红球菌nsx2及其在修复重金属污染土壤中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于重金属污染环境植物-微生物联合修复领域，具体涉及一种具有对重 金属镉、铜、锌抗性的植物促生菌及其应用。
【背景技术】
[0002] 土壤重金属污染问题已经成为人类生存和发展所面临的严重的环境问题，是影响 社会稳定的重要因素之一。据报道，中国遭受不同程度污染的耕地土壤面积已接近2000万 hm2,约占耕地土壤总面积的10%以上，最近，国内报导的蔬菜重金属超标问题，广西龙江的 镉污染事件，湖南武闪的血铅超标事件，使人们对重金属污染的问题越来越关注。传统重金 属污染的治理方法多为物理、化学法。如淋洗法、化学沉淀法、离子交换法、添加改良剂、活 性炭吸附法等，这些方法虽然可以快速地去除或者降低土壤中重金属的生物活性，但是对 土壤的构成和肥力造成一定的破坏，尤其是可以造成二次污染，并且这些方法的费用相对 较高。
[0003] 重金属污染土壤的植物修复指利用植物尤其是一些重金属超积累植物吸收污染 土壤中的重金属离子，从而达到修复目的的一种重金属污染土壤的修复新途径。与传统 重金属污染修复方法相比，植物修复法具有环境友好、不产生二次污染、修复成本低廉等优 点，使得植物修复法成为重金属污染修复研宄的热点，但植物修复技术的主要环节是对超 积累植物或积累植物的筛选与保证植物的正常生长，治理效果取决于超积累植物或积累植 物对重金属的提取能力和其生物量。
[0004] 目前大多数超积累植物或积累植物生物量小、生长缓慢、单位面积上植物对重金 属的吸收和积累总量少等瓶颈问题。近年来一些研宄表明，自然界存在着大量定殖在植物 根际，对植物生长具有促进作用的植物促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria， PGPR)，这些植物根际微生物能够产生植物生长激素、固氮、溶解无机磷等营养元素，不但可 以给植物提供必要的营养物质和生长调节因子来提高植物的生物量，还可以明显改变污染 土壤中重金属的活性和转移性，从而达到提高超积累植物修复效率的目的。因此，在农业 生产和重金属复合污染环境的治理中，开发具有多种重金属抗性，能够提高植物抗逆性和 促进植物生长的优良植物促生菌，对于重金属污染土壤的生物修复效率的提高具有重要意 义。
【发明内容】
[0005] 解决的技术问题：本发明目的是提供一种红球菌NSX2及其在修复重金属污染土 壤中的应用。
[0006] 技术方案：红球菌（Rhodococcus sp. )NSX2,该菌株已在国家知识产权局指定的保 藏单位保藏，保藏日期为2014年8月27日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员 会普通微生物中心，保藏地址：北京市北辰西路1号院3号，保藏编号：CGMCC No. 9611。
[0007] 所述的红球菌（Rhodococcus sp. )NSX2在修复重金属污染土壤中的应用。
[0008] 优选的，红球菌（Rhodococcus sp. )NSX2在与植物联合修复重金属污染土壤。
[0009] 所述重金属为镉、铜和锌中的至少一种。
[0010] 所述植物为伴矿景天。
[0011] 具体方法为：将红球菌属（Rhodococcus sp. )NSX2在含有灭菌液体LB培养基（g/ U :氯化钠10. 〇,蛋白胨10. 〇,酵母粉5. 0, pH 7. 0?7. 2,30°C、160r/min摇床振荡培养 48h，9000r/min，15min离心，小心弃去上清后收集菌体，以无菌水洗绦菌体2次，再重悬于 等体积的无菌水中作为种子液，冰箱保存备用；菌密度〇D600nm稀释至10 9cfu/mL，15mL菌 悬液加入至I. 5Kg Cd污染（0. 53mg/Kg)盆栽土中拌勾；超积累植物苗选择生长一年的伴矿 景天，株高l〇cm，置于温室中培养3个月收获完成修复。
[0012] -种植物促生菌制剂，有效成分为红球菌（Rhodococcus sp. )NSX2。
[0013] 有益效果：本发明菌株具有多种重金属（镉、铜、锌）抗性且能产生植物生长激素， 溶解难溶性无机磷，可以显著提高接种植物生物量，提高植物抗逆性，与重金属修复植物联 用可提高污染土壤修复效率，且环境友好无"二次污染"。
[0014] 1、重金属污染土壤植物的生理调节功能
[0015] 本发明菌剂中所采用的红球菌属（Rhodococcus sp.)能够产生植物生长激素 Π 引噪 乙酸（IAA)和 l-Aminocyclopropanecarboxylic acid(ACC)脱氨酶。其中，植物生长激素 吲哚乙酸（IAA)能够促进植物生长组织分生，促进植物生根等生理活性。在重金属污染环 境中，重金属离子的毒害使得植物体内乙烯含量升高，可导致植物生长明显受到抑制，由此 可看出ACC脱氨酶的活性与植物抗逆性关系密切，本菌剂红球菌属（Rhodococcus sp.)能 够以ACC为唯一氮源进行生长，在根际共生条件下能够通过产生ACC脱氨酶将乙烯前体ACC 分解成α-丁酮酸和氨，进而降低乙烯浓度来促进植物生长，尤其在重污染、高盐、干旱、洪 涝等逆境条件下效果更加明显。
[0016] 2. 土壤难溶性磷的活化作用
[0017] 磷是植物必须的仅次于氮元素的大量元素，但是磷肥施入土壤后，75%转化成不 容的磷酸盐形态，不能被植物吸收和利用。在植物促生菌中，溶磷微生物可以通过分泌有 机酸溶解土壤中难溶性的磷，提高土壤中可溶性磷的含量，从而提高植物对磷元素的吸收， 促进重金属修复植物的生长，进而提高重金属污染修复效率。本菌剂所采用的红球菌属 (Rhodococcus sp.)对难溶性磷酸盐如磷酸1?活化效果明显。
[0018] 3.菌株强化景天修复镉污染土壤效果
[0019] 目前，由于农田污灌、固体废弃物施用、化肥农药的大量使用以及矿山开采与冶炼 等人类活动，土壤作为环境的主要载体之一受重金属污染越来越严重。植物-微生物联合 修复因其在修复过程中不破坏土壤原有的结构，低成本，无二次污染而颇具吸引力。研宄者 提出了多种强化植物修复的措施，如通过接种植物促长根圈细菌、接种菌根菌、添加植物激 素等提高植物生物量；通过添加化学螯合剂、表面活性剂、活化重金属的微生物等提高重金 属的生物有效性。本发明菌剂中所采用的红球菌属（Rhodococcus sp.)在镉污染修复盆 栽实验中显示，加入菌液处理的伴矿景