一株具有解硒能力的柄杆菌T5M6及用途制造技术

本发明专利技术属于环境微生物技术领域，具体涉及一株具有硒氧化能力的柄杆菌T5M6及其在植物富硒方面的应用。本发明专利技术的特征是从硒污染的土壤中分离得到一株对化学单质硒有氧化作用的柄杆菌T5M6。该菌株在细菌培养基和土壤中能将化学单质硒和硒矿粉不可溶的低价硒氧化成可溶的高价硒，可溶的高价硒可以被植物利用并富集，从而达到微生物促进植物富硒的目的。本发明专利技术菌株被命名为Caulobacter sp.T5M6，属于一种硒氧化细菌，其保藏号为CCTCC NO：M2014647。通过盆栽实验初步研究表明，本发明专利技术的菌株在微生物促进植物富硒方面具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一株具有解硒能力的柄杆菌T5M6及用途
本专利技术属于环境微生物
，具体涉及一株对单质硒具有氧化作用的柄杆菌T5M6及用途，所述的柄杆菌分类为Caulobactersp.T5M6该菌在纯培养和土壤中能将不可溶的单质硒和硒矿粉转化成可溶的高价硒的能力，同时，该菌还能促进烟草和小白菜对硒的富集。
技术介绍
硒是一种生命必需的微量元素，是硒半胱氨酸和含硒酶的必须组分，在抗癌、抗氧化等方面发挥重要作用，适量的补硒有助于提高人体免疫力，而缺硒会引起许多疾病，如克山病等。自然界中，硒主要以4种价态存在：Se(-2)、Se(0)、Se(+2)和Se(+4)，其中亚硒酸盐(+4)和硒酸盐(+6)最容易被植物吸收，植物中的硒可以被人体有效吸收。我国72％的土壤缺硒(≤0.6mg/kg)，属缺硒严重的国家。WHO和FAO建议人体硒摄入量每天30～55μg。从全球范围看，缺硒人群(日摄入量7～11μg)达5-10亿以上，缺硒人群远远多于硒过量的人群。因此，通过食品补硒具有重要意义。Sarathchandra等(1981)和Dowdle等(1998)最早分别在Science和Environ.Sci.Technol上阐明硒的转化离不开微生物的作用。目前已报道有上百篇关于微生物还原硒酸盐和亚硒酸盐方面的文章，硒还原机制已得到部分解释，而关于低价硒氧化方面已报道的文章却鲜有报道，硒氧化菌和应用方面的研究也未见相关的专利申请。目前使植物富硒的方式是通过在土壤中添加亚硒酸盐或叶面喷洒亚硒酸盐的化学方式，但这些方式成本高，植物富硒效率一般，不可持续，且会对操作人员造成中毒和造成河流等水体污染。而利用微生物将植物不可利用形态硒转化可利用形态硒促进植物富硒的方式的研究目前还未见报道，该方式成本低，操作方便，且不会对操作人员造成中毒和河流造成污染，富硒效率比较高且稳定，并具有一定的可持续性。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的缺陷和填补硒地理化学循环硒氧化方面的空白，分离得到一株具有单质硒氧化能力和能促进烟草等植株富硒的柄杆菌T5M6。利用该菌可以研究硒氧化的机理和应用到农作物当中促进农作物富集硒元素，克服现有植物富硒技术缺陷。该专利技术发现一株细菌，具有将不可溶的零价单质硒转化为高价可溶态硒的能力。该菌株在细菌培养基和土壤中能将化学单质硒和硒矿粉不可溶的低价硒氧化成可溶的高价硒，可溶的高价硒可以被植物利用并富集，从而达到微生物促进植物富硒的目的。鉴定其为柄杆菌T5M6(Caulobactersp.T5M6)，这个属是化能有机营养型的一个属，为严格的好氧细菌，生长于贫养的水和有机质贫乏的土壤中。该硒氧化菌株T5M6分离自湖北恩施高硒土壤。本专利技术通过以下技术方案实现：本专利技术人从中国湖北省恩施州高硒土壤中分离、筛选到一株具有单质硒氧化能力和在土壤中能促进烟草等植株富硒的柄杆菌T5M6，申请人将该菌命名为柄杆菌T5M6，Caulobactersp.T5M6，于2014年12月16日送交中国.武汉.武汉大学中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，其保藏号为CCTCCNO：M2014647。该菌株能在细菌培养基和土壤中能将化学单质硒和硒矿粉不可溶的低价硒氧化成可溶的高价硒，可溶的高价硒可以被植物利用并富集，从而达到微生物促进植物富硒的目的。通过盆栽实验初步研究表明，本专利技术的菌株在微生物促进植物富硒方面具有良好的应用前景。本专利技术的优点如下：(1)本专利技术分离的一株具有能将零价的化学单质硒氧化成高价硒的柄杆菌T5M6，填补现有硒氧化菌的缺乏。(2)本专利技术的柄杆菌T5M6在土壤中能将单质硒和硒矿粉的不可溶性硒转化为可溶性硒，有利于植物吸收。(3)本专利技术为微生物促进植物富硒的方式为植物富硒提供一种更环保的新途径。附图说明序列表SEQIDNO：1是本专利技术分离的柄杆菌T5M6(Caulobactersp.)基因组16SrRNA基因的核苷酸序列。图1：本专利技术分离的柄杆菌T5M6菌株在系统发育树的进化地位图。图2：是本专利技术的技术路线图。图3：本专利技术的柄杆菌T5M6在1/5LB培养基中氧化单质硒的结果图。附图标记说明：图3中的T5M6表示只加柄杆菌T5M6不加硒的处理对照，CK+Se表示只加硒不加柄杆菌T5M6的处理对照，T5M6+Se表示既加柄杆菌T5M6又加硒的实验处理；图4：是柄杆菌T5M6在土壤实验中氧化单质硒和硒矿粉的结果图。图4A是柄杆菌T5M6土壤中氧化化学单质硒增加可溶态硒的含量；图4B是柄杆菌T5M6土壤中氧化硒矿粉增加可溶态硒的含量。附图标记说明：图4A是柄杆菌T5M6在添加化学单质硒处理的土壤实验，附图标记说明：CK结果为0.26±0.02mg/kg(土)，CK+Se结果为2.38±0.56mg/kg(土)，Se+T5M6结果为7.61±0.68mg/kg(土)。图4B.是柄杆菌T5M6在添加硒矿粉处理的土壤实验，CK结果为0.26±0.02mg/kg(土)，CK+Se结果为0.77±0.15mg/kg(土)，Se+T5M6结果为3.11±0.65mg/kg(土)。CK表示不加硒不加柄杆菌T5M6的空白对照，CK+Se表示加硒不加柄杆菌T5M6的阳性对照，Se+T5M6表示加硒加柄杆菌T5M6的实验处理。图5：加柄杆菌T5M6处理后烟草植株吸收硒的效果图。图5A.是盆栽烟草叶部硒含量，图5B.是盆栽烟草茎部硒含量，图5C.是盆栽烟草根部硒含量；附图标记说明：CK表示不加硒不加柄杆菌T5M6的空白对照，T5M6表示加柄杆菌T5M6不加硒的对照处理，CK+Se表示加硒不加柄杆菌T5M6的阳性对照，Se+T5M6表示加硒加柄杆菌T5M6的实验处理。图6：是柄杆菌T5M6在温室大棚盆栽实验促进白菜植株富硒后各部位的硒含量。图6A是盆栽白菜地上部分硒含量；图6B是盆栽小白菜地下部分硒含量。附图标记说明：CK表示不加硒不加柄杆菌T5M6的空白对照，T5M6表示加柄杆菌T5M6不加硒的对照处理，CK+Se表示加硒不加菌的阳性对照，Se+T5M6表示加硒加菌的实验处理。具体实施方式实施例1：柄杆菌T5M6(Caulobactersp.)的分离、鉴定(1)样品采取：申请人与2012年7月从湖北省恩施土家族苗族自治州高硒地区表层土壤中采集到本专利技术所用的高硒土样品。(2)菌体分离纯化：称取土样10g于装有90ml无菌生理盐水的三角瓶中，置28℃摇床中振荡半小时，再依次取1ml加入到9ml无菌生理盐水中逐步稀释至10-2，10-3，10-4，10-5，分别取0.1ml涂布1/10LB固体培养基中，每个梯度涂3个平板，置28℃恒温培养箱培养一周，挑取单菌落划线纯化，纯化后按50％甘油:菌液(体积比1:1)保存于EP管中，-80℃保藏。(3)硒氧化菌的筛选：称取0.1g单质硒粉(CP)于含有100ml1/10LB液体培养基的250ml的三角瓶中在115℃灭菌20min，冷却后，接入菌液150μl，28℃，160rpm摇床培养8d，中间定点取样(上清)，将所得上清液于8000rpm离心10min，使用原子荧光进行检测四价硒的含量。若四价硒含量明显增加，说明该菌对单质硒具有氧化性。(4)硒氧化菌的分类鉴定：用牙签挑取各菌株的单克隆于50μL无菌双蒸水中，混匀。用菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
一株分离的对单质硒具有氧化作用的柄杆菌T5M6(Caulobacter sp.)T5M6，保藏在中国典型培养物保藏中心，其保藏号为CCTCC NO：M2014647。

【技术特征摘要】
1.一株分离的对单质硒具有氧化作用的柄杆菌(Caulobactersp.)T5M6，保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏编...

【专利技术属性】
技术研发人员：王革娇，张富军，郑世学，王瑞，栗雨桑，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42