[发明专利]砷氧化菌在三价砷污染稻田土壤定殖的应用

说明书

本发明提供一株砷氧化菌及其在三价砷污染稻田土壤定殖的应用，所述菌为木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)YYS001，该菌株于2017年8月31日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏号为CGMCC NO.14583。该菌株在三价砷污染稻田土壤中的定殖是发挥其高效砷氧化能力的前提。

技术领域

本发明属于环境化学和环境微生物技术领域，具体涉及一株砷氧化菌及其在三价砷污染稻田土壤定殖的应用。

背景技术

砷是毒性很强的类金属元素，长期接触砷可以导致肺、外周神经、皮肤或心血管损伤，长期食用砷污染的稻米会引起皮肤癌、膀胱癌、肝癌或肺癌。砷污染物的毒性与其形态密切相关，稻田土壤常见的5种砷形态(即：三价砷[As(III)]、五价砷[As(V)]、一甲基砷[MMA(V)]、二甲基砷[DMA(V)]和三甲基氧化砷[TMAO(V)])中，毒性大小依次为：As(III)As(V) MMA(V)DMA(V)TMAO(V)。其中，As(III)是强致癌性物质。大量研究表明，稻田土壤中砷污染物的浓度及存在形态会直接影响水稻对砷的吸收富集等特性，稻米中富集的不同形态砷污染物主要来自稻田土壤，农田淹水种植情况下，稻田土壤溶液中的砷污染物主要以高毒性As(III)形态存在，中国稻米累积的砷污染物主要是无机砷。因此，稻田土壤中三价砷的高效转化将为稻米三价砷污染控制提供理论依据和技术支撑。

当前国内外对于稻田土壤中三价砷的转化研究主要有化学转化法和微生物转化法。在水稻淹水种植的还原性环境中，化学转化法氧化三价砷的效率低，且土壤中未被氧化的三价砷迁移无法被抑制，实践中迫切需要解决这一技术瓶颈，从砷污染土壤中筛选出高效砷氧化菌并进行应用是一个很好的选择。但是，单克隆高效砷氧化菌重新投放到砷污染稻田土壤后，其在砷污染稻田土壤中的定殖是其发挥高效砷氧化能力的前提。

土壤的物理化学性质是影响外源接种的单克隆菌株定殖的重要条件，如：有机质、土壤氧化还原状况和土壤微生物等。研究证明，在土壤环境中，溶解性有机碳（DOC）是土壤微生物生长的重要能源，也是土壤微生物可直接利用的有机碳源，土壤微生物的生长与土壤溶液DOC含量的高低存在一定关系，而DOC含量的多少也会影响到砷的形态转化速率。

本发明的银耳培养基废料能显著促进木糖氧化无色杆菌YYS001在三价砷污染稻田土壤溶液中的定殖，达到高效降低三价砷污染稻田土壤溶液中高毒性三价砷浓度的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一株砷氧化菌及其在三价砷污染稻田土壤定殖的应用。研究表明，本发明的菌株在银耳培养基废料作为有机碳氮源时，在三价砷污染稻田土壤中有较好的定殖能力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明人富集、分离、筛选到一株砷氧化细菌，该菌株被命名为YYS001，属一种木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)，该菌株于2017年8月31日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，其保藏号为CGMCC NO.14583，地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中国科学院微生物研究所。

木糖氧化无色杆菌的筛选，先采集中国福建省上杭县紫金山山脚下的砷污染土壤样品，参照杨孝军等(福建农林大学学报(自然科学版), 2014, 43(2), 172-177)及课题组前期专利ZL201410013543.7的描述，进行富集培养，再对富集培养的土样进行稀释并接种于含有一定浓度As(III)的液体培养基中，培养长出砷抗性菌，挑取不同形态的菌落划线，得单克隆耐砷菌，再用离子色谱-电感耦合等离子体质谱(IC-ICP-MS)联用技术定量分析单克隆耐砷菌的三价砷氧化能力，获得具有三价砷氧化能力的高效砷氧化菌，再对筛选出的高效砷氧化菌做形态学和16S核榶体RNA基因(16S rDNA)等相关鉴定工作，最终得到木榶氧化无色杆菌YYS001。

具体步骤如下：