一株耐镉的水稻内生耐金属贪铜菌及其应用

本发明涉及农业微生物和重金属污染防治领域，具体涉及，一株耐受高浓度镉离子的水稻内生耐金属贪铜菌及其在水稻生长与镉污染修复等方面的应用。

背景技术：

1、随着土地污染问题的不断加剧，特别是重金属污染，人们对粮食安全的关注日益增加。作为全球最大的水稻消费国家，我国对稻米品质的要求也越来越严格。研究表明，土壤中的镉污染是重金属污染中最为严重的问题之一。水稻在种植过程中容易吸收土壤中的镉离子，导致“镉大米”现象。长期摄入镉超标的稻米会引发多种健康问题，包括骨质疏松、肾损伤、性功能障碍以及癌症等。因此，限制稻米中镉的积累，减少镉通过食物链对人体健康造成危害已成为亟需解决的问题。

2、在众多降低稻米镉含量的方法中，利用内生菌对重金属进行修复以减轻水稻受到重金属毒害已成为新兴的研究热点和方向。内生菌是一类存在于水稻内生生态系统中的微生物，在与水稻共生共存过程中具备特殊的生态功能和适应性。内生菌可以通过生物吸附、生物转化、胞外沉淀和生物累积和外排等来修复水稻中的重金属离子，从而减少这些重金属在水稻植株中的积累。此外，内生菌还具有降解土壤中重金属的能力，通过代谢活动将重金属转化为无害或低毒的形式，从而减少其在土壤中的含量，保护水稻生长环境的健康。

3、目前，许多研究团队已经着手研究并筛选出具有抗镉性能的内生菌菌株，如嗜麦芽窄食单胞菌，芽孢杆菌和缺陷短波单胞菌等。它们在水稻种植系统中引入后能有效地降低土壤中镉离子的浓度，并减少水稻对镉的吸收，然而，这些内生菌仍然存在耐镉浓度低，镉去除能力差等问题。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题为：提供一株具有对镉的超高耐受性和去除能力的水稻内生耐金属贪铜菌。

2、本发明的技术方案为：一株耐镉的水稻内生耐金属贪铜菌(cupriavidusmetallidurans)cml2，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m20231365，保藏日期为2023年07月24日。

3、一种制剂，含有上述所述的耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2。

4、上述所述的耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2或制剂在降镉上的用途。

5、进一步地，所述降镉为降低含镉土壤或废水中的镉含量。

6、进一步地，所述降镉为降低镉离子对水稻生长的胁迫或减少水稻镉含量。

7、耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2的16s rdna序列如seq idno.1所示。

8、耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2为发明人从镉处理的水稻中筛选、分离获得的内生细菌，除了拥有更高的镉耐受力外，应用于原位去除水稻中的镉污染时会更加安全。

9、耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2能在2400mg/l cdcl2的nb液体培养基中生长，具有非常优异的镉耐受能力，该菌株能在培养180h后，使cd2+浓度由初始的400mg/l下降到108mg/l，cd2+吸附量为292mg/l，对cd去除率可达73％。

10、耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2能降低土壤中的镉浓度，由初始有效镉浓度约为19.11mg/kg下降到约7.52mg/kg，去除率约为60.62％。因此，该菌株可用于镉污染的土壤或废水等的降镉处理。

11、耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2具有产铵态氮、产嗜铁载体等多种促进植物生长发育的能力，对水稻生长具有一定的促生潜力。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、本发明菌株cml2是一种耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)，具有高度抗镉能力去除能力，因此能够显著降低溶液中的镉离子浓度，缓解镉离子对生物体的毒性作用。

14、此外，菌株cml2是一株与水稻共生的细菌，在促进水稻生长发育方面具有产铵态氮和嗜铁载体等能力。与现有报道相比，该菌株能够耐受更高浓度的镉，并在去除镉离子方面表现出明显的提升，同时还具备一定的促进生长潜力。应用该内生菌株，能有效降低土壤中的镉浓度，减轻水稻受到重金属毒害的影响，并降低稻米中镉含量，以确保粮食安全和人体健康。此外，这也有助于改善土壤环境并促进可持续农业发展，为解决土壤重金属污染和粮食安全问题提供以一种高效、稳定和可行的新途径。

15、保藏信息

16、耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2于2023年07月24日保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m 20231365，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号。

技术特征：

1.一株耐镉的水稻内生耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m 20231365，保藏日期为2023年07月24日。

2.一种制剂，含有权利要求1所述的耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2。

3.权利要求1所述的耐金属贪铜菌(cupriavidus metallidurans)cml2或权利要求2所述的制剂在降镉上的用途。

4.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述降镉为降低含镉土壤或废水中的镉含量。

5.根据权利要求3所述的用途，其特征在于，所述降镉为降低镉离子对水稻生长的胁迫或减少水稻镉含量。

技术总结
本发明公开了一株耐镉的水稻内生耐金属贪铜菌及其应用，该菌株为对镉具有超高耐受性(2400mg/L)的水稻内生耐金属贪铜菌(Cupriavidus metallidurans)CML2，菌株表现出极强的耐镉特性和高效镉离子去除能力，可显著降低土壤中的镉离子浓度，并减轻其对生物体的毒性。此外，CML2菌株是一种存在于水稻内生生态系统中的菌株，具备产生铵态氮和嗜铁载体等促进水稻生长发育的能力。相较于现有研究，该菌株在耐镉能力和镉离子去除方面取得了显著的突破，并具备一定的潜力作为生物修复手段来降低水稻种镉离子的积累。因此，利用该菌株可以有效地实现水稻的同时增产和修复，为解决镉污染问题提供一种安全、高效和环保的生物修复方法。

技术研发人员：喻雪婧,张媛,肖诺牵,张献华,李亚东,吴姗,李林洁,高畅,鲁悦,吴曈
受保护的技术使用者：湖北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15