[发明专利]一种促进植物生长和重金属污染土壤修复的内生菌及应用

说明书

技术领域

本发明属于重金属土壤污染修复领域，具体涉及一种能促进能源作物生长的内生菌，及其侵染植物，并提高植物修复重金属土壤污染效率的应用方法。

背景技术

随着现代化工业的发展，重金属污染对人类健康和生态系统造成了严重的威胁，已逐渐成为全球性环境问题之一。其中，锰能在人体内积累并引起锰中毒，例如帕金森症、生殖系统和免疫系统病变。而另一种重金属镉，具有致癌、致畸、致突变作用，在人体内积累可引起骨、消化道、血管病变。众所周知，应用植物修复技术去除土壤中的重金属，与传统的物理化学修复技术相比具有很多优点，例如成本低、安全有效、环境友好型等特点。尤其是应用超累积植物进行植物修复，这种植物不但在生长过程中不会受重金属的毒害，还能在其体内累积大量重金属。然而，超累积植物在重金属污染地区生长时，由于生物量低以及土壤中重金属的生物可利用率低，限制了超累积植物的植物修复效率。因此，许多研究者致力于研究提高超累积植物生物量的方法。其中，植物联合植物促生长内生菌(PGPE)技术有效的推动了超累积植物的植物修复应用的发展。众所周知，PGPE能够协助其宿主植物抵抗重金属在体内累积引起毒害效应，同时能促进宿主植物的生长。这是因为PGPE具有几个植物促生长机制：(1)通过产生吲哚乙酸(IAA)等植物激素促进植物生长；(2)通过产生铁载体协助植物从土壤中获取生长所需的铁离子，从而使宿主植物获得最优的生长条件；(3) 通过ACC脱氨酶活性降低压力乙烯前体ACC的浓度，从而降低压力乙烯对植物生长的抑制作用。

然而从另一个角度来讲，值得引起注意的是利用PGPE的这些促生长机制来促进能源作物在重金属污染的边际土壤上的生长，从而提高能源作物的生物量和从空气中捕获的CO₂作为生物能源的原料是十分有意义的举措。所述边际土壤是指因干旱、盐碱度高、受重金属和有机物污染等不适合一般农作物生长的土地。因此这一举措可以避免能源作物和粮食作物对有限耕地等农业资源的竞争。随着生物能源使用的日益增加，能源作物占用粮食作物耕地的问题已经成为了亟待解决的社会经济问题之一。根据最新的经济分析报告，由于甜高粱(Sorghum bicolor L.)具有光合作用效率高、生产投入低、生物量高、耐干旱、耐盐等特点，被公认为目前世界上最具有潜力的能源作物之一。除此之外，甜高粱也可以萃取土壤中的重金属成分，具有用于植物修复的潜力。然而据我们所知，目前还没有专利和文献报道过超累积植物体内分离所得的耐重金属促生长内生菌，应用于促进能源作物在重金属污染的边际土地上的生长和植物修复。

发明内容

本发明提供了一种能促进能源作物生长的内生菌，及其侵染植物，并提高植物修复重金属土壤污染效率的应用方法。本发明操作简单、安全、经济，对土壤环境不引入新污染，能有效避免能源作物与粮食作物对有限耕地的竞争，同时能有效地修复重金属污染的土地。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种促进植物生长和重金属污染土壤修复的内生菌，其特征在于，所述的 内生菌为芽孢杆菌Bacillus sp.SLS18，已于2010年12月20日，在中国湖北省武汉市武汉大学的中国典型培养物保藏中心，进行了保藏，保藏编号为CCTCCNO：M 2010359。

所述的内生菌应用于促进植物生长和重金属污染土壤修复；具体是将所述的内生菌SLS18浸染甜高粱种子，然后甜高粱播种在重金属(如：Mn/Cd)污染土地上生长，进行土壤修复。内生菌SLS18的菌液浓度为10⁹cfu mL^-1；菌液中浸泡4h。

所述的甜高粱种子在浸菌前进行表面消毒的过程为：将甜高粱种子浸泡于70％乙醇溶液1min，再浸泡于1％次氯酸钠溶液10min，随后用消毒后的去离子水漂洗至少5次后，晾干待种子浸菌。

甜高粱种子浸菌过程所用的内生菌SLS18菌体为处于对数生长期，内生菌培养过程为：将100μL保藏的SLS18菌种接种至25mL消过毒的LB培养基，培养液置于30℃摇床中震荡培养24h后，制备浓度为10⁹cfu mL^-1的菌液。