CN100479664C

CN100479664C - 使用粉色色素兼性甲基营养菌,增强植物抵御逆境条件能力的方法

Info

Publication number: CN100479664C
Application number: CNB2007100034239A
Authority: CN
Inventors: 谢锦杰; 李嘉彤
Original assignee: Huanyukangyi Science & Technology Co Ltd Beijing
Current assignee: Huanyukangyi Science & Technology Co Ltd Beijing
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2027-02-07
Also published as: CN101028008A

Abstract

本发明涉及使用粉色色素兼性甲基营养菌，增强植物抵御逆境条件能力的方法；在农业和园艺业生产过程中，在高温、干旱、昆虫、微生物等逆境条件下，将粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)加入到栽种植物的基质中，使植物保持生长增势和改善植物体机能；揭示了粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)能提高植物对高温、干旱、有害昆虫、微生物侵袭的低御能力；从而提高植物总体的健康水平和生产力的方法。是一项关于粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)全新用途的发明；使用本方法，可以为提高农作物产量，低御病虫害，又增加了一种可靠的、简单有效办法。

Description

使用粉色色素兼性甲基营养菌，增强植物抵御逆境条件能力的方法

技术领域

本发明涉及使用粉色色素兼性甲基营养菌，增强植物抵御逆境条件能力的方法，尤其是使用粉色色素兼性甲基营养菌，增强农作物抵御高温、干旱、昆虫、微生物能力的方法；专利分类：A01C 1/00

背景技术

“甲基营养菌”是指细菌在甲基化合物上生长的能力，该甲基化合物是指单碳(C1)化合物。一些种类的甲基营养菌只能利用单碳(C1)化合物生长，称作专性甲基营养菌；而有一些种类的甲基营养菌可选择性地利用单碳或多碳化合物生长，称作兼性甲基营养菌。有些兼性甲基营养菌(非全部)可产生一种粉色的色素，这些兼性甲基营养菌被称作粉色色素兼性甲基营养菌兼性(PPFMS)。

甲基营养菌是共生生物。在对大约100种植物进行的检测化验中，在根、茎、叶子和种子等部位中都检测到了甲基营养菌。它们与植物组织生长联系紧密，它们能够在细胞的表面层(称作表皮)下生长，它们产生的激素直接进入植物组织，在植物的脉管系统内循环。

粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)包括以下种类：扭脱甲基杆(外链甲基杆菌)、嗜中温甲基杆菌、嗜有机甲基杆菌、甲基杆菌CM4株系。

许多兼性甲基营养菌(无论是否产生粉色色素)都对农业有益，当将它们施用于种子、根或者叶子上时，能提高植物种子的发芽率，提高植物的生物量，提高农作物的产量。例如，美国专利5,512,069中揭示了PPFMS菌用于种子的用途，美国专利5,961,687中揭示了PPFMS菌用于叶子的用途。

有很多细菌种类应用于农业，例如：在农业上，苏云金杆菌是一种有用的细菌种类，它的作用机理是分泌出一种分子，对某些以植物为食的昆虫的胃肠道有致命毒性，从而起到生物杀虫剂的作用。根际细菌和根菌真菌是另一类有用细菌种类，这类细菌定植在植物根部，帮助根系吸收和固氮。但是，这两类细菌种类并不能增强植物抵御高温、干旱、有害昆虫和微生物的能力。

粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)的作用与此明显不同，它并不分泌对昆虫有毒性的分子；它的作用机理是：它们分泌两种植物生长调节剂，即：植物生长素和细胞分裂素，与植物的细胞结合紧密，通过自身的新陈代谢分解出氮，为植物细胞所吸收，实际上产生了表层施肥的作用。

技术内容

本发明的目的在于，提供使用粉色色素兼性甲基营养菌，增强植物抵御逆境条件能力的方法；对植物提供外生的粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)，提高植物对高温、干旱、有害昆虫、微生物的抵御能力；提高植物总体健康水平和生产力。

本发明的技术方案是：使用粉色色素兼性甲基营养菌，增强植物抵御逆境条件能力的方法，在农业和园艺业生产过程中，在逆境条件下，将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，使植物保持生增长势和改善植物体机能。

所述的将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，是指以适当的液体形式将其喷射到土壤上。

所述的将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，是指预先将粉色色素兼性甲基营养菌和合适的原料，如：土壤、泥煤苔、硅藻土混合，然后人工或者用散布机将混合物散撒。

所述的将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，是指将粉色色素兼性甲基营养菌制成小球，加入到基质中。

所述的将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，是指将粉色色素兼性甲基营养菌制成粉末或者液体加入到用来进行植物组织培养的凝胶状介质中。

所述的将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，是指将粉色色素兼性甲基营养菌制成粉末或者液体加入到水或者其他液体介质中，然后加入到田间或者温室里的灌溉或者滴灌系统中。

所述的逆境条件是指遇高温。

所述的逆境条件是指遇干旱。

所述的逆境条件是指遇有害昆虫侵袭。

所述的逆境条件是指微生物。

除本文背景技术中叙述的粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)施用于种子、根或者叶子上时，能提高种子的发芽率，提高植物的生物量，提高农作物的产量外，发明人还意外地发现了粉色色素兼性甲基营养菌新的性质，即：将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，它能提高植物对高温、干旱、有害昆虫、微生物侵袭的低御能力；从而提高植物总体的健康水平和生产力的方法。是一项关于粉色色素粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)全新用途的发明；使用本方法，可以为提高农作物产量，低御病虫害，增加了一种可靠的、简单有效的方法。

附图说明

图1表示PPFMS施加到羊茅科植物时，在失水条件下的存活率对比实验的结果。

图2表示PPFMS施加到1英亩羊茅科植物地块上时，腐霉枯萎病发病比例的对比实验的结果。

具体实施方式

以下结合具体实施例，详细介绍本发明。

将任何浓度的粉色色素兼性甲基营养菌加入到植物生长的土壤里都会是有效。一个实施例是：将定量的粉色色素兼性甲基营养菌加入到目标土壤中，浓度在1×10³到1×10¹¹菌落形成单位(CFUs)，加入目标土壤或其他介质的溶液优选范围在约1×10⁶到1×10⁹CFU/每毫升。

将粉色色素兼性甲基营养菌加入至基质中的途经包括，(1)以适当的液体形式将其喷射到土壤上；(2)预先将粉色色素兼性甲基营养菌和合适的原料(如：土壤、泥煤苔、硅藻土、或者本技术领域已知的其他原料)混合，然后人工或者用合适的散布机将混合物散撒；(3)将粉色色素兼性甲基营养菌制成小球，加入到基质中，和/或(4)将粉色色素兼性甲基营养菌制成粉末或者液体加入到用来进行植物组织培养的凝胶状介质中，或者加入到水或者其他液体介质(例如，但不限于用于植物或者藻类水生生长的介质)中，然后加入到田间或者温室里的灌溉或者滴灌系统中。

当植物被粉色色素兼性甲基营养菌处理当时或者处理后，暴露于包括高温、干旱、昆虫和微生物的侵袭时的逆境条件下，相比与未经粉色色素兼性甲基营养菌处理的植物对照组，PPFMs处理的效果客观上提高了植物健康水平，而且增加了作物的产量。

实施例1：粉色色素兼性甲基营养菌PPFMs保护受玉米根虫损害的玉米植株，增加玉米产量。

在一年生长季的末期，使用机械喷射器将粉色色素兼性甲基营养菌溶液，浓度为10⁹菌落形成单位(CFUs)/每升，喷到17英尺长的测试地上。用于对照的未处理土壤大约在20码之外，并注意不要使携带菌类的水从用粉色色素兼性甲基营养菌处理过的土壤中流过。

在次年的春天，在对照地和测试地中种植相同数量的玉米种子。采用自动播种器以保证种子具有相同的间距。整个生长期过后，从两块地里采集玉米植株样本，比较下列特性：根的整体结构；根被病原体损坏的程度；玉米穗及其组分(玉米穗轴和玉米粒)的数量和重量；玉米粒的蛋白质含量；植物经受倒伏的趋势。术语“倒伏”指，植物与垂直方向的倾斜，以保证既不贴近临近的植株，也不贴近地面。“倒伏”在经济上的意义是：农民得从不同的角度来回收割一个“倒伏”的植株，因此浪费燃料、金钱和时间。

实验结果表明：生长在富含粉色色素兼性甲基营养菌的土壤里的玉米植株远好于生长在对比土壤中的植株。

1.总体根结构

生长在粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中的实验植株根的结构明显更大、更粗壮。

对照植株的支根相对狭小，显出棕色且较为干燥；相反，生长在粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中的植株的分根较粗、湿润并且多汁。

2.病原体(如玉米根虫)的损坏程度：

明尼苏达大学的植物病理学实验室完成了玉米根虫对根系统的损坏程度的评估。它们使用爱荷华评价法，其中“0”表示完全没有玉米根虫损害，“5”表示可能的最严重的经济损失水平。可以看到，生长在普通(对照)土壤中的植株的根系被评定在1.5，表明：对这些植株已经造成了轻微的到中等的经济损失。相反，生长在粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中的实验根系被评定为0.2，表明：几乎没有显著的经济损失。

玉米根虫对对照植株造成的损害肉眼可见。生长在普通土壤中的植株有几根冠根已经被咬断，并且这些冠根上有棕色的污点。相反，生长在粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中的植株拥有完整的冠根，这些冠根在颜色上呈现健康的绿色或白色。

3.产量：玉米穗的数量和重量

比较每英亩玉米穗的数量；发现：生长在粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中的玉米比生长在对照土壤中的平均每英亩产玉米多6蒲式耳(bushel)。

重量比较，表明：从粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中生长的玉米穗所有部分都比对照样品更重一些：他们的玉米穗轴重一些，玉米粒重一些，因此，整个穗(玉米穗轴和玉米粒)更重一些。参见表1。

表1 重量数据(生长季中期)

玉米穗整穗重(克) 玉米穗粒重(克)

玉米穗# 对照样 PPFM处理玉米穗# 对照样 PPFM处理

1 280.6 326.5 1 211.9 233.3

2 301.7 301.0 2 201.1 206.3

3 280.2 309.2 3 151.9 216.3

4 220.6 292.9 4 190.4 213.3

平均 270.8 307.4 平均 188.8 217.3

百分比差异 13.53 百分比差异 15.10％

生长在PPFM处理过土壤中的玉米穗重量比对照组重：

整穗重比对照组多 13.53％；

粒重比对照组多 15.10％；

4.玉米粒的蛋白质含量

生长在粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中的植株上的玉米粒的蛋白质含量比对照样品高12％，这意味着粉色色素兼性甲基营养菌明显的提高了玉米的营养价值。

5.玉米植株的倒伏(倾斜)

术语“倒伏”指植株丧失直立能力的趋向，如果附近没有其他植株支撑它的重量，最终植株将倒向地面，如果附近有其他植株支撑，它将严重倾斜。对照地里的玉米植株显示有一定数量的植株已经倒伏。假定冠根向侧面生长，从各个方向帮助植株固定在地面，便很容易理解当玉米根虫咬断冠根，植株将失去支撑而趋向于倒伏。而生长在粉色色素兼性甲基营养菌富足的土壤中的玉米植株，株株都直立生长，没有倾斜(没有倒伏)。

实施例2 PPFMS保护羊茅科植物，抵御干旱。

在极为干旱的条件胁迫下，高尔夫球球场上的用PPF Ms预先处理过的羊茅科植物比对照部分的存活率高出很多。参见图1。

实施例3.PPFMS对受到腐霉枯萎病致病真菌侵害的羊茅科植物的保护实验表明PPFMS大大减少了腐霉枯萎病的发病率和造成黄斑，特别是在过于潮湿的区域的真菌(瓜果腐霉)。参见图2。

发明人意外地发现将粉色色素兼性甲基营养菌加入到栽种植物的基质中，能提高植物对高温、干旱、有害昆虫、微生物侵袭的低御能力；从而提高植物总体的健康水平和生产力的方法。是一项关于粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)全新用途的发明；使用本方法，提高农作物产量，低御病虫害，简单、有效。

经过检索没有发现相同的方法；本发明产生了意想不到的技术效果，具有创造性。

凡与本发明构思相同的任何技术方案，都在本权利要求保护之中。

Claims

1.使用粉色色素兼性甲基营养菌(Methylobacterium mesophilicum)保护羊茅科植物的用途，其特征在于，在逆境条件下，将粉色色素兼性甲基营养菌加入到羊茅科植物栽种的基质中，以达到使得羊茅科植物抵御干旱，或对受到腐霉枯萎病致病真菌侵害的羊茅科植物的保护的作用。

2.按照权利要求1所述的使用粉色色素兼性甲基营养菌(Methylobacterium mesophilicum)保护羊茅科植物的用途，其特征在于，是将所述的粉色色素兼性甲基营养菌(PPFMS)，以液体形式将其喷射到土壤上。

3.按照权利要求1所述的使用粉色色素兼性甲基营养菌(Methylobacterium mesophilicum)保护羊茅科植物的用途，其特征在于，是指预先将粉色色素兼性甲基营养菌和原料相混合，然后用人工或者用散布机将混合物散撒于土壤上，所述原料为选自土壤、泥煤苔或硅藻土的物质。

4.按照权利要求1所述的使用粉色色素兼性甲基营养菌(Methylobacterium mesophilicum)保护羊茅科植物的用途，其特征在于，是指将粉色色素兼性甲基营养菌制成小球，加入到基质中。