤环境中活化水淬渣中硅和钙元素方法的步骤如下：A、青霉LX-ZJ-2孢子粉制备①PDA培养基制备:配制含有20g/l蔗糖、200g/l土豆、20g/l琼脂、自然pH的水溶液，让该水溶液在温度121℃下灭菌30min，得到PDA培养基；②青霉培养：挑取一环青霉LX-ZJ-2接种于步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下斜面培养3～4天，得到一种青霉培养物；③孢子粉制备：挑取一环步骤②得到的青霉培养物转接种至步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下平板培养3～4天，得到青霉LX-ZJ-2孢子粉，它再与80～100目干稻草粉吸附载体混合均匀，让青霉LX-ZJ-2孢子粉完全吸附在干稻草粉上；④孢子粉活菌计数：采用常规活菌计数方法对步骤③得到的孢子粉进行活菌计数，该孢子粉活菌数是2～3×109个/克；B、水淬渣预处理使用粉碎设备将水淬渣粉碎至150～200目；所述的水淬渣是在炼铁过程中高炉热熔矿渣用水急速冷却后可变为疏松的富含硅酸盐的炉渣。C、活化处理按照孢子粉：水淬渣：土壤的重量比为1：0.8～1.2：450～550，先让步骤A得到的活菌数为2～3×109个/克的青霉LX-ZJ-2孢子粉与步骤B得到的水淬渣粉混合均匀，再与过2毫米筛的农用土壤(筛下部分)混合均匀，以使所述土壤中青霉LX-ZJ-2活菌数达到106个/克；然后往该混合物中加水，使其湿润并放置，取样，检测水溶性硅和交换性钙含量。具体地，平行地进行两组水淬渣土壤实验：第一组，称取500g常规土，与1g水淬渣搅拌均匀，再加入100ml水，室温放置，保持湿润；第二组，称取500g常规土，与1g水淬渣与1g青霉LX-ZJ-2孢子粉(孢子粉活菌数为2～3×109个/克)，搅拌均匀，加100ml水，室温放置，保持湿润；上述两组样品放置12天，取土样，自然阴干，采用常规钼蓝比色法和土壤交换性钙镁检测方法，检测这些土壤样品中的水溶性硅和交换性钙。检测结果列于下表1中。表1：土壤样品中水溶性硅和交换性钙检测结果第一组第二组提高％交换性钙，g/kg7.167.819％水溶性硅，g/kg232.44276.5619％表1的结果表明，与没有施用青霉LX-ZJ-2孢子粉相比，施用青霉LX-ZJ-2孢子粉的交换性钙提高9％，水溶性硅提高19％，这个结果充分说明青霉LX-ZJ-2孢子粉能够非常明显促进水淬渣释放硅和钙，因此具有非常重要的意义。青霉LX-ZJ-2和水淬渣在水稻种植应用试验如下：I、试验土壤：秦皇岛抚宁水稻土，它含有59.7mg/kg碱解氮、18.6mg/kg有效磷、117.2mg/kg有效钾、2.4％有机质、110mg/kg有效硅、30.6mg/kg可溶性硅、pH5.8；阴干，选用通过2mm筛的筛下部分。II、土壤饱和含水量测定：取一定量试验土壤放入布什漏斗中，不断加水至基本不再滴水，过夜。取试验土放入铝盒中称重，用酒精灼烧至干，再称重。根据试验前后土壤重量计算含水量，测得该水稻土饱和含水量是以重量计37％。III、试验处理：CK：基肥，每kg土为0.15gN、0.1gP2O5与0.15gK2O。处理1：基肥+青霉LX-ZJ-2孢子粉(106个/kg土)处理2：基肥+水淬渣(2.3g/kg土)处理3：基肥+青霉LX-ZJ-2孢子粉(106个/kg土)+水淬渣(2.3g/kg土)青霉LX-ZJ-2孢子粉是载体吸附的青霉LX-ZJ-2孢子粉。IV、检测项目：采用本
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的常规方法检测全氮、磷、钾、硅含量。苗期：植株全氮、磷、钾、硅含量；分蘖期：植株全氮、磷、钾、硅含量；成熟期：植株全氮、磷、钾、硅含量；分蘖数、根重、产量。试验结果见表2-4。表2：水稻根、穗、分蘖数测定值表3：水稻植株全磷、全硅测定值表4：水稻植株全磷、全硅测定值由表2-4可以清楚地看出，当青霉LX-ZJ-2与水淬渣同时施用时，可明显促进植物的生长，比单独施用水淬渣提高了利用率，促进根部发育，提高根系干重34.52％；提高水稻分蘖数36.35％；植株全钾提高6.4％；植株全氮提高9.6％；植株全磷提高9.4％；植株全硅提高13.6％。因此，将青霉LX-ZJ-2与水淬渣同时施用效果是极其显著的，也是人们未曾预料到的，它的推广应用具有十分重要的意义。[有益效果]本发明的有益效果是：本发明提供了一株青霉株LX-ZJ-2，经过实验证明，该菌株可以活化水淬渣中的硅和钙，在液体环境下48h，水淬渣中水溶性硅释放量比对照提高190％；在土壤环境中也可以活化提高水淬渣中硅和钙的释放率，将水淬渣和青霉株LX-ZJ-2孢子粉同时施入土壤中，12天后调查水淬渣在土壤中硅和钙的释放，结果添加孢子粉的水淬渣比不添加孢子粉的处理，交换性钙释放提高了8.6～10.3％，水溶性硅的释放提高了17.7～20.9％；该菌株与水淬渣同时施用可明显促进植物的生长，提高了水淬渣利用率，在水稻上施用后，可以促进根部发育，提高根系干重34.52％；提高水稻分蘖数36.35％；植株全钾提高6.4％；植株全氮提高9.6％；植株全磷提高9.4％；植株全硅提高13.6％。因此，该菌株在与水淬渣同时施用时可以提高水淬渣中有效元素利用率，在炼铁、炼钢等工业废渣农业资源化利用方向具有极其好的应用前景。青霉(Penicilliumsp.)LX-ZJ-2，该菌株已于2016年6月23日在中国科学院微生物研究所中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，其保藏号为CGMCCNo.12628。【具体实施方式】通过下述实施例将能够更好地理解本发明。实施例1：水淬渣中硅和钙元素活化处理该实施例的实施步骤如下：A、青霉LX-ZJ-2孢子粉制备①PDA培养基制备:配制含有20g/l蔗糖、200g/l土豆、20g/l琼脂、自然pH的水溶液，让该水溶液在温度121℃下灭菌30min，得到PDA培养基；②青霉培养：挑取一环青霉LX-ZJ-2接种于步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下斜面培养3天，得到一种青霉培养物；③孢子粉制备：挑取一环步骤②得到的青霉培养物转接种至步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下平板培养4天，得到青霉LX-ZJ-2孢子粉，它再与80目干稻草粉吸附载体混合均匀，让青霉LX-ZJ-2孢子粉完全吸附在干稻草粉上；④孢子粉活菌计数：采用常规活菌计数方法对步骤③得到的PDA平板培养物孢子粉进行活菌计数，该孢子粉活菌数是2×109个/克；B、水淬渣预处理使用粉碎设备将水淬渣粉碎至180目；C、活化处理按照孢子粉：水淬渣：土壤的重量比为1：0.8：550，先让步骤A得到的活菌数为2×109个/克的青霉LX-ZJ-2孢子粉与步骤B得到的水淬渣粉混合均匀，再与过2毫米筛的秦皇岛抚宁水稻土混合均匀，以使所述土壤中青霉LX-ZJ-2活菌数达到106个/克；下面平行地进行两组水淬渣土壤实验：第一组，称取550g常规土，与0.8g水淬渣搅拌均匀，再加入100ml水，室温放置，保持湿润；第二组，称取550g常规土，与0.8g水淬渣和1g青霉LX-ZJ-2孢子粉(孢子粉活菌数为2×109个/克)，搅拌均匀，加100ml水，室温放置，保持湿润；上述两组样品放置12天，取土样，自然阴干，采用常规钼蓝比色法和土壤交换性钙镁检测方法，检测这些土壤样品中的水溶性硅和交换性钙。其结果列于表5中。表5：土壤样品中水溶性硅和交换性钙检测结果第一组第二组提高％交换性钙，g/kg7.187.9210.3％水溶性硅，g/kg229.44277.6120.9％实施例2：水淬渣中硅和钙元素活化处理该实施例的实施步骤如下：A、青霉LX-ZJ-2孢子粉制备①PDA培养基制备:配制含有20g/l蔗糖、200g/l土豆、20g/l琼脂、自然pH的水溶液，让该水溶液在温度121℃下灭菌30min，得到PDA培养基；②青霉培养：挑取一环青霉LX-ZJ-2接种于步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下斜面培养4天，得到一种青霉培养物；③孢子粉制备：挑取一环步骤②得到的青霉培养物转接种至步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下平板培养3天，得到青霉LX-ZJ-2孢子粉，它再与100目干稻草粉吸附载体混合均匀，让青霉LX-ZJ-2孢子粉完全吸附在干稻草粉上；④孢子粉活菌计数：采用常规活菌计数方法对步骤③得到的PDA平板培养物孢子粉进行活菌计数，该孢子粉活菌数是3×109个/克；B、水淬渣预处理使用粉碎设备将水淬渣粉碎至150目；C、活化处理按照孢子粉：水淬渣：土壤的重量比为1：1.0：450，先让步骤A得到的活菌数为3×109个/克的青霉LX-ZJ-2孢子粉与步骤B得到的水淬渣粉混合均匀，再与过2毫米筛的秦皇岛抚宁水稻土混合均匀，以使所述土壤中青霉LX-ZJ-2活菌数达到106个/克；下面平行地进行两组水淬渣土壤实验：第一组，称取450g常规土，与1g水淬渣搅拌均匀，再加入100ml水，室温放置，保持湿润；第二组，称取450g常规土，与1g水淬渣与1g青霉LX-ZJ-2孢子粉(孢子粉活菌数为3×109个/克)，搅拌均匀，加100ml水，室温放置，保持湿润；上述两组样品放置12天，取土样，自然阴干，采用常规钼蓝比色法和土壤交换性钙镁检测方法，检测这些土壤样品中的水溶性硅和交换性钙。其结果列于表6中。表6：土壤样品中水溶性硅和交换性钙检测结果第一组第二组提高％交换性钙，g/kg6.997.598.6％水溶性硅，g/kg235.71283.0220.5％实施例3：水淬渣中硅和钙元素活化处理该实施例的实施步骤如下：A、青霉LX-ZJ-2孢子粉制备①PDA培养基制备:配制含有20g/l蔗糖、200g/l土豆、20g/l琼脂、自然pH的水溶液，让该水溶液在温度121℃下灭菌30min，得到PDA培养基；②青霉培养：挑取一环青霉LX-ZJ-2接种于步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下斜面培养3天，得到一种青霉培养物；③孢子粉制备：挑取一环步骤②得到的青霉培养物转接种至步骤①制备的PDA培养基中，在恒温培养箱中在温度28℃下平板培养4天，得到青霉LX-ZJ-2孢子粉，它再与90目干稻草粉吸附载体混合均匀，让青霉LX-ZJ-2孢子粉完全吸附在干稻草粉上；④孢子粉活菌计数：采用常规活菌计数方法对步骤③得到的PDA平板培养物孢子粉进行活菌计数，该孢子粉活菌数是2.6×109个/克；B、水淬渣预处理使用粉碎设备将水淬渣粉碎至200目；C、活化处理按照孢子粉：水淬渣：土壤的重量比为1：1.2：550，先让步骤A得到的活菌数为2.6×109个/克的青霉LX-ZJ-2孢子粉与步骤B得到的水淬渣粉混合均匀，再与过2毫米筛的秦皇岛抚宁水稻土混合均匀，以使所述土壤中青霉LX-ZJ-2活菌数达到106个/克；下面平行地进行两组水淬渣土壤实验：第一组，称取500g常规土，与1.2g水淬渣搅拌均匀，再加入100ml水，室温放置，保持湿润；第二组，称取500g常规土，与1.2g水淬渣与1g青霉LX-ZJ-2孢子粉(孢子粉活菌数为2.6×109个/克)，搅拌均匀，加100ml水，室温放置，保持湿润；上述两组样品放置12天，取土样，自然阴干，采用常规钼蓝比色法和土壤交换性钙镁检测方法，检测这些土壤样品中的水溶性硅和交换性钙。其结果列于表7中。表7：土壤样品中水溶性硅和交换性钙检测结果第一组第二组提高％交换性钙，g/kg6.887.498.9％水溶性硅，g/kg232.61273.6717.7％当前第1页1 2 3