一种变栖克雷伯氏菌、海藻酸钠微胶囊及其在镉污染土壤治理中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种变栖克雷伯氏菌、海藻酸钠微胶囊及其在镉污染土壤治理中的应用。所述变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)菌株编号为WYLP38，保藏编号为CGMCC NO.26962。所述WYLP38菌株被制备为包裹在海藻酸钠中的WYLP38

【技术实现步骤摘要】
一种变栖克雷伯氏菌、海藻酸钠微胶囊及其在镉污染土壤治理中的应用


[0001]本专利技术涉及微生物
，尤其涉及一种变栖克雷伯氏菌、海藻酸钠微胶囊及其在镉污染土壤治理中的应用。

技术介绍

[0002]随着现代工业的发展、资源开发与利用，经济建设发展态势持续增强的同时，对生态环境的破坏力也在逐步增加，甚至导致生态失衡，重工业产生的污染物越来越多以重金属离子的形式以不同路径进入自然环境中，水体、土壤被污染物覆盖，从而对人体健康和生态环境产生持续、深远的破坏力。在我国，重金属污染土壤已经变成一种突出和普遍的问题。农田耕地具有不可替代的生态和生产功能。因为其不仅是人类生存和发展的可再生资源，同样也是保障食品安全的基础。但在发展过程中受到不同幅度的破坏，存在着生态功能不同程度下降的风险，甚至面临生态功能完全丧失的威胁。
[0003]《全国土壤污染状况调查公报》(2014年环境保护部、国土资源部联合发布)提到，16.1％是全国土壤总的超标率，其中，无机型污染物是最为主要的污染类型，Cd的点位超标率最高，达到7.0％。《中国生态环境状况公报》(2019年生态环境部发布)，提出影响农用地土壤环境质量的主要污染物来自各类重金属污染，Cd同样位于污染物之榜首。由于Cd具有毒性高、移动性大和分解周期长(半衰期超过20a)等特点，因此已成为许多国家比较关注的环境问题。有研究表明，我国Cd污染农田土壤约达2
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103万hm2，是耕地总面积的1/6。目前，我国农田Cd污染涉及11个省市，共25个地区。特别是在重庆地区，紫色土土壤中Cd超标现象尤为严重。在Cd污染土壤中，植物的生长发育过程、产量和品质都会受到消极影响。Cd中毒对细胞分子的危害主要通过氧化剂
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抗氧化剂失衡而引起。受污染的土壤中，Cd容易被植物根部吸收并转运至地上部分，与光合作用、呼吸、养分和水分吸收以及蒸腾速率等生物化学和生理过程相互作用，进而影响植物的形态和生长速度。Cd对植物早期发育阶段的影响尤为明显，导致种子的活力和萌发率降低。因Cd具有高度细胞毒性，会导致线粒体肿胀和变性，因此诱发坏死、萎黄、静脉发红，延缓根和芽生长并减少营养吸收。
[0004]关于Cd污染土壤的治理措施，常见的有三种：第一，物理法，通常有客土法、深耕翻土法、电热修复法以及电动修复法等；第二，化学法，主要包括化学萃取、离子拮抗以及化学改良三种方法；第三，植物修复与微生物修复技术主要包括于生物修复方法，植物修复是采用富集植物修复重金属污染土壤的一种潜在解决方案，是一种成本效益较高的方法。植物有益微生物，特别是植物促生菌(Plant growth
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promoting bacteria，PGPB)能够与植物建立起共生关系，赋予对重金属和气候胁迫的双重耐受性，通过促使植株发育以及改善植株对重金属的抗性而增加植物修复的效率。但在Cd污染土壤治理中，有益微生物的分离以及与共生植物的选择、协作从而促进共生植物对Cd污染土壤中的Cd的吸收达到治理Cd污染土壤至目前报道较少，该方法和技术还有相当大的空白。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的之一是提供一种变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)，菌株编号为WYLP38，保藏编号为CGMCC NO.26962，于2023年3月30日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
[0006]本专利技术的目的之二是提供一种变栖克雷伯氏菌WYLP38
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海藻酸钠微胶囊，所述微胶囊的制备方法包括：
[0007](1)将WYLP38菌悬浮于0.85％的无菌NaCl盐水溶液中，使浓度为108CFU
·
mL
‑1；
[0008](2)将含WYLP38菌的盐水悬浮液以体积比1：5的比例与质量分数为4％的海藻酸钠溶液混合；
[0009](3)使用装有细针(直径0.2mm)的注射器将上一步得到的混合物施加连续压力挤出至质量分数为2％的CaCl2溶液中并放置2h，所述细针的针尖保持与CaCl2表面上5
±
1厘米的距离；
[0010](4)用无菌蒸馏水洗涤几次，除去过量的CaCl2，得到WYLP38
‑
海藻酸钠微胶囊。
[0011]本专利技术的目的之三是提供变栖克雷伯氏菌WYLP38菌株在促进苜蓿生长中的应用。
[0012]优选地，所述苜蓿生长在镉污染的土壤中。
[0013]优选地，所述促进生长为促进苜蓿株高、茎粗、叶面积、根长、根表面积、根体积或根尖数的增加。
[0014]优选地，所述WYLP38菌株被制备为包裹在海藻酸钠中的WYLP38
‑
海藻酸钠微胶囊。
[0015]本专利技术的目的之四是提供变栖克雷伯氏菌WYLP38和苜蓿联合在治理镉污染土壤中的应用，所述WYLP38菌株接种至所述镉污染土壤中，所述苜蓿播种于所述镉污染土壤中。
[0016]优选地，所述WYLP38菌株被制备为包裹在海藻酸钠中的WYLP38
‑
海藻酸钠微胶囊。
[0017]优选地，所述治理镉污染土壤为所述苜蓿植株在生长过程中吸收镉污染土壤中的镉从而使土壤得到治理。
[0018]根据本专利技术技术方案，提供了一种变栖克雷伯氏菌新菌株WYLP38，该菌株能够促进苜蓿生长，苜蓿具有吸收Cd的作用，而本专利技术新菌株WYLP38能够与苜蓿共生、协作，且使用方法简单，在苜蓿种子播种后将WYLP38菌接种至苜蓿根茎附近即可，WYLP38菌生长迅速，1h就进入对数生长期，可快速在土壤中定殖，且能与苜蓿共生、协作，不仅促进了苜蓿在Cd污染土壤中的发芽和生长，还促进了苜蓿对土壤中Cd的吸收。将WYLP38菌包裹在海藻酸钠中制成WYLP38
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海藻酸钠微胶囊再使用对苜蓿的Cd吸收具有更好的作用。本专利技术新菌株WYLP38不仅可以促进苜蓿株高、茎粗、叶面积、根长、根表面积、根体积或根尖数的增加，提高生了物量；还促进苜蓿叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡罗卜素含量的增加，对镉胁迫条件下苜蓿体内光合色素含量的下降起到显著的缓解作用，通过增强其光合作用，从而提高其对镉的耐受性；还促进了苜蓿抗氧化酶(GST、SOD和CAT)活性的增加，从而缓解镉胁迫对植物的损伤，维持镉胁迫下植物的正常生理活动，提高苜蓿的抗逆性。由此，本专利技术新菌株WYLP38可有效应用于Cd污染土壤的治理。
[0019]生物保藏说明
[0020]变栖克雷伯氏菌WYLP38，拉丁文为Klebsiella variicola，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.26962，保藏日期为2023年3月30
日，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
附图说明
[0021]图1为本专利技术WYLP38菌株(Y38)的系统发育树；
[0022]图2为本专利技术荧光标记的WYLP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola)，其特征在于，菌株编号为WYLP38，保藏编号为CGMCC NO.26962。2.变栖克雷伯氏菌WYLP38
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海藻酸钠微胶囊，其特征在于，所述微胶囊的制备方法包括：(1)将WYLP38菌悬浮于0.85％的无菌NaCl盐水溶液中，使浓度为108CFU
·
mL
‑1；(2)将含WYLP38菌的盐水悬浮液以体积比1：5的比例与质量分数为4％的海藻酸钠溶液混合；(3)使用装有直径为0.2mm的细针的注射器将上一步得到的混合物施加连续压力挤出至质量分数为2％的CaCl2溶液中并放置2h，所述细针的针尖保持与CaCl2表面上5
±
1厘米的距离；(4)用无菌蒸馏水洗涤几次，除去过量的CaCl2，得到WYLP38
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海藻酸钠微胶囊。3.变栖克雷伯氏菌在促进苜蓿生长中的应用...

【专利技术属性】
技术研发人员：马莹，石孝均，李振轮，王玥，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：