协助寄主植物缓解镉离子胁迫的菌株1jn2及应用其制备菌剂的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于植物保护技术领域，涉及协助寄主植物缓解镉离子胁迫的抗逆菌株 1JN2及应用其制备菌剂的方法。
【背景技术】
[0002] 随着工业化进程的加快和人口的持续增长，重金属污染已成为全球性的问题。农 用土壤是受人类活动强烈影响的一类特殊土壤，其环境质量与人们的身体健康密切相关。 土壤污染源主要来自工业"三废"和农药、化肥的大量使用，污染物可通过灌溉水进入土壤， 也可通过大气污染、空中的颗粒物（含重金属和致癌物质等）干湿沉降造成土壤污染，随着 时间的推移，农田表层土壤镉、铅、铜、锌等重金属含量有增加的趋势。由于农作物的吸收作 用，重金属元素从土壤中迁移转化到农作物根茎叶及果实中去，从而连带造成农作物的重 金属污染，危及人们的健康水平。其中镉已经成为威胁农业生产的罪魁祸首。全球每年释 放到环境中的镉高达3.9 XlO4 t。而在环洪泽湖地区造成污染的几种重金属当中，镉的污 染程度也要高于其他几种。镉污染给种植业带来的损失非常严重，更重要的是这些受镉污 染的农产品对于人类健康的影响是无法衡量的。镉中毒可使肌内萎缩关节变形，骨骼疼痛 难忍，不能入睡，发生病理性骨折，以致死亡。因此，如何修复这些受到镉污染的土地和水体 已经是我们急需面对的问题。
[0003] 目前，对于重金属污染所采用的修复手段包括：工程修复、电动修复、电热修复、土 壤淋洗以及化学修复，这些方法虽然在一定程度上能够缓解重金属污染，但是却存在着一 些弊端：实施工程量大，投资费用高，破坏土体结构，引起土壤肥力下降，并且还要对换出的 污土进行堆放或处理；其中化学修复只是改变重金属的存在形态，并不能彻底根除，还存在 再度活化污染的可能。另外，通过一些特定植物对金属离子的提取、挥发以及稳定等特性还 可以利用植物进行重金属污染修复。这种生物修复方式由于效果好、易操作等特点已经收 到越来越多的重视。但是却只是用于非耕作土壤或水体的修复，对于农田重金属污染依然 无能无力。
[0004] 利用自然环境中分离得到的有益微生物来修复农田及水体的重金属污染就可以 克服这一困难。受到重金属污染的土壤，往往富集多种耐重金属的真菌和细菌，微生物可以 通过多种作用方式影响土壤重金属的毒性。微生物修复技术具有投资少、效率高、原位处理 低浓度有害污染物的特性，在环境治理中显示了极大的潜力，还可以协调经济发展与环境 保护之间的关系，实现社会的可持续发展。
[0005] 综上所述，通过筛选和开发一些能够吸收固定土壤中特定污染物的植物根围促生 细菌来协助寄主植物缓解镉离子胁迫带来的压力，具有很好的意义与开发前景。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是：提供一种协助寄主植物缓解镉离子胁迫的抗逆菌株1JN2及应 用其制备菌剂的方法，在蔬菜的生产当中提供能够协助寄主植物有效缓解镉离子胁迫压力 的抗逆菌株1JN2,从而帮助寄主植物应对由于环境污染带来的逆境，在一定程度上保证蔬 菜的安全生产。
[0007] 本发明的技术解决方案是：该协助寄主植物缓解镉离子胁迫的抗逆菌株1JN2为 枯草芽孢杆菌5^07/5·)，与2014年10月13日保藏于中国微生物菌种保藏管 理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所，菌 种保藏号为CGMCC NO. 9759。
[0008] 其中，该抗逆菌株1JN2用于制备菌剂的方法是：将抗逆菌株1JN2在LB培养液 28°C 180 rpm振荡培养16 h，然后6000 rpm离心10 min,用灭菌水重悬浮稀释得菌剂，菌 剂成品中活菌总浓度为IXlO9 -IXlOici CFU/mL。
[0009] 其中，该菌剂在协助寄主植物缓解镉离子胁迫的应用方法是：温室条件下，在辣椒 和黄瓜移栽时，用IO 9CFUAiL的菌剂灌根处理，20mL/株；移栽一周后，用30mg/L硫酸镉灌 根处理，20mL/株。
[0010] 本发明的有益效果表现在：协助寄主植物缓解镉离子胁迫的抗逆菌株1JN2及菌 剂是专门针对植物生长中遇到的镉离子污染所开发，它能够通过自身的胞外多糖吸附并且 固定镉离子，从而降低寄主植物对于环境中镉离子的吸收和累积，相比于化学处理方法具 有成本低、无毒无害、对环境及人畜友好等优点，能够协助植物度过镉离子污染逆境，并且 减少植物对于镉离子的吸收和累积，从而在源头上降低食品安全风险。
【附图说明】
[0011] 图1为菌株1JN2在镉离子处理后不同时间电镜照片。
[0012] 图中：第一排A1-A4分别为对照组和处理组12h群体和单细胞形态；第二排B1-B4 分别为对照组和处理组24h群体和单细胞形态；第三排C1-C4分别为对照组和处理组36h 群体和单细胞形态；第四排D1-D4分别为对照组和处理组48h群体和单细胞形态；第五排 E1-E4为处理组48h胞外多糖形态。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为 是对技术方案的限制。
[0014] 菌株来源：采用稀释涂板法分离自山东省莱芜市莱西镇的生姜植株中，菌株编号 为1JN2,抗逆菌株1JN2为枯草芽孢杆菌与2014年10月13日保藏 于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院 中科院微生物研究所，菌种保藏号为CGMCC NO. 9759。
[0015] 菌株鉴定：通过16S rDNA序列比对，菌株1JN2与枯草芽孢杆菌（Genebank登录 号AB383135. 1)序列相似性99% ;另外菌株1JN2革兰氏染色反应阳性，在LB培养基上形成 l-3mm菌落，边缘不整齐，污白色，表面粗糙不透明，与《常用细菌学鉴定手册》中枯草芽孢杆 菌的特性一致，故鉴定为枯草芽孢杆菌
[0016] 实施例1 :将抗逆菌株IJN2在LB培养液28°C 180 rpm振荡培养16 h，然后6000 rpm离心10 min，用灭菌水重悬浮稀释得菌剂，菌剂成品中活菌总浓度为IXlO9 -IXIOki CFU/mLo
[0017] 实施例2 :将抗逆菌株1JN2接种到含有终浓度为15mg/L硫酸镉的LB培养液中 (培养液配制用水为去离子水)，28°C，180 rpm摇床培养24h ;分别从培养后的培养液中吸取 2mL在600nm下检测其吸光值，另取ImL培养液进行消化用以测定其中镉离子浓度。
[0018] 菌株的筛选依据：将活化后的菌株接种到含有终浓度为15mg/L硫酸镉的LB培养 液中（培养液配制用水为去离子水)，28°C，180 rpm摇床培养24h ;分别从培养后的培养液 中吸取2mL在600nm下检测其吸光值，以此判断菌株生长情况；另取ImL培养液进行消化 用以测定其中镉离子浓度，消化方法如下=ImL培养液中分别加入9mL去离子水，转移至 50mL小烧杯中，加入浓硝酸lmL，80°C水浴，蒸发至ImL再加入浓硝酸lmL、高氯酸0. 5mL，混 匀后继续水浴蒸发至lmL，冷却，加入4mL去离子水，混匀后利用原子发射光谱法（ICP)测定 其中镉离子浓度。
[0019] 表1:温室实验菌株信息
【主权项】
1. 协助寄主植物缓解镉离子胁迫的抗逆菌株1JN2,其特征是：该抗逆菌株1JN2为枯草 芽孢杆菌2014年10月13日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员 会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所，菌种保藏 号为CGMCCNO. 9759。
2. 权利要求1所述的抗逆菌株1JN2用于制备菌剂的方法，其特征是该菌剂的制备方 法是：将抗逆菌株1JN2在LB培养液28°C180rpm振荡培养16h，然后6000rpm离心10 min，用灭菌水重悬浮稀释得菌剂，菌剂成品中活菌总浓度为IXlO9 -IXlOiciCFU/mL。
3. 权利要求2所述的抗逆菌株1JN2用于制备菌剂的方法，其特征是该菌剂在协助寄 主植物缓解镉离子胁迫的应用方法是：温室条件下，在辣椒和黄瓜移栽时，用IO9CFUAiL的 囷剂灌根处理，20mL/株；移栽'~周后，用30mg/L硫酸铺灌根处理，20mL/株。
【专利摘要】本发明公开了协助寄主植物缓解镉离子胁迫的抗逆菌株1JN2及应用其制备菌剂的方法，该抗逆菌株1JN2为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis），2014年10月13日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，菌种保藏号为CGMCC NO.9759；将抗逆菌株1JN2在LB培养液28℃180rpm振荡培养16h，6000rpm离心10min，用灭菌水重悬浮稀释得菌剂，菌剂成品中活菌总浓度为1×109 -1×1010 CFU/mL；温室条件下，在辣椒和黄瓜移栽时，用109CFU/mL的菌剂灌根处理，20mL/株；移栽一周后，用30mg/L硫酸镉灌根处理，20mL/株。本发明的菌株1JN2在镉离子处理条件下能够增强寄主植物的耐受性，在镉离子处理后24h开始进行自我复原并且在48h出现胞外多糖固化现象，帮助寄主植物应对由于环境污染带来的逆境，在一定程度上保证蔬菜的安全生产。CGMCC No.975920141013
【IPC分类】A01P21-00, C12N1-20, C12R1-125, A01N63-02
【公开号】CN104726361
【申请号】CN201410678518
【发明人】杨威, 闫海霞, 汪家璐, 罗玉明, 王新风, 纪丽莲
【申请人】淮阴师范学院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年11月24日