降低植物镉积累的尖孢镰刀菌及其应用

本发明属于生物；更具体地，本发明涉及一种降低植物镉积累的尖孢镰刀菌及其应用。

背景技术：

1、重金属是主要的农业土壤污染物。镉(cd)由于其毒性、普遍性、非生物降解性、植物(如作物)吸收的生物有效性和通过食物链传播等特征，被认为是最具潜在毒性的微量元素之一，是全球粮食安全的主要威胁。安全、高效利用中轻度污染土壤是解决人多地少困境下粮食问题的现实需求。

2、对于土壤中重金属镉的治理问题，近些年来也有一些探索，目前治理方法主要分为化学法、物理法和生物法三种。化学法有固化/稳定化、离子拮抗技术等，通过重金属镉经化学反应来降低含量，但是化学法在应用的同时会生成其他污染物。物理法可分为深耕翻土法、玻璃化技术、电动修复技术、土壤淋洗等，有一定的治理效果，适用于小面积低污染的土壤，但与此同时，物理法也会带来一些问题，如成本高，且不能从根本上清除重金属，造成植物营养元素的缺失等。生物法主要通过种植吸附镉能力强的植物吸附镉元素后对植物进行集中处理以及微生物-植物联合修复技术进行去除镉，分为植物提取和植物固定。微生物修复技术，可以通过工程菌培养、微生物投放，利用微生物对重金属具有吸附、沉淀、氧化、还原等作用来降低污染土壤中重金属的活性和毒性。

3、目前已有包括农艺措施(如土壤修复、水肥管理和耕作方式调整等)和分子生物学技术(如转基因和突变体的利用等相关的品种改良)等在内的多种手段来试图减少镉的污染，但由于劳动力缺乏、投入成本较大、转基因技术的民众接受程度低、资源可持续发展方面等原因，上述的应用均受到一定程度的限制。

4、目前另一种策略是通过植物内生菌来阻控重金属积累，但是相关菌种资源有限，所涉及的菌与植物互作调控机制研究更是尚未真正起步，这些都严重制约了该方法的应用。

5、因此，本领域还需要对本领域进行深入地研究，尝试筛选到更多植物内生耐镉真菌资源，利用植物与微生物互作机制，开发出微生物菌剂帮助农作物降低重金属cd积累。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全新的内生尖孢镰刀菌菌种fo10，能够显著降低单子叶植物(如水稻及多种作物)中的镉含量。其本身不影响作物的农艺性状，可保障粮食安全。本发明为开发农田降镉微生物菌剂提供了有价值的基因资源以及次生代谢物资源。

2、在本发明的第一方面，提供一种经分离的真菌，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为cctcc m 2023112。

3、在一种或多种优选实施方式中，所述的真菌为尖孢镰刀菌(fusariumoxysporum)。

4、在一种或多种优选实施方式中，所述的真菌对于镉具有耐受性。

5、在一种或多种优选实施方式中，所述的真菌对cal1敏感(高度敏感)；

6、在一种或多种优选实施方式中，所述的真菌能缓解(包括减少、降低、去除)单子叶植物的镉毒害。

7、在一种或多种优选实施方式中，所述缓解单子叶植物的镉毒害包括：降低单子叶植物体的镉含量，缓解单子叶植物的镉胁迫。

8、在一种或多种优选实施方式中，所述降低单子叶植物体的镉含量包括：降低地上部的镉含量，降低地下部的镉含量。

9、在一种或多种优选实施方式中，所述降低单子叶植物体的镉含量。

10、在本发明的另一方面，提供所述的真菌的细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物。

11、在本发明的另一方面，提供所述的真菌，其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物的应用，用于：缓解单子叶植物的镉毒害，或制备缓解单子叶植物的镉毒害的组合物。

12、在一种或多种优选实施方式中，所述缓解单子叶植物的镉毒害包括：降低单子叶植物体的镉含量，缓解单子叶植物的镉胁迫；更佳地，所述降低单子叶植物体的镉含量包括：降低地上部(包括叶，种子)的镉含量，降低地下部的镉含量。

13、在一种或多种优选实施方式中，所述的单子叶植物为cal1或其同源物正常表达、低表达或不表达(即：不发生高表达)的单子叶植物。

14、在一种或多种优选实施方式中，所述真菌在植物中受到cal1调控(cal表达或活性高时所述真菌的丰度降低；cal表达或活性低时所述真菌的丰度增加)发挥作用。

15、在本发明的另一方面，提供一种组合物，其包含所述的真菌；或其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物。

16、在一种或多种优选实施方式中，所述组合物包括(但不限于)：农药组合物。

17、在本发明的另一方面，提供一种缓解单子叶植物的镉毒害的方法，包括：应用所述的真菌，或其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物，或所述的组合物对需要缓解镉毒害的单子叶植物进行处理；较佳地，所述缓解单子叶植物的镉毒害包括：降低单子叶植物体的镉含量，缓解单子叶植物的镉胁迫；更佳地，所述降低单子叶植物体的镉含量包括：降低地上部的镉含量，降低地下部的镉含量。

18、在一种或多种优选实施方式中，应用所述的真菌，或其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物，或所述的组合物对需要缓解镉毒害的单子叶植物进行处理时，所述真菌存在于溶液中，所述溶液中真菌的浓度为0.1～1.5％(v/v)；较佳地0.2～1.2％(v/v)，更佳地0.2～1.0％(v/v)，更佳地0.3～0.8％％(v/v)(如0.4％、0.5％、0.6％)。

19、在本发明的另一方面，提供一种用于缓解单子叶植物的镉毒害的试剂盒(包括药盒)，其包含所述的真菌；或所述的细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物；或所述的组合物。

20、本发明的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

技术特征：

1.一种经分离的真菌，该菌株保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为cctcc m2023112。

2.如权利要求1所述的真菌，其特征在于，其具有选自下组的特性：

3.权利要求1所述的真菌的细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物。

4.权利要求1所述的真菌，其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物的应用，用于：缓解单子叶植物的镉毒害，或制备缓解单子叶植物的镉毒害的组合物。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述缓解单子叶植物的镉毒害包括：降低单子叶植物体的镉含量，缓解单子叶植物的镉胁迫；更佳地，所述降低单子叶植物体的镉含量包括：降低地上部的镉含量，降低地下部的镉含量。

6.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的单子叶植物为cal1或其同源物正常表达、低表达或不表达的单子叶植物；或

7.一种组合物，其包含：权利要求1所述的真菌；或其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物；较佳地，所述组合物包括：农药组合物。

8.一种缓解单子叶植物的镉毒害的方法，包括：应用权利要求1所述的真菌，或其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物，或权利要求7所述的组合物对需要缓解镉毒害的单子叶植物进行处理；较佳地，所述缓解单子叶植物的镉毒害包括：降低单子叶植物体的镉含量，缓解单子叶植物的镉胁迫；更佳地，所述降低单子叶植物体的镉含量包括：降低地上部的镉含量，降低地下部的镉含量。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，应用权利要求1所述的真菌，或其细胞培养物、细胞代谢产物、细胞培养上清或细胞裂解产物，或权利要求7所述的组合物对需要缓解镉毒害的单子叶植物进行处理时，所述真菌存在于溶液中，所述溶液中真菌的浓度为0.1～1.5％(v/v)；较佳地0.2～1.2％(v/v)，更佳地0.2～1.0％(v/v)，更佳地0.3～0.8％％(v/v)。

10.一种用于缓解单子叶植物的镉毒害的试剂盒，其包含：

技术总结本发明提供了一种降低植物镉积累的尖孢镰刀菌及其应用。提供一种全新的内生尖孢镰刀菌，能够显著降低植物中的镉含量，其本身不影响作物的农艺性状，可保障粮食安全。本发明为开发农田降镉微生物菌剂提供了有价值的基因资源以及次生代谢物资源。技术研发人员：龚继明,顾天宇受保护的技术使用者：中国科学院分子植物科学卓越创新中心技术研发日：技术公布日：2024/9/12