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CN108034609A - 一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株t1-1及其应用 - Google Patents

一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株t1-1及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于微生物技术领域，具体公开了一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株T1‑1及其应用。所述类芽孢杆菌菌株T1‑1的保藏编号为CGMCC No.14927。由该类芽孢杆菌菌株制备的微生物菌剂或微生物肥料，可对蔬菜的生长具有显著的促进作用，能有效降低化学磷肥的使用量，可在农业生产中推广使用。

Description

一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株T1-1及其应用
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体地说，涉及一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株及其应用。
背景技术
溶磷细菌能分泌有机酸和磷酸酶，有机酸可将矿质磷转化为可溶的磷酸二氢根和磷酸氢根离子，这个过程称为矿质磷的降解；磷酸酶促进磷的矿化(水解)被植物有效利用。可见，溶细菌在促进植物磷素吸收方面起重要作用。采用微生物途径提高土壤中磷元素的有效性，可增加土壤可溶性磷的营养水平，促进植物对磷的有效利用，改善土壤微生物环境。
类芽孢杆菌具有存活期长和抗逆性强等特点，广泛分布在不同的土壤和植物根际中，有的也可以侵入植物组织内部。该属中的许多菌株以其固氮、溶磷能力以及对致病菌的抗性和对植物的促生作用使得其受到了研究者的广泛关注。
微生物肥料是指含有活的微生物，并通过微生物的特定作用给植物提供营养、调节植物生长的特定制品。微生物肥料是未来农林业可持续发展的重要方向之一。但是菌种单一、功能单一和保质期短等突出的问题仍然有待解决。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株T1-1及其制备的微生物菌剂或菌肥在蔬菜等种植中的应用。
为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一株具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株T1-1，经鉴定为类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC，地址：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，邮政编码：100101)，保藏日期为2017年11月17日，保藏编号为CGMCC No.14927。
本发明提供的类芽孢杆菌菌株T1-1在LD固体培养基上生长良好，菌落米黄色，边缘光滑没有皱褶，直径1mm-1.5mm，为革兰氏阳性菌，生长温度25-55℃，最佳生长温度37℃，最适pH 6.8-7.0。在不良条件下，菌体转化产生芽孢，芽孢对不良环境抗逆性强，可短时间耐受100℃高温。
为了方便分析菌株的解磷能力，设计实验室解磷试验研究菌株对无机磷和有机磷的溶解，详见实施例2-3。
第二方面，本发明提供了一种含有类芽孢杆菌菌株T1-1的微生物菌剂或微生物肥料。
进一步地，所述微生物菌剂可以为所述类芽孢杆菌菌株T1-1的发酵液或培养液，具体制备方法可为：
将类芽孢杆菌菌株T1-1接种到液体培养基中，30℃培养箱培养，待85％菌体产生芽孢后停止培养，获得发酵液或培养液。
其中，所述液体培养基的配方为：10g/L葡萄糖、5.0g/L Ca3PO4)2、5.0g/L MgCl2、0.25g/L MgSO4·7H2O、0.2g/L KCl、1g/L(NH4)2SO4，pH 7.0。121℃灭菌25min。
当所述类芽孢杆菌菌株T1-1需要进行固体培养时，所采用的固体培养基可在前述每升液体培养基中加入14g琼脂。
进一步地，所述微生物肥料含有前述微生物菌剂与吸附载体。
所述吸附载体由草炭土、腐殖酸钾、蛭石及磷矿粉组成；作为优选，按照质量比为3～5：0.5～1.5：1～2：0.1～0.5组成，更优选为按照质量比3.5：1：1.5：0.3组成。吸附载体制备时，取上述原料混合粉碎后过100目筛，灭菌，冷却，备用。
作为优选，所述微生物肥料由微生物菌剂与吸附载体按照质量比为1:1的比例混合后，烘干而成。
其中，所述微生物菌剂在与吸附载体混合前，调节其菌落浓度不低于108CFU/mL。在本发明的一个具体实施方式中，制备微生物肥料时，所使用的微生物菌剂为5×108CFU/mL。
所述的微生物肥料可以施于种植禾本科植物小麦、玉米、水稻，葫芦科黄瓜等。
第三方面，本发明提供了所述类芽孢杆菌菌株T1-1在制备解磷制剂方面的应用。
以及，所述类芽孢杆菌菌株T1-1作为有效成分的制剂在农业生产方面的应用。
以及，前述微生物菌剂或微生物肥料在蔬菜种植中的应用。本发明所述微生物肥料对蔬菜的生长具有显著的促进作用，能有效降低化学磷肥的使用量，可在农业生产中推广使用。
经检测，本发明所提供的类芽孢杆菌菌株T1-1及尤其制备的微生物菌剂或微生物菌肥对人蓄无毒，无致病性。
本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。
本发明的有益效果在于：
本发明所提供的类芽孢杆菌菌株T1-1是从禾本科植物玉米根际土中分离得到的，其具有较强的环境适应能力，如可以在不适环境中产生芽孢。同时，实验室解磷试验及植物试验结果表明，该菌株对多种无机或有机磷源具有溶解能力，由此可知，该菌株能用于土壤中磷源的溶解。另一方面，根据实验室解磷试验，类芽孢杆菌菌株T1-1在NBRIP液体培养基中对磷源溶解效果良好，表明该类芽孢杆菌菌株T1-1能用于溶解液体环境中的磷元素，如富营养化水体中磷源的溶解。
本发明以禾本科植物玉米根际土中分离得到的类芽孢杆菌菌株T1-1用于土壤中无机、有机磷源的溶解，具有解磷稳定、高效、广谱的特点，而且有利于植物吸收生长必需的磷元素，促进植物的长势；以该菌株发酵液与肥料基质(吸附载体)混合制得的微生物肥料，施入土壤后能迅速形成优势菌群，肥效好，能使土壤中有效磷含量显著提高，促进植物的健康生长。该菌株用于富营养化水体中无机、有机磷源的溶解，能促使水生植物吸收水体中多余的磷元素，从而防治水体富营养化。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1 微生物菌剂的制备
将类芽孢杆菌菌株T1-1接种到液体培养基中，30℃培养箱培养，待85％菌体产生芽孢后停止培养，获得发酵液或培养液。
其中，所述液体培养基的配方为：10g/L葡萄糖、5.0g/L Ca3(PO4)2、5.0g/L MgCl2、0.25g/L MgSO4·7H2O、0.2g/L KCl、1g/L(NH4)2SO4，pH 7.0。121℃灭菌25min。
所得发酵液中，菌落浓度为5×108CFU/mL。
实施例2 液体培养基中磷溶解能力的测定
在250mL锥形瓶中倒入100mL NBRIP液体培养基(10g/L葡萄糖、5.0g/L MgCl2、0.25g/L MgSO4·7H2O、0.2g/L KCl、1g/L(NH4)2SO4，pH 7.0)，分别加入5.0g/L无机磷Ca3(PO4)2、FePO4、AlPO4以及2.0mL/L有机磷(卵磷脂)作为磷源。
接种实施例1所得的发酵液，以接种大肠杆菌JM109为对照，摇床培养(28℃，160r/min)8d。4℃下离心(10 000r/min)15min，取适量的上清液，测定含磷量(钼锑抗比色法测定)，pH值。
结果显示，类芽孢杆菌菌株T1-1能溶解不同的无机磷和有机磷，且对Ca3(PO4)2的磷溶解能力很强，达到378mg/L。同时其对有机磷卵磷脂也有一定的磷溶解能力。
实施例3 固体培养基中磷溶解能力的测定
溶磷类芽孢杆菌T1-1的溶磷能力用NBRIP固体培养基进行测定。将溶磷类芽孢杆菌T1-1在LD固体培养基中活化菌株，30℃过夜培养；将活化好的单菌落用无菌牙签在含有Ca3(PO4)2的NBRIP固体培养基的中心进行点刺接种，然后在30℃孵育7天，实验一式三份。测量菌落周围的菌落直径(d)和溶磷圈直径(D)。
磷增溶指数(PSI)：PSI＝D/d。
结果显示，类芽孢杆菌菌株T1-1在含有Ca3(PO4)2的固体NBRIP培养基的PSI为2.46。
实施例4 微生物肥料的制备
1、将草炭土、腐殖酸钾、蛭石及磷矿粉按照质量比为3.5：1：1.5：0.3的比例混合后粉碎，过100目筛，灭菌，冷却，得到微生物肥料吸附载体(基质)，备用；
2、将实施例1所得发酵液与步骤1所得吸附载体以质量比1：1混合，烘干，即得微生物肥料。
实施例5 微生物肥料的应用效果
将小麦种子经消毒处理后放于铺有湿润滤纸的无菌平皿中，至于25℃恒温箱催芽。发芽后挑取发育一致的幼苗移栽到塑料盆中，每盆种三棵幼苗。将微生物肥料以底肥的形式施用(0.4g/盆)，施用吸附载体作空白对照。实验设置三个重复。移栽第二周后用破坏性取样的方法收集植物的根和茎叶，分别记录根长和茎长。
结果表明，使用微生物肥料比空白对照分别增加株高和鲜重达35％和54％(表1)，可见，本发明的微生物肥料具有更加良好的植物促生效果，能有效的降低磷肥的使用量。因此，该菌在蔬菜等植物的应用上具有潜在的推广市场，可望取得良好的经济效益。
处理 株高(cm) 鲜重(g)
对照 20.43b 0.28b
微生物肥料 27.59a 0.43a
表中数据经统计软件SPSS进行数据分析，同一列中的不同字母表示在p＝0.05水平下差异显著。
应当理解的是，对上述实施例所用试剂或原料的用量进行等比例扩大或者缩小后的技术方案，与上述实施例的实质相同。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种具有解磷作用的类芽孢杆菌菌株T1-1，其特征在于，其保藏编号为CGMCCNo.14927。
2.一种含有权利要求1所述菌株的微生物菌剂。
3.根据权利要求2所述的微生物菌剂，其特征在于，其制备方法为：将类芽孢杆菌菌株T1-1接种到液体培养基中，30℃培养箱培养，待85％菌体产生芽孢后停止培养，获得发酵液或培养液；
其中，所述液体培养基的配方为：10g/L葡萄糖、5.0g/L Ca3(PO4)2、5.0g/L MgCl2、0.25g/L MgSO4·7H2O、0.2g/L KCl、1g/L(NH4)2SO4，pH 7.0，121℃灭菌25min。
4.一种含有权利要求1所述菌株的微生物肥料。
5.根据权利要求4所述的微生物肥料，其特征在于，其制备方法为：将所述菌株的菌落数不低于108CFU/mL的菌剂与吸附载体以1～3:1～3的质量比混合后，烘干而成。
6.根据权利要求5所述的微生物肥料，其特征在于，所述菌剂与吸附载体以1:1的质量比混合。
7.根据权利要求5或6所述的微生物肥料，其特征在于，所述吸附载体由草炭土、腐殖酸钾、蛭石及磷矿粉按照质量比为3～5：0.5～1.5：1～2：0.1～0.5组成，优选为按照质量比3.5：1：1.5：0.3组成。
8.权利要求1所述的类芽孢杆菌菌株T1-1或其发酵产物、或权利要求2或3所述的微生物菌剂、或权利要求4～7任一项所述的微生物肥料在提高农作物产量及品质上的的应用。
9.权利要求1所述的类芽孢杆菌菌株T1-1或其发酵产物、或权利要求2或3所述的微生物菌剂、或权利要求4～7任一项所述的微生物肥料在制备微生物肥料或生物有机肥中的应用。
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