[发明专利]一种缓解烟草镉毒性的木霉菌及其应用

说明书

本发明属于微生物技术领域，具体地涉及一种用于缓解烟草镉毒性的木霉菌株T32781及其应用。本发明公开了黑木霉(Trichoderma nigricans)T32781，其保藏号为CGMCCNO.40314。本发明还黑木霉T32781的用途：用于植物栽培中缓解镉毒性。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体地涉及一种用于缓解烟草镉毒性的木霉菌株T32781及其应用。

背景技术

镉(Cadmium,Cd)污染是一个严重的农业问题，危及全球粮食安全。它主要是由人为活动引起的，如采矿和冶炼活动、用镉污染废水灌溉农作物和使用含金属的农用化学品(即化肥和农药)。我国土壤污染调查发现，16.1％的土壤被污染，其中7.0％的土壤被0.2mg kg^-1的镉污染。此外，镉是一种非必需元素，在植物中没有任何已知的生物学功能，很容易被植物吸收，然后通过食物链转移到人体中。

烟草(Nicotiana tabacum L.)在全球许多国家都是一种重要的经济作物。然而，烟草已被鉴定为一种镉超积累植物，比其它植物从土壤中吸收更多的镉，在烟叶中积累较高浓度的镉(0.77-7.02μg g^-1)，并通过吸入香烟烟雾对人类健康构成重大威胁。此外，吸烟已成为人类接触镉的最重要途径之一。已经证明，吸烟者吸收镉对吸烟者发生外周动脉疾病的发病率比非吸烟者高2-3倍。土壤重金属污染极大地影响了植物的生长和生产。因此，采取有效措施尽量减少对镉的吸收和积累是降低植物中镉毒性的关键。

镉的摄取和积累对植物的生长和生化过程有有害影响，改变膜的完整性，并由于活性氧(reactive oxygen species,ROS)的产生而施加氧化应激。为了应对镉胁迫，植物进化出了不同的适应性代谢，以战胜镉诱导的不利影响。已被广泛报道氨基酸及其衍生物主要通过羧酸(-COO)和胺基(-NH₂)与Cd²⁺形成配合物，从而赋予植物重金属耐受性。最近的研究发现，随着Cd水平的增加，L-谷氨酸(L-glutamic acid)和烟酸(nicotinic acid)作为金属螯合剂显著升高，以缓解植物中Cd诱导的胁迫。许多抗氧化剂被富集以缓解Cd诱导的氧化损伤。例如，抗坏血酸-谷胱甘肽代谢中的谷胱甘肽(glutathione,GSH)和抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)在植物解毒ROS中发挥着至关重要的作用。抗氧化酶，包括超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)也受到刺激。

目前已知与金属镉相关的木霉菌如下：

1、CN108587925A的发明《一种长枝木霉菌株及其应用》公开了一种具有降镉和生防功能的长枝木霉菌株，分类命名为长枝木霉T61(Trichoderma longibrachiatum T61)，保藏编号为CCTCC NO：M2017447；能降解土壤中的重金属镉。长枝木霉T61可以将土壤中的可交换态镉钝化显著降低土壤中镉含量，另外还具有防病增产功能，但没有帮助植物少吸收、少积累镉的功能。

2、CN108102970A的发明《一种去除镉污染土壤中酸溶态镉和可还原态镉的兼养型微生物功能菌群及其制备和应用方法》公开了一种去除镉污染土壤中酸溶态镉和可还原态镉的兼养型微生物功能菌群，所述的功能菌群由属于异养微生物的硫还原泥土杆菌(Geobacter metallireducens)、脂环酸芽孢杆菌(Alicyclobacillus sp.)、固氮醋酸杆菌(Acetobacter diazotrophicus)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter sp.)、木霉和属于自养微生物的嗜酸氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)、喜温硫杆菌(Acidithiobacillus caldus)、嗜酸杆菌(Acidiphilium cryptum)混合而成。上述功能菌群仅仅是去除土壤中的镉，没有促进植物生长或者帮助植物少吸收镉的功能。