菌根真菌菌劑及其在降解殘留四環(huán)素類抗生素方面的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種菌根真菌菌劑及其在降解殘留四環(huán)素類抗生素方面的應(yīng)用，該菌劑包括培養(yǎng)基質(zhì)以及混于所述培養(yǎng)基質(zhì)中的叢枝菌根真菌的孢子和/或菌絲。所述菌根真菌菌劑在降解殘留四環(huán)素類抗生素方面的應(yīng)用具體為在四環(huán)素類抗生素污染的土壤中接種上述菌根真菌菌劑，然后再在該土壤中播種宿主植物，從而構(gòu)建四環(huán)素類抗生素污染的土壤修復(fù)體系。宿主植物生長(zhǎng)90-120天收獲后測(cè)定土壤中四環(huán)素類抗生素的濃度，其降解率可達(dá)20-60％。本發(fā)明方法為叢枝菌根真菌用于降解土壤中高濃度四環(huán)素類抗生素殘留提供依據(jù)。
【專利說(shuō)明】菌根真菌菌劑及其在降解殘留四環(huán)素類抗生素方面的應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污染土壤修復(fù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種菌根真菌菌劑及其在降解殘 留四環(huán)素類抗生素方面的應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 人類和畜禽大量使用的抗生素最終會(huì)進(jìn)入環(huán)境，成為新型污染物和前沿研究課 題。尤其是畜禽廢物作為有機(jī)肥用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，可能造成土壤抗生素污染，危及農(nóng)產(chǎn)品安 全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)每年動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)中抗生素的用量約為11，〇〇〇多噸，約占抗生素總用量 的70%左右；歐共體每年養(yǎng)殖業(yè)中抗生素的消耗量已達(dá)5000多噸。我國(guó)每年也大約有成 千上萬(wàn)噸的抗生素類藥物作為飼料添加劑等被用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)中。據(jù)報(bào)道2003年我國(guó)規(guī) ?；B(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便產(chǎn)生量達(dá)22. 1億噸，2010年全國(guó)畜禽糞便的排放量達(dá)45億噸。四 環(huán)素類抗生素是世界上使用量最大的一類抗生素，張樹(shù)清等對(duì)我國(guó)7省、市、自治區(qū)的典型 規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)畜禽糞便的主要成分分析結(jié)果表明，豬糞中土霉素平均含量為9. 09mg/kg， 最高達(dá)134. 75mg/kg，四環(huán)素平均含量為5. 22mg/kg，最高達(dá)78. 57mg/kg，金霉素平均含量 為3. 57mg/kg，最高達(dá)121. 78mg/kg。由于大多抗生素難于降解，導(dǎo)致抗生素在土壤中的大 量累積，土壤中的抗生素可通過(guò)植物吸收進(jìn)入食物鏈，影響人體健康。而且，抗生素類獸 藥極易誘導(dǎo)產(chǎn)生大量抗藥菌，并可能誘導(dǎo)產(chǎn)生群落抗性（Pollution-Induced Community Tolerance, PICT),將對(duì)包括人類在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)健康產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。因此，土壤中抗生素 的環(huán)境行為與相關(guān)修復(fù)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)，引起了人們廣泛的關(guān)注。
[0003] 菌根是自然界中一種普遍的植物共生現(xiàn)象，它是土壤中的菌根真菌菌絲與高等植 物營(yíng)養(yǎng)根系形成的一種聯(lián)合體。菌根真菌是土壤中唯一直接在土壤和植物根系之間起鈕帶 作用的微生物，植物-微生物聯(lián)合可提高土壤有機(jī)污染物的修復(fù)效率。菌根作為成功的協(xié) 同修復(fù)體系已被應(yīng)用于重金屬污染土壤的生物修復(fù)，近幾年菌根生物技術(shù)在有機(jī)物污染土 壤修復(fù)中的研究與應(yīng)用也日益增加。然而，目前未見(jiàn)有關(guān)叢枝菌根真菌對(duì)于土壤中四環(huán)素 類抗生素的降解作用和植物吸收的影響的報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的第一目的在于提供一種菌根真菌菌劑。
[0005] 本發(fā)明的第二目的在于提供上述菌根真菌菌劑的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的第三目的在于提供上述菌根真菌菌劑在降解殘留四環(huán)素類抗生素方面 的應(yīng)用。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0008] -種菌根真菌菌劑，包括培養(yǎng)基質(zhì)以及混于所述培養(yǎng)基質(zhì)中的叢枝菌根真菌的孢 子和/或菌絲；其中：所述培養(yǎng)基質(zhì)為相同體積的沸石與河沙的混合物，所述叢枝菌根真菌 為幼套球囊霉（Glomus etunicatum)、摩西球囊霉（Glomus mosseae)、扭形球囊霉（Glomus tortuosum)中的一種或多種。
[0009] 在上述菌劑中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述菌劑中含菌量為50-80個(gè)孢子/克菌 劑。
[0010] 上述菌根真菌菌劑的制備方法，先將滅菌后的培養(yǎng)基質(zhì)裝至盆中，再將叢枝菌 根真菌菌種接種劑均勻平鋪在所述培養(yǎng)基質(zhì)上一薄層，然后再在所述菌種接種劑上覆蓋 2-4cm滅菌培養(yǎng)基質(zhì)，燒水后播種高粱（Sorghum bicolor)種子或三葉草（Trifolium)種 子，之后再覆蓋〇. 5-lcm的滅菌培養(yǎng)基質(zhì)，于溫室中培養(yǎng)3-4個(gè)月后收獲播種的高粱或三葉 草的植物根系、菌絲和孢子與所述培養(yǎng)基質(zhì)的混合物，即為所述菌根真菌菌劑。
[0011] 在上述制備方法中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述溫室培養(yǎng)的條件為：白天光照 14-18h，白天溫度23-27°C，夜間光照6-10h，夜間溫度16-20°C，白天與夜間光照強(qiáng)度均為 500-600 μ En^s4 ;每周澆一次霍格蘭氏Hoagland' s營(yíng)養(yǎng)液，每次用量為30-100mL/盆，并 人工適量澆水以使所述培養(yǎng)基質(zhì)干濕交替；在播種的14、21天分別補(bǔ)施N肥，N肥總用量為 每盆80-150mg。以上培養(yǎng)條件非常有利于叢枝菌根真菌的大量繁殖，從而可以提高本發(fā)明 菌根真菌菌劑中的含菌量。
[0012] 上述菌根真菌菌劑在降解土壤中殘留四環(huán)素類抗生素方面的應(yīng)用。
[0013] 在上述應(yīng)用中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述應(yīng)用的具體方法如下：在四環(huán)素類抗 生素污染的土壤中接種上述菌根真菌菌劑，然后再在該土壤中播種宿主植物，從而構(gòu)建四 環(huán)素類抗生素污染的土壤修復(fù)體系。
[0014] 在上述應(yīng)用中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述四環(huán)素類抗生素為土霉素、四環(huán)素和 金霉素中的一種或多種。
[0015] 在上述應(yīng)用中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述菌根真菌菌劑在所述四環(huán)素類抗生 素污染的土壤中的用量為：每1. 〇kg 土壤接種20_50g所述菌根真菌菌劑。
[0016] 在上述應(yīng)用中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述四環(huán)素類抗生素污染的土壤中四環(huán) 素類抗生素含量為l_50mg/kg。
[0017] 在上述應(yīng)用中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述宿主植物為玉米（Zea mays)或苜蓿 (Erba medica)〇
[0018] 在上述應(yīng)用中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，播種完的所述宿主植物生長(zhǎng)90-120天后 收獲。更優(yōu)選地，所述宿主植物在同一片土壤中播種2個(gè)以上生長(zhǎng)季，這樣對(duì)土壤中四環(huán)素 類抗生素的降解效果或者說(shuō)對(duì)土壤的修復(fù)效果更好。
[0019] 本發(fā)明的有益效果：
[0020] 1)本發(fā)明利用叢枝菌根-植物的互惠共生體，種植在高濃度四環(huán)素類抗生素污染 土壤中，可達(dá)到降低土壤中四環(huán)素類抗生素的殘留量的效果。土壤中菌絲體的形成，可以改 善土壤的結(jié)構(gòu)及增強(qiáng)土壤微生物活性，菌絲體的生成擴(kuò)大了植物的根際范圍，產(chǎn)生新的植 物/ 土壤界面，增加了植物根與土壤的接觸面積。菌根的存在增加了土壤微生物的活性。上 述這些作用可以直接或間接改變土壤中四環(huán)素類抗生素的降解、傳輸和植物吸收，可以有 效降低土壤中高濃度四環(huán)素類抗生素的殘留。并且具有修復(fù)效果好、操作簡(jiǎn)單、處理量大等 特點(diǎn)，為土壤中四環(huán)素類抗生素的修復(fù)提供了有效的方法。
[0021] 2)本發(fā)明菌劑對(duì)于四環(huán)素類抗生素濃度為l_50mg/kg的土壤降解效果較好，降解 率在20-60%之間，解決了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
[0022] 因此，本發(fā)明的利用叢枝菌根-植物降低土壤中高濃度四環(huán)素類抗生素的方法， 可為開(kāi)發(fā)菌根生物技術(shù)修復(fù)抗生素污染土壤提供科學(xué)依據(jù)和指導(dǎo)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為接種幼套球囊霉后土壤中殘留土霉素的降解效果圖；
[0024] 圖2為接種幼套球囊霉后土壤中殘留四環(huán)素的降解效果圖；
[0025] 圖3為接種幼套球囊霉后土壤中殘留金霉素的降解效果圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將采用實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā) 明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0027] 本發(fā)明中所述降解率的計(jì)算方法均為：
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種菌根真菌菌劑，其特征在于，包括培養(yǎng)基質(zhì)以及混于所述培養(yǎng)基質(zhì)中的叢枝菌 根真菌的孢子和/或菌絲；其中：所述培養(yǎng)基質(zhì)為相同體積的沸石與河沙的混合物，所述叢 枝菌根真菌為幼套球囊霉（Glomus etunicatum)、摩西球囊霉（Glomus mosseae)、扭形球囊 霉（Glomus tortuosum)中的一種或多種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的菌根真菌菌劑，其特征在于，所述菌劑中含菌量為50-80個(gè)孢 子/克菌劑。
3. 權(quán)利要求1-2任一所述的菌根真菌菌劑的制備方法，其特征在于，先將滅菌后的培 養(yǎng)基質(zhì)裝至盆中，再將叢枝菌根真菌菌種接種劑均勻平鋪在所述培養(yǎng)基質(zhì)上一薄層，然后 再在所述菌種接種劑上覆蓋2-4cm滅菌培養(yǎng)基質(zhì)，澆水后播種高粱種子或三葉草種子，之 后再覆蓋0. 5-lcm的滅菌培養(yǎng)基質(zhì)，于溫室中培養(yǎng)3-4個(gè)月后收獲播種的高粱或三葉草的 植物根系、菌絲和孢子與所述培養(yǎng)基質(zhì)的混合物，即為所述菌根真菌菌劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述溫室培養(yǎng)的條件為：白天光照 14-18h，白天溫度23-27°C，夜間光照6-10h，夜間溫度16-20°C，白天與夜間的光照強(qiáng)度均 為500-600μ ΕπιΛ-1 ;每周澆一次霍格蘭氏Hoagland' s營(yíng)養(yǎng)液，每次用量為30-100mL/盆， 并人工適量澆水以使基質(zhì)干濕交替；在播種的14、21天分別補(bǔ)施N肥，N肥總用量為每盆 80_150mg。
5. 權(quán)利要求1-2任一所述的菌根真菌菌劑在降解土壤中殘留四環(huán)素類抗生素方面的 應(yīng)用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用的具體方法如下：在四環(huán)素類抗 生素污染的土壤中接種上述菌根真菌菌劑，然后再在該土壤中播種宿主植物，從而構(gòu)建四 環(huán)素類抗生素污染的土壤修復(fù)體系；優(yōu)選地，所述宿主植物為玉米或苜蓿。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述四環(huán)素類抗生素為土霉素、四環(huán)素和 金霉素中的一種或多種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述菌根真菌菌劑在所述四環(huán)素類抗生 素污染的土壤中的用量為：每1. 〇kg 土壤接種20-50g所述菌根真菌菌劑。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述四環(huán)素類抗生素污染的土壤中四環(huán) 素類抗生素含量為l_50mg/kg。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，播種完的所述宿主植物生長(zhǎng)90-120天后 收獲；優(yōu)選地，所述宿主植物在同一片土壤中播種2個(gè)以上生長(zhǎng)季。
【文檔編號(hào)】C12R1/645GK104099255SQ201410348058
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】陳莉, 張乙涵 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院