本发明专利技术提供一种根瘤菌Scot1305，并建立根瘤菌Scot1305与植物的共生体系，利用该根瘤菌菌株具有固氮功能、铁载体分泌功能、溶解磷活性、以及对植物生育酚合成关键酶的保护作用，实现对土壤Co污染植物修复的强化作用。该菌株可在Co污染的土壤中与植物共生，可持续促进植物地上部分对重金属Co的提取和富集，最终实现土壤中的Co含量达到环境安全标准。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物
，具体涉及一种根瘤菌（Rhizobium sp.）Scot1305及其在促进植物修复土壤中重金属污染中的应用。
技术介绍
自然界中天然存在的重金属元素，多低于其污染浓度。但由于人类活动如对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成多种重金属如铅、汞、镉、钴（Co）等金属元素在土壤中的过量积累，造成了土壤的重金属污染。在中国，土壤中Co平均含量背景值为11.6mg/kg，大部分土壤中Co含量为5-40mg/kg，而污染土壤中Co含量多超过100mg/kg。目前对重金属Co污染的植物修复技术研究较少，如何有效的进行重金属土壤污染修复成为现今环保工作者关注的焦点,成为了我国各地环保部门需要迫切解决的难题。目前重金属污染土壤的修复技术，主要包括物理化学技术和植物修复技术，其中植物修复是一种以太阳光为能源，利用植物的生理活性，对土壤中的污染物进行降解、提取或富集，降低土壤污染水平的技术方法。植物修复作为一种原位生物修复方法，近年来在世界范围内发展迅速。相对于传统理化方法，该方法优势明显: 成本低、工程量少、修复作用长期有效、不易带来二次污染。该方法的限制条件在于：重金属污染物本身多具备生物毒性，可对植物的生长造成多种不利影响：抑制植物株高和生物量，提升植物组织内部的氧化胁迫，造成植物的代谢和生长障碍，从而降低植物修复重金属污染的效率，甚至在修复效应呈现之前即使植物死亡。微生物强化技术对植物修复具有多种强化效果，可缓解重金属对植物的胁迫作用，促进植物的生长状态，增加植物对重金属吸附量，增强修复植物对不同污染类型土壤的适应性。如氧化微杆菌（Microbacterium oxydans AY509223）接种到庭芥（Alyssum murale）根部，可将其叶片富集Ni含量从261.3mg/kg提升至430.7mg/kg。冷酷草芽孢杆菌（Psychrobacter sp. SRS8）接种蓖麻和向日葵后，可促进生长并提高植物在镍污染土壤上的Ni富集含量。如申请号为CN201410828557.4的专利申请中公开了名称为草木犀中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti CCNWSX0020的应用，该根瘤菌S.meliloti CCNWSX0020在过量重金属胁迫条件下，对植物的生物量、株高、总N含量、重金属吸收量都有不同程度的提高作用。根瘤菌S.meliloti CCNWSX0020与其宿主植物天蓝苜蓿所建立起来的共生固氮体系在土壤重金属污染的生物修复中具有一定的应用潜力。该菌可以促进宿主植物吸附土壤中的铜、铅、锌、镍、镉、Co或银且其对铜的吸收量增加了120.4%，但该申请中使用的菌株为苜蓿原生共生菌株，其生物学功能实际更偏向于促进植物生长。上述研究证明，微生物强化技术对土壤中重金属修复具重大意义，但是其目前发现的确实有效的微生物菌种少，修复效果差，因此需要发掘更多种类，效果更好的能与植物形成共生体系并能促进宿主植物吸收土壤中重金属元素的微生物菌株。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中植物修复中植物重金属毒害严重，修复效能低的问题，并针对中国重金属Co对土壤的污染现状，提供一种根瘤菌Scot1305，根瘤菌Scot1305的分类命名为：根瘤菌，拉丁学名为：Rhizobium sp.于2015年12月24日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），其保藏编号为CGMCCNo.11933，保存单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。该根瘤菌能与十字花科植物及豆科植物形成共生体系，保护植株内部的氧化还原稳定性，促进宿主植物持续吸收土壤中的Co，增强土壤修复效果，也为采用微生物强化技术修复土壤提供更多的技术选择。为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案实现：建立根瘤菌Scot1305与植物的共生体系，利用该根瘤菌菌株具有的固氮功能、铁载体分泌能力、溶解磷能力、以及对植物生育酚合成关键酶编码基因转录过程的保护作用，实现对土壤Co污染植物修复的强化作用。该菌株可在Co污染土壤中与植物共生，可持续促进植物地上部分对重金属Co的提取和富集，最终实现土壤中的Co含量达到环境安全标准。专利技术人在研究中发现，根瘤菌Scot1305与不同的植物建立共生体系来促进植物吸收土壤中的Co污染效果不同，为了建立更好的，更有效的根瘤菌Scot1305与植物的共生体系，经过大量的研究，发现采用十字花科植物，包括苜蓿类(Medicago )、芥菜类（Brassica juncea），以及豆科植物的大豆类植物 (Soybean)与根瘤菌Scot1305建立共生体系效果优良。根瘤菌Scot1305与植物形成共生体系的方法是使用根瘤菌Scot1305感染植物。根瘤菌Scot1305感染植物是在种子阶段、植物的幼苗阶段和成年植物阶段中的任一阶段进行。：根瘤菌Scot1305感染植物种子的方法是用OD600为0.8～1.5的根瘤菌Scot1305菌液浸泡植物种子0.5～1h，其中种子与菌液的质量体积比为=1：（2～3）。 根瘤菌Scot1305感染植物幼苗的方法为将植物幼苗根系浸泡于OD600=0.8～1.5的根瘤菌Scot1305菌液中0.5～1 h。本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术在现有的微生物加强技术基础上，开拓了一种的新的能与植物形成共生体系从而加强植物吸收、富集土壤中Co污染的根瘤菌Scot1305， 该菌可抑制植物生育酚合成限速酶编码基因TC （生育酚环化酶）在Co胁迫下发生的转录突变，保护植物生育酚的正常合成以及植物抗氧化非酶系统的活力，提高植物对重金属Co的耐受能力；同时提升植物组织中的Co富集含量，实现了更好的土壤修复效果。2、本专利技术所述的根瘤菌Scot1305，可以与十字花科植物及大豆类植物共生诱导形成根瘤组织，为植物提供氮素营养，促进植物的营养代谢，提高植物生物量和土壤修复效果。该菌株属于植物促生土壤菌株，可在根际环境中持续合成铁载体。3、本专利技术方法选用了栽种领域广泛、生物量大的十字花科及豆科植物与根瘤菌Scot1305建立共生体系，进行土壤重金属Co的治理，使修复植物的选择面更加宽广，增强了该项技术的可实现性。且每年可收割植株地上部分5-6次， 植物富集Co的地上部分可集中填满或焚烧，无二次污染危险。修复过程中为原位修复，不破坏土壤的理化结构，修复完成后可改善土肥力。说明书附图图1为本专利技术根瘤菌Scot1305细胞形态图；图2为根瘤菌Scot1305生长曲线图；图3为根瘤菌Scot1305生长素合成能力图；图4为根瘤菌Scot1305的16S –IGS序列PCR产物电泳图；图5为根瘤菌Scot1305菌株的系统进化树。图6 为根瘤菌Scot1305菌株接种后苜蓿TC基因高分辨率溶解曲线（HRM）本专利技术的根瘤菌（Rhizobium sp.）Scot1305于2015年12月24日保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），其保藏编号为CGMCCNo.11933，保存单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。具体实施方式下面结合具体实施方式说明本专利技术 。实施例一根瘤菌Scot1305的分离培养、理化特征及对植物生育酚合成关键酶的保护本文档来自技高网...
【技术保护点】
根瘤菌（Rhizobium sp.）Scot1305，其保藏编号为CGMCCNo.11933。
【技术特征摘要】
1.根瘤菌（Rhizobium sp.）Scot1305，其保藏编号为CGMCCNo.11933。2.如权利要求1所述的根瘤菌Scot1305在促进植物修复土壤中重金属Co污染中的应用。3.如权利要求2所述应用，其特征在于：所述根瘤菌Scot1305通过与植物形成共生体系来促进植物修复土壤中重金属Co污染。4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于：所述植物包括十字花科植物和豆科植物 (Soybean)。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述十字花科植物包括苜蓿类(Medicago)、芥菜类（Brassica juncea）。6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述的豆科植物为大豆类植物 (Soybean)。7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘绵学，伏毅，黄敏，陈浩，
申请(专利权)人：四川省原子能研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51
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