CN114196591B

CN114196591B - 一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌菌株ky592及其应用

Info

Publication number: CN114196591B
Application number: CN202111602233.5A
Authority: CN
Inventors: 康耀卫; 唐珏辉; 苑莹
Original assignee: Kangshengyuan Zhaoqing Bio Tech Co ltd
Current assignee: Kangshengyuan Zhaoqing Bio Tech Co ltd
Priority date: 2021-12-24
Filing date: 2021-12-24
Publication date: 2023-07-14
Anticipated expiration: 2041-12-24
Also published as: CN114196591A

Abstract

本发明提供了一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592及其应用，涉及微生物技术领域。所述菌株KY592保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.24094。本发明的菌株对重金属镉具有耐受性，能够通过对镉的吸附和钝化进而降低水体或土壤中的镉含量，该菌株能够降低镉对植物(如玉米)的毒害作用并非常显著地降低玉米根部和地上茎叶部对镉的吸收和储藏。

Description

一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌菌株KY592 及其应用

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其是涉及一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592及其应用。

背景技术

随着工业以及城镇产业的进一步发展，重金属的污染问题受到越来越多的关注。过量的重金属不仅污染土壤和水体，而且对人体也会产生毒害作用。在不同类型的重金属污染中，镉污染的超标率达到7.0％，是污染范围较广且污染较严重的一种。此外，土壤中镉富集的问题会导致产生镉含量超标的农产品，这些农产品一旦进入食物链将会对人类产生危害。

对重金属的脱污修复通常有物理化学手段的修复、生物修复以及联合修复等。其中生物修复手段，尤其是利用具有固定或吸附重金属功能的微生物进行修复因其成本低、不易破坏土壤环境以及对环境友好等优点受到越来越多的关注和重视。钝化重金属的微生物主要分为真菌、放线菌和细菌三大类。目前，已经有较多具有重金属离子吸附性能的菌株的相关报道，在具有重金属镉吸附功能的菌种中，有假单胞菌(Pseudomonas sp.)、苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)等菌种。不同菌种对于重金属镉的生物吸附容量一般在几十到几百毫克每克。

黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)是Sinomonas属的一个新种，于2018年在中国安徽省的森林土壤中首次分离得到(Zhou Yu等，2009)。现阶段国内外对Sinomonas flava应用的研究较少。其中，Tong Liu、S.Mishra等人发现Sinomonas flava可被用于除去褐煤中的杂质硫，从而提高褐煤应用时释放的热量。王明清等人发现Sinomonas flava对黄曲霉毒素具有高效的降解作用，用其发酵液处理被黄曲霉毒素污染的花生，可显著降低污染花生中的黄曲霉毒素含量。虽然在镉污染领域已经有一些微生物菌种的相关研究和报道，然而，尚无有关黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)在镉污染方面发挥作用的相关报道。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592及其应用。本发明的菌株对重金属镉具有耐受性，能够通过对镉的吸附和钝化进而降低水体或土壤中的镉含量，该菌株能够降低镉对植物(如玉米)的毒害作用并非常显著地降低玉米根部和地上茎叶部对镉的吸收和储藏。

本发明提供的技术方案如下：

在第一方面，本发明提供一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592，所述菌株KY592保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.24094。

在本发明中，所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592的16S rDNA的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本发明对所采集到的170个不同省市的土样，采用高通量筛选方法筛选具有钝化重金属镉能力的多功能微生物菌株。从大约15万株微生物中筛选得到约64株可在250ppmCd²⁺及以上存在的条件下生长且具初步验证具有钝化重金属能力的微生物菌株，其中30株为可在液体中具有较强的、高效快速钝化重金属镉的目标微生物。其中，微生物菌株KY592分离自浙江省温州市的土壤样品，是属于生物安全等级1的微生物，其在液体中对重金属镉的钝化率为59.34％。该菌株对土壤中的重金属镉具有较强的钝化作用以及耐受作用，通过钝化作用将镉固定在污染土壤中，减少了植物对其的吸收利用。本发明菌株是一种具有修复重金属镉污染的新的微生物菌株。

在第二方面，本发明提供一种耐镉和/或降低有效镉含量的菌剂，所述菌剂含有前述的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592。

优选地，所述复合菌剂还包括与其一起使用的辅料，例如包括但不限于草炭、糠粉、麦麸、高岭土、轻质碳酸钙、硅藻土、白炭黑、滑石粉、细沙以及粘土中的一种或多种；或者，蔗糖、葡萄糖、蛋白胨、豆粕、十二烷基苯磺酸钠、木质素磺酸钠、烷基萘磺酸钠缩聚物中的一种或多种的混合物。

本发明的菌剂可以作为镉离子处理剂或削减作物中镉含量的土壤调理剂等用途使用。

在第三方面，本发明提供了所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或所述菌剂在吸附或钝化重金属镉中的应用。

在一个实施方案中，所述应用为水体和土壤重金属镉污染治理中的应用。本发明的菌株或含有其的菌剂能够去除水体镉污染、固定土壤中的镉。

在第四方面，本发明提供了一种钝化金属镉的方法，所述方法包括向重金属镉污染的环境中施加所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或所述菌剂。

在一个实施方案中，所述菌株或含有其的复合菌剂或所述菌株的培养物或代谢产物能够降低液体培养基中镉离子的含量。

在第五方面，本发明提供了所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或所述菌剂在农作物生产中的应用。

在一个实施方案中，所述应用为使用所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或所述菌剂以减少植物对镉的吸收和富集，缓解镉离子对植物胁迫，增强植物的耐受性。

在一个实施方案中，所述应用包括将所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或所述菌剂施入植物根际或对植物进行拌种后种植。

在一个具体的实施方案中，所述植物包括玉米。本发明的菌株或菌剂能够降低玉米的根部和茎叶部对镉的吸收或储藏，可以减轻土壤重金属镉对植物的危害，促进玉米的生长，尤其是帮助植物缓解镉离子胁迫，促进植物在镉离子胁迫环境下更好的生长。

菌株保藏信息：本发明的菌株黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号；保藏编号为No.24094；保藏时间为：2021年12月13日。经保藏中心于2021年12月13日检测为存活菌株并保藏。

有益效果：

本发明提供的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592具有较强的金属镉的耐受性；

本发明提供的菌株在液体中对重金属镉的钝化率为59.34％；能够固化或去除环境(例如土壤和水体)中的重金属镉；

本发明提供的菌株能够显著地减轻土壤重金属镉(Cd)对植物(玉米)的危害；可以明显地降低玉米根系和茎叶部位对重金属镉(Cd)的吸收或储藏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的KY27在系列浓度镉溶液下的生长情况；

图2为本发明提供的KY592在100倍油镜下的生长形态；

图3为本发明提供的处理组A(重金属镉)和处理组B(生物腐殖酸)浇灌的玉米形态图(俯视图)；

图4为本发明提供的处理组A(重金属镉)和处理组B(生物腐殖酸)浇灌的玉米形态图(正面图)；

图5为本发明提供的处理组A(重金属镉)和处理组C(KY592菌液)浇灌的玉米形态图(俯视图)；

图6本发明提供的处理组A(重金属镉)和处理组C(KY592菌液)浇灌的玉米形态图(正面图)。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1.高通量筛选具耐重金属(镉(Cd))功能的微生物菌株

1.1土样采集

从全国各地(特别是受重金属镉污染严重地区)共采集170多个土样样品，包括黑土、黏土、红土等多种土样，分别来源于森林、草地、小麦地、水稻田等。这些土样样品均标明采集地(省、市、县)、采集时间、采集来源(森林、草地、小麦地、水稻田等)。

1.2高通量富集筛选具耐重金属(镉(Cd))功能的微生物菌株

取五个土壤样品(每个土壤样品各取0.2g)混合并置于50mL 250ppm镉液体培养基中，在30℃下200r/min震荡培养3天，观察记录液体培养基浑浊度等的变化。

250ppm镉液体培养基：0.5g蛋白胨、0.5g酵母、1g葡萄糖、0.5g胰蛋白胨、0.3g丙酮酸钠、0.05g MgSO₄·7H₂O、987.5mL蒸馏水，121℃高压灭菌30min后加入12.5mL 20g/LCdCl₂溶液。

1.3平板划线分离具有耐重金属镉功能的微生物菌株

1.3.1分离具有耐重金属镉功能的微生物菌株

(1)取适量步骤1.2中在250ppm镉液体培养基中富集生长的微生物菌株悬浮液于250ppm镉固体培养基上平板划线，观察记录固体镉培养基中微生物生长情况。

250ppm镉固体培养基：0.5g蛋白胨、0.5g酵母、1g葡萄糖、0.5g胰蛋白胨、0.3g丙酮酸钠、0.05g MgSO₄·7H₂O、987.5mL蒸馏水、琼脂粉15g，121℃高压灭菌30min后加入12.5mL20g/L CdCl₂溶液。

(2)从(1)所述250ppm镉固体培养基中选取单菌落再一次在250ppm镉固体培养基上划线培养纯化，得到具有耐镉功能的微生物菌株。

1.4重复验证

将所得耐镉微生物再次在250ppm镉固体培养基划线培养，排除不能在特定培养基上长出单菌落的假阳性微生物，最终得到纯化的耐镉微生物菌株。

1.5结果

170多个土壤样品(含有近15万株微生物菌株)通过含重金属镉培养基进行富集筛选，共得到130株耐镉微生物。这些功能微生物的分类如下表所示：可以在1000ppm镉的条件下生长的微生物菌株有3株，可以耐500ppm镉的微生物菌株有35株，耐镉能力在250ppm的微生物菌株有92株。

表2.耐重金属镉(Cd)微生物统计表

实施例2.验证耐镉微生物在液体中钝化重金属镉的能力

2.1.微生物方法初步验证耐镉微生物在液体中钝化重金属镉(Cd)的能力

文献中报道验证微生物的钝化重金属镉(Cd)能力主要是通过原子吸收光谱法对液体或者盆栽试验的植物中残留重金属的含量进行测定。该方法的优点主要体现在可以直接测定重金属镉污染体的镉含量且测定结果具有精确性。然而，若待验证钝化重金属镉(Cd)能力的微生物数量达到几十甚至上百时，这个方法在筛选效率方面存在一定的缺陷。比如，火焰原子吸收光谱法对仪器要求高且操作步骤繁琐而无法快速的测定多个样品，盆栽试验中植物的生长周期长且无法同时对几十个或上百个微生物的钝化重金属镉(Cd)能力进行验证而严重降低验证效率等。因此，本研究利用微生物生长周期短、部分微生物对重金属镉(Cd)的浓度变化敏感的特点建立起一种高效方便的验证钝化重金属镉能力的快速微生物测定方法。这种生物方法的原理在于通过观察重金属浓度敏感微生物在待验证微生物处理后的液体中的生长情况，判断液体中残留重金属镉(Cd)的含量，从而高效快速地对待验证微生物的钝化重金属镉(Cd)能力进行验证。下面是该方法的具体描述和测试结果：

2.1.1确定用于微生物测定的指示菌株

1)利用不同浓度含镉固体培养基从康生元(肇庆)生物科技有限公司微生物菌种资源库中筛选得到对镉敏感菌株KY27(拉丁名Enterobacter soli strain E15)；

2)将梯度浓度氯化镉(CdCl₂)溶液与梯度浓度KY27菌液1:1混合，取10μL混合溶液点在R2A固体培养基上。于30℃培养12h后，观察菌株生长情况。

R2A固体培养基：0.5g蛋白胨、0.5g酵母、0.5g葡萄糖、0.5g可溶性淀粉、0.5g胰蛋白胨、0.3g K₂HPO₄、0.3g丙酮酸钠、0.05g MgSO₄·7H₂O、1000mL蒸馏水、琼脂粉15g，121℃高压灭菌30min。

3)结果

由图1可见，KY27随着培养基中镉含量的改变，其生长情况随之改变。在12.5ppm～200ppm范围内，随着培养基中镉含量增加，KY27的菌落逐渐减少；反之，随着培养基中镉含量减少，KY27的菌落逐渐增多。综上，可根据其生长情况初步判断样品中镉的含量。因此，选择KY27作为此方法的指示菌。

2.1.2测试耐镉微生物在液体中钝化重金属的能力

1)配制10⁶、10⁵、10⁴、10³的KY27菌液备用；

2)将耐镉微生物接种到200ppm镉液体培养基，200rpm 30℃培养6天。取出离心，0.45μm滤膜过滤，取上清(即为所需样品)；

3)把样品稀释8倍(用培养基稀释)；

4)取10⁶的KTY27菌液和稀释后的样品混合(体积比为1：1)得到溶液A，取10μL溶液A点于R2A上；

5)依次取10⁵、10⁴、10³的KY27菌液和稀释后的样品混合(体积比为1：1)得到溶液B、C、D，分别取10μL溶液A点于R2A上；

6)吹干；

7)12h后，观察微生物生长情况，根据微生物生长情况，初步判断样品镉含量(耐镉微生物钝化重金属能力)。

结果：

利用微生物测定法对130株耐镉微生物进行钝化重金属镉能力初步筛选的结果如表3。由表可见，130株耐镉微生物测定法经过初步验证，发现64株耐镉微生物具有较好的钝化重金属镉的能力，34株镉微生物钝化重金属镉的能力次之，32株耐镉微生物没有钝化重金属镉的能力。

表3.耐镉微生物钝化重金属能力

注：钝化能力为无时，KY27生长受抑制，仅能在10⁵和10⁶处长出少数菌落，表示该微生物菌株不具有钝化重金属镉能力；钝化能力为+时，KY27在10⁴、10⁵和10⁶处能够长出菌落，表示该微生物菌株具有钝化重金属镉的能力，但钝化重金属镉的能力一般；钝化能力为++时，KY27在10³、10⁴、10⁵和10⁶处都能够长出较多菌落，无生长抑制情况，表示该微生物菌株具有较强的钝化重金属镉的能力。

2.2火焰原子吸收光谱法进一步验证耐镉微生物在液体中钝化重金属镉的能力

利用步骤2.1中微生物测定方法快速、大量地对130株耐镉微生物进行钝化重金属能力验证，初步得到64株具有较好的钝化重金属镉能力的微生物。

为进一步验证耐镉微生物在液体中钝化重金属的能力，现利用火焰原子吸收光谱法对已得到的64株具有较好的钝化重金属镉能力的微生物进行如下研究：

(1)在R2A固体培养基上培育初步验证已有钝化重金属镉能力的微生物菌株；

(2)将上一步的微生物置于灭菌水中制成菌悬液；

(3)配置50mL 200ppm镉液体培养基，将第二步菌悬液接种至200ppm镉液体培养基中并使其OD₆₀₀≈0.05.(空白对照加入相同体积灭菌水)；

(4)200rpm 30℃培养6天。取出离心，过滤(0.45μm滤膜)，取上清；

(5)火焰原子吸收光谱法验证上清镉含量:按梯度取镉标液(国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院，GSB G 62040-90)于100mL容量瓶中，加入4mL浓盐酸，加蒸馏水稀释到刻度，即为标准曲线，取适量步骤2.2.4中样品于100mL容量瓶中，加入4mL浓盐酸，加蒸馏水稀释到刻度，即为待测液，采用火焰原子吸收法测定镉含量。

火焰原子吸收结果：对以上64株微生物进行原子吸收验证，发现30株微生物对重金属镉的钝化率较高(对重金属镉的钝化率是指用微生物处理后的液体中减少的镉含量或浓度占处理前液体所含镉的含量或浓度的百分比)，如表4所示。因此，可以确定这30株微生物具有在液体中钝化重金属的能力。

表4.不同微生物菌株在液体培养6d对重金属镉的钝化率

综上，本发明通过火焰原子吸收光谱法得到30株在液体中株具有较强的、高效快速钝化重金属镉的目标微生物。液体条件下培养6d，这些微生物对重金属镉的钝化率均达30％以上。通过16s rDNA序列的测定，结果表明，这30株可在液体中钝化重金属镉微生物分布在5个属，17个种。

其中，分离自浙江省温州市苍南县的土壤样品的菌株KY592是属于生物安全等级1的微生物，其可耐500ppm Cd²⁺，对重金属镉的钝化率为59.34％。与此同时，盆栽试验结果显示KY592可显著降低重金属镉(Cd)对玉米的伤害且能减少玉米对重金属镉的吸收。因此，将菌株KY592作为研究对象对其展开后续试验的研究。

实施例3.菌株的KY592的鉴定

DNA模板的制备

挑取纯化的单菌落至EP管底部，加入200μL的5％(w/v)的BT-chelex100(蒸馏水配置，121℃灭菌30min)。

沸水浴煮15min，迅速置于-20℃或-80℃速冻，然后室温解冻，6000r/min离心3min，取上清2μL作为模板。

扩增与测序：

按照16S扩增体系进行16S基因的扩增。

其中，27F：(5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’(SEQ ID No.2))和1492R：(5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’(SEQ ID No.3))

PCR扩增程序：

第一步：95℃，5min；

第二步：94℃，1min；55℃，1min；72℃，1.5min，35个循环；

第三步：72℃，10min；4℃保持。

根据获得KY592的16S rDNA序列(以下SEQ ID No.1所示)在GenBank搜索同源序列并进行同源序列分析对比，同时与国际细菌学委员会认可的16sRNA数据库进行序列比对并结合文献分析，来确定目标微生物的分类地位(Yoon,S.H.,Ha,S.M.,Kwon,S.,Lim,J.,Kim,Y.,Seo,H.and Chun,J.(2017).Introducing EzBioCloud:A taxonomically uniteddatabase of 16S rRNA and whole genome assemblies.Int J Syst EvolMicrobiol.67:1613-1617)。

KY592菌株的16sDNA序列(SEQ ID No.1)：

GCCTGGGCGGCGTGCTTACCATGCAAGTCGGACGATGAAGCCCTTCGGGGTGGATTAGTGGCGAACGGGTGAGTAACACGTGAGCAACCTGCCCTTGACTCTGGGATAAGCCTGGGAAACTGGGTCTAATACCGGATAGGACCTCCTGCCGCATGGTGGGGGGTGGAAAGCCTTGTGCGGTCTTGGATGGGCTCGCGGCCTATCAGCTTGTTGGTGGGGTGATGGCCTACCAAGGCGACGACGGGTAGCCGGCCTGAGAGGGTGACCGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCGACGCCGCGTGGGGGATGACGGCCTTCGGGTTGTAAACCCCTTTCGGCAGGGAACAAGCCCCTTGGGGTGAGGGTACCTGCGGAAGAAGCGCCGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGTAGGGCGCGAGCGTTATCCGGAATTATTGGGCGTAAAGAGCTCGTAGGCGGTTTGTCGCGTCTGCTGTGAAAGCCCGGGGCTCAACCCCGGGTCTGCAGTGGGTACGGGCAGGCTGGAGTGCAGTAGGGGAGACTGGAATTCCTGGTGTAGCGGTGAAATGCGCAGATATCAGGAGGAACACCGATGGCGAAGGCAGGTCTCTGGGCTGTAACTGACGCTGAGGAGCGAAAGCATGGGGAGCGAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCATGCCGTAAACGTTGGGCACTAGGTGTGGGGGCCATTCCACGGTTTCCGCGCCGCAGCTAACGCATTAAGTGCCCCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGCTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGCGGAGCATGCGGATTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCAAGGCTTGACATGTGCCGGACCGTCCCAGAGATGGGGCTTCCCTTCGGGGCCGGTTCACAGGTGGTGCATGGTTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTCGTTCCATGTTGCCAGCACTTCGGGTGGGGACTCATGGGAGACTGCCGGGGTCAACTCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAAATCATCATGCCCCTTATGTCTTGGGCTTCACGCATGCTACAATGGCCGGTACAAAGGGTTGCGATACTGTGAGGTGGAGCCAATCCCAGAAAGCCGGTCTCAGTTCGGATTGGGGTCTGCAACTCGACCCCATGAAGTCGGAGTCGCTAGTAATCGCAGATCAGCAACGCTGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCAAGTCACGAAAGTCGGTAACACCCGAAGCCGGTGGCCCAACCCCTTGTGGGAGGGAGCCGTCGAAGGTGACGTTCC。

结果表明，该菌株的1428碱基序列与菌株Sinomonas flava具有高度同源，相似度高达99.64(cut off数值是97)。

菌落形态学特征：30℃时，KY592在R2A固体培养基生长24小时后，菌落呈浅黄色、圆形、凸起，革兰氏阳性。100倍油镜下，细胞直径范围在0.5～2μm，如图2所示。

实施例4.盆栽试验

为在体内验证目标微生物菌株KY592是否具有钝化重金属的能力，进行盆栽试验。

4.1盆栽试验步骤

(1)每个花盆装入体积为450mL的土壤(购自广州市生升农业股份有限公司)。种植前，分别人工浇入79mL 25ppm镉溶液；

(2)设置三个处理：A(重金属镉)、B(重金属镉+生物腐植酸)、C(重金属镉+菌株)。其中，处理组A为阴性对照；B为阳性对照，加入已报道有钝化重金属能力的生物腐殖酸的处理组；

(3)选取大小均匀的京粘一号玉米种子，每盆栽种1粒，设置10个重复，播种好立马浇入对应液体35mL(处理A浇35mL水、处理B浇35mL500 ppm生物腐植酸、处理C浇35mL OD₆₀₀＝0.05的菌液)，并随机排列；

(4)一周后，再次浇入对应液体30mL(处理A浇30mL水、处理B浇30mL500ppm生物腐植酸、处理C浇30mL OD₆₀₀＝0.05的菌液)；

(5)其余时间按照玉米的生长要求，适时、适量、均衡的浇灌；20d左右，收获玉米苗。分别对玉米地上和地下部分烘干，根据GB 5009.15-2014对烘干样品进行镉含量测定。

4.2盆栽试验结果

根据GB 5009.15-2014对烘干样品进行镉含量测定，结果记录至表5。

由图3、图4、图5和图6可见，只用重金属镉进行处理的玉米(处理组A)植株矮小，叶片窄，根系较短，并且出现抽叶困难；用文献报道过具有钝化重金属镉能力的生物腐殖酸进行处理的玉米(处理组B)植株高于处理组A的植株，叶片较宽，根系较发达；用KY592菌液浇灌的玉米(处理组C)植株比阴性对照(处理组A)的植物高大，叶片宽，根系发达，并且没有出现抽叶困难现象。由此可见，菌株KY592可以有效减轻重金属镉对植物(玉米)的伤害。

同时，由表5可得，对三个处理的植物的地上部分进行镉含量测定：处理组A中植物镉含量为31.2mg/kg，加入已被报道具有钝化重金属能力的生物腐殖酸的处理组B中植物镉含量为7.0mg/kg，处理组C中植物镉含量为6.5mg/kg，其中，相对于处理组A，处理组B中植物的镉含量下降了77.56％，处理组C中植物的镉含量下降了79.17％；对三个处理的植物的地下部分进行镉含量测定：处理组A中植物镉含量为22mg/kg，处理组B中植物镉含量为16mg/kg，处理组C中植物镉含量为9.7mg/kg，其中，相对于处理组A，加入已被报道具有钝化重金属能力的生物腐殖酸的处理组B中植物的镉含量下降了27.27％，处理组C中植物的镉含量下降55.91％。处理组C中玉米地上部分和地下部分的镉含量均显著低于处理组A，也低于处理组B。

因此，上述研究结果表明KY592可以显著减少植物(玉米)对重金属镉的吸收。

表5.不同处理组玉米地上和地下部分镉含量

本发明研究发现微生物KY592具备以下2点生物功能：(1)能够显著地减轻土壤重金属镉(Cd)对植物(玉米)的危害；(2)可以明显地降低玉米根系和茎叶部位对重金属镉(Cd)的吸收。对该微生物菌株的以上两点生物功能的报道均属于世界首次。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

SEQUENCE LISTING

<110> 康生元（肇庆）生物科技有限公司

<120> 一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌菌株KY592及其应用

<130> PA21045752

<160> 3

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 1428

<212> DNA

<213> 黄质中华单胞菌（Sinomonas flava）菌株KY592

<400> 1

gcctgggcgg cgtgcttacc atgcaagtcg gacgatgaag cccttcgggg tggattagtg 60

gcgaacgggt gagtaacacg tgagcaacct gcccttgact ctgggataag cctgggaaac 120

tgggtctaat accggatagg acctcctgcc gcatggtggg gggtggaaag ccttgtgcgg 180

tcttggatgg gctcgcggcc tatcagcttg ttggtggggt gatggcctac caaggcgacg 240

acgggtagcc ggcctgagag ggtgaccggc cacactggga ctgagacacg gcccagactc 300

ctacgggagg cagcagtggg gaatattgca caatgggcgc aagcctgatg cagcgacgcc 360

gcgtggggga tgacggcctt cgggttgtaa acccctttcg gcagggaaca agccccttgg 420

ggtgagggta cctgcggaag aagcgccggc taactacgtg ccagcagccg cggtaatacg 480

tagggcgcga gcgttatccg gaattattgg gcgtaaagag ctcgtaggcg gtttgtcgcg 540

tctgctgtga aagcccgggg ctcaaccccg ggtctgcagt gggtacgggc aggctggagt 600

gcagtagggg agactggaat tcctggtgta gcggtgaaat gcgcagatat caggaggaac 660

accgatggcg aaggcaggtc tctgggctgt aactgacgct gaggagcgaa agcatgggga 720

gcgaacagga ttagataccc tggtagtcca tgccgtaaac gttgggcact aggtgtgggg 780

gccattccac ggtttccgcg ccgcagctaa cgcattaagt gccccgcctg gggagtacgg 840

ccgcaaggct aaaactcaaa ggaattgacg ggggcccgca caagcggcgg agcatgcgga 900

ttaattcgat gcaacgcgaa gaaccttacc aaggcttgac atgtgccgga ccgtcccaga 960

gatggggctt cccttcgggg ccggttcaca ggtggtgcat ggttgtcgtc agctcgtgtc 1020

gtgagatgtt gggttaagtc ccgcaacgag cgcaaccctc gttccatgtt gccagcactt 1080

cgggtgggga ctcatgggag actgccgggg tcaactcgga ggaaggtggg gacgacgtca 1140

aatcatcatg ccccttatgt cttgggcttc acgcatgcta caatggccgg tacaaagggt 1200

tgcgatactg tgaggtggag ccaatcccag aaagccggtc tcagttcgga ttggggtctg 1260

caactcgacc ccatgaagtc ggagtcgcta gtaatcgcag atcagcaacg ctgcggtgaa 1320

tacgttcccg ggccttgtac acaccgcccg tcaagtcacg aaagtcggta acacccgaag 1380

ccggtggccc aaccccttgt gggagggagc cgtcgaaggt gacgttcc 1428

<210> 2

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 2

agagtttgat cctggctcag 20

<210> 3

<211> 19

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 3

ggttaccttg ttacgactt 19

Claims

1.一种对重金属镉具有钝化作用的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592，其特征在于，所述菌株KY592保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.24094。

2.根据权利要求1所述的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592，其特征在于，所述菌株的16S rDNA的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

3.一种耐镉和/或降低有效镉含量的菌剂，其特征在于，所述菌剂含有权利要求1所述的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592。

4.权利要求1或权利要求2所述的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或权利要求3所述的菌剂在吸附或钝化重金属镉中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用为水体和土壤重金属镉污染治理方面的应用。

6.一种钝化金属镉的方法，其特征在于，所述方法包括向重金属镉污染的环境中施加权利要求1或2所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或权利要求3所述的菌剂。

7.权利要求1或权利要求2所述的黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或权利要求3所述的菌剂在农作物生产中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用为使用所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或所述菌剂以减少植物对镉的吸收和富集。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括将所述黄质中华单胞菌(Sinomonas flava)菌株KY592或所述菌剂施入植物根际或对植物进行拌种后种植。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述植物包括玉米。