CN102229891B - 一种南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉，其分类命名为嗜松青霉(Penicillium pinophilum)CBW10，已保藏于中国典型培养物保藏中心，其保藏编号为CCTCC NO：M 2011136。本发明还公开了上述南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉在促进南方红豆杉生长中的应用。本发明菌株在液体摇瓶培养的情况下，对难溶性磷酸盐磷酸三钙、磷酸铁、磷酸铝、江苏锦屏磷矿粉和羟基磷灰石具有较强溶解效果；该菌株制成菌剂分别接种于南方红豆杉扦插苗和实生苗，结果表明，该菌剂能明显促进两者的生长发育。因此，本发明能为将来开发南方红豆杉专用微生物肥料提供优良的菌株资源。

Description

一种南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉及其应用

技术领域

本发明属于生物肥料领域中的微生物肥料技术领域，具体涉及一种南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉及其应用。

背景技术

南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)是红豆杉科红豆杉属植物，广布于我国南方部分地区海拔600m～1200m的山地，山西是该植物生长的北限。其树冠优美，材质坚硬、水湿不腐，是集观赏、材用、药用于一身的珍贵树种。而且，南方红豆杉是中国特有树种，为第三纪孑遗树种和国家一级保护珍稀树种，是新型抗癌天然药物紫杉醇(Taxol)的主要来源之一。

紫杉醇是美国化学家Wall等(1971)首先从太平洋紫杉(Taxus brevifolia)树皮中提取的具有五甲基十五碳烯骨架的二萜类化合物。它是世界上公认的广谱、高活性的抗癌药物，被称为“晚期癌症的最后一道防线”。据统计，紫杉醇年需求量达3000kg左右，目前红豆杉提取物紫杉醇产量远远不能满足国际市场的需求。目前，几乎所有的紫杉醇临床用药都直接或间接地来源于红豆杉属植物的自然资源，这导致红豆杉属植物野生资源破坏严重，红豆杉生长缓慢的生物学特性和极低的紫杉醇含量进一步恶化了这种状况。由于国内外对红豆杉提取物紫杉醇的迫切要求，使我国出现了前所未有的红豆杉资源开发热潮，各地天然红豆杉资源遭到了严重破坏，有的地方甚至濒临灭绝。因此，如何保护、开发和利用红豆杉资源，实现紫杉醇产业的可持续发展，已成为亟需解决的重要课题。

南方红豆杉是红豆杉属种生长速度最快、分布最广的一个物种，是中国红豆杉人工栽培的主要品种。目前，国内已经建立了一些大规模的红豆杉人工栽培基地。人工栽培南方红豆杉，提高紫杉醇及其前体在植株体内的生物合成是解决紫杉醇资源瓶颈的重要途径。为实现南方红豆杉短周期药用林的高产高效经营，施肥是一个重要的环节。研究表明施肥对南方红豆杉幼林的生长、生物量积累以及紫杉醇的合成有显著影响。随着全球能源危机和化肥使用量的迅速增加，其负面影响日益显见。因此，探寻新的肥料，尤其是生物质肥料，以替代或部分替代化肥的研究倍受关注。微生物作为一种宝贵资源正逐渐被人们重视和利用。目前，以微生物为基础开发的各种微生物肥料已经在农林业生产中得到广泛应用，该类肥料具有肥效高、本身无毒、不污染环境、成本低、节约能源等特点，是化学肥料的最有效的替代品。

磷是限制植物生长的主要营养元素之一，对氮的固定、光合作用、能量转移、信号转导、生物大分子合成和呼吸作用都有着重要影响。溶磷微生物在土壤磷素循环相关的生物学系统中担任着重要的角色，它可以将难溶磷转化为植物可以吸收利用的可溶性磷，尤其是在植物根际部分溶磷微生物还起到一定程度的促生作用。具有解磷作用的微生物种类很多，包括细菌、真菌、放线菌等。解磷真菌虽然数量和种类都少于解磷细菌，但其溶磷能力一般是解磷细菌的几倍甚至更多，而且遗传性状更稳定。因此，对解磷真菌的研究越来越受到重视。解磷真菌有青霉菌、曲霉菌、根霉、镰刀菌、小菌核菌等，目前研究报道较多的是黑曲霉和青霉。南方红豆杉在我国分布广泛，土壤微生物资源丰富，因此，从南方红豆杉根际土壤中分离、筛选高效溶磷真菌，研究高效微生物菌肥，对调节土壤磷素的供需矛盾，促进南方红豆杉人工林的生长和紫杉醇产业的发展具有重要意义。目前未见关于南方红豆杉根际解磷真菌研究的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉。

本发明还要解决的一个技术问题是提供上述南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉的应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

从山西省长治市宾馆院内30年生南方红豆杉根际土壤中，筛选获得了一株高效解磷嗜松青霉Penicillium pinophilum CBW10。保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号：CCTCC NO：M 2011136，保藏日为2011年4月20日。

CCTCC NO：M 2011136菌株的主要生物学特征：在马铃薯蔗糖琼脂(PDA)平板上，菌落大，绒毡状，颜色草绿色；无色或淡色的菌丝体，分生孢子梗经过多次分枝，产生2轮小梗，形如扫帚。分生孢子球形、椭圆形。

CCTCC NO：M 2011136菌株ITS基因序列，见SEQ ID No.1所示。将所测ITS序列与GenBank数据库中的序列进行BLAST比对，结果表明：菌株CCTCC NO：M 2011136与青霉属(Penicillium)同源性都很高，与P.pinophilum的相似度为99％。结合形态、特征及ITS序列分析，鉴定为嗜松青霉(Penicillium pinophilum)。

CCTCC NO：M 2011136菌株可将土壤中难溶性无机磷转变为有效态磷供南方红豆杉吸收，促进南方红豆杉生长。

有益效果：本发明的南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉在液体摇培的情况下，对难溶性磷酸盐磷酸三钙(Ca₃(PO₄)₂)、磷酸铝(AlPO₄)和羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)具有较强的溶解效果，与对照(CK)相比，差异极显著；本发明的南方红豆杉根际高效解磷嗜松青霉制成菌剂接种南方红豆杉实生苗。结果表明，该菌剂能明显促进南方红豆杉的生长发育，因此，本发明为将来开发南方红豆杉专用微生物肥料提供了优良的菌株资源。

附图说明

高效解磷嗜松青霉(Penicillium pinophilum)CBW10，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮编430072，保藏编号：CCTCC NO：M 2011136，保藏日：2011年4月20日。

图1为CBW10菌株对难溶性磷酸盐磷酸三钙、磷酸铁、磷酸铝、江苏锦屏磷矿粉和羟基磷灰石的溶解能力。

具体实施方式

根据下述实施例，可以使本领域的技术人员更好地理解本发明。实施例所描述的仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1：CBW10菌株实验室解磷试验。

解磷培养基A：葡萄糖10g，Ca₃(PO₄)₂ 5g，MgCl₂ 5g，KCl 0.2g，MgSO₄.7H₂O 0.25g，(NH₄)₂SO₄ 0.1g，蒸馏水1000mL，pH 7.0。

解磷培养基B：用羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)代替解磷培养基A中的Ca₃(PO₄)₂，其它成分和含量相同。

解磷培养基C：用磷酸铁(FePO₄·4H₂O)代替解磷培养基A中的Ca₃(PO₄)₂，其它成分和含量相同。

解磷培养基D：用磷酸铝(AlPO₄)代替解磷培养基A中的Ca₃(PO₄)₂，其它成分和含量相同。

解磷培养基E：用江苏锦屏磷矿粉代替解磷培养基A中的Ca₃(PO₄)₂，其它成分和含量相同。

将CBW10菌株PDA平板培养物用打孔器分别打取直径为5mm菌丝块，按3块/瓶接种量分别接种到装有50mL解磷培养基A、B、C、D和E的100mL三角瓶中，以接相同体积的解磷培养基为对照(CK)，每个处理三个重复，28℃，150r/min培养7d后，发酵液4℃，10000r/min离心10min，钼锑抗比色法测定发酵液中可溶性磷含量，结果见图1。

从图1中可以得出，分别以难溶性磷酸盐磷酸三钙(Ca₃(PO₄)₂)、磷酸铁(FePO₄·4H₂O)、磷酸铝(AlPO₄)、江苏锦屏磷矿粉和羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)为唯一磷源，培养7d后，CBW10发酵液中可溶性磷含量均高于对照，但不同处理有所差异，对难溶性磷酸盐磷酸三钙(Ca₃(PO₄)₂)、磷酸铝(AlPO₄)、羟基磷灰石(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)解磷能力较强，对江苏锦屏磷矿粉和磷酸铁(FePO₄·4H₂O)两种难溶性磷酸盐的解磷能力较弱。

实施例2：CBW10温室盆栽试验：

将菌株CBW10经PDA平板活化后，用生理盐水配制成孢子悬浮液(10⁸cfu/mL)作为接种剂。接种南方红豆杉(苗龄60天)，以等量无菌生理盐水为对照，接种量为实生苗5mL/株。每处理6个重复，置于温室统一管理，光照为12h/天，适时浇水。

南方红豆杉接种后150天生长情况见表1，可以看出，接种CBW10能够显著促进南方红豆杉实生苗的生长。与对照(CK)相比，接种CBW10的处理在苗高和茎粗上的增长率分别达到了20.57％和11.56％，促生效果显著。

表1 CBW10对南方红豆杉实生苗生长的影响

注：P＜0.05，同列不同行小写字母不相同代表差异显著

Claims (2)

1.一种南方红豆杉根际解磷嗜松青霉，其分类命名为嗜松青霉(Penicilliumpinophilum)CBW10，已保藏于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏号为CCTCC NO：M 2011136，保藏日为2011年4月20日。

2.权利要求1所述的南方红豆杉根际嗜松青霉在促进南方红豆杉生长中的应用。