CN104672010B - 一种肉苁蓉生物防治抗病促生的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,包括:将枯草芽孢杆菌制成密度109~1010cfu/mL的高密度菌悬液;将肉苁蓉健康枝条剪成小段进行堆肥,堆肥过程中喷施枯草芽孢杆菌高密度菌悬液,经发酵后得到能有效抑制杀灭肉苁蓉病理真菌的生物肥,将该生物肥用在肉苁蓉生物防治抗病促生上。本发明中,产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌是对肉苁蓉起抗病促生作用的植物益生菌,将其加入堆肥中,显著加强对肉苁蓉病害真菌的生物防治和促生作用。堆肥过程处理简便,无废水排放,投资少、能耗低、易操作,易于工业化大规模生产,具有良好的经济效益和广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及生物防治肥的制备领域,具体涉及一种肉苁蓉生物防治抗病促生的方法。
背景技术
肉苁蓉(学名:Cistanche deserticola Ma)是高大草本,高40-160厘米,大部分地下生,花期5-6月,果期6-8月。
肉苁蓉是一种寄生在沙漠树木梭梭根部的寄生植物,从梭梭寄主中吸取养分及水份。素有“沙漠人参”之美誉,具有极高药用价值,是中国传统名贵中药材。肉苁蓉味甘、性温,具有补肾壮阳、填精补髓、养血润燥、悦色延年等功效,主治补肾阳、益精血、润肠道。肉苁蓉药食两用,长期食用可增加体力、增强耐力以及抵抗疲劳,同时又可以增强人类及动物的性能力及生育力。肉苁蓉在历史上就被西域各国作为上贡朝廷的珍品,也是历代补肾壮阳类处方中使用频度最高的补益药物之一。
危害肉苁蓉主要病害是茎腐病,Fusarium sambucinum是病原菌之一。植物病理真菌主要存在于土壤中,在植物生长中感染植物,引起植物病害、造成生产损失。因此,要从生物防治的角度消除植物真菌病害,除了杀灭植株上的病理真菌,杀灭或抑制土壤中的病理真菌也至关重要,而使用具有生物防治功效的生物肥是实现这一目的的有效途径。在各种生物肥中,长久以来我国应用的都是无芽孢菌类。但是无芽孢菌抗逆性低,对于干燥高温的抵抗能力差,所以当制成液体或者吸附剂时稳定性不高。生物肥发展的新趋势应是大力发展抗逆性高、能够长期稳定生存的芽孢杆菌。特别是芽孢杆菌能够产生多种抗真菌物质,对植物病原菌有显著抑制作用,并且对人畜无害,也不会污染环境,将在防治植物真菌病害中起重要作用。
芽孢杆菌形态上呈直或者近直的杆状,好氧或者兼性厌氧,革兰氏阳性,在特定环境条件下能产生抗逆性内生孢子。芽孢杆菌在植物中广泛定殖,被认为是公认的食品级安全微生物(generally regarded as safety,GRAS)。枯草芽抱杆菌是一种典型的芽孢杆菌,产生抗菌蛋白、多肽类物质、脂类物质及beta葡聚糖酶等抗菌物质,特别是beta葡聚糖酶等水解酶类与其抗植物病理真菌能力有密切关系,因为真菌细胞壁的组成是葡聚糖。
发明内容
本发明提供了一种肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,通过将产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌(CICC 10339)融入肉苁蓉天然菌群中,制成能够通过生物防治途径有效抑制杀灭肉苁蓉病理真菌的生物肥。
一种肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,包括以下步骤:
1)将枯草芽孢杆菌(CICC 10339)进行培养,制成密度109~1010cfu/mL的高密度菌悬液;
2)将肉苁蓉健康枝条剪成小段进行堆肥,堆肥过程中喷施步骤1)中的高密度菌悬液,堆肥结束后进行发酵,经发酵后得到能有效抑制杀灭肉苁蓉病理真菌的生物肥,将该生物肥用在肉苁蓉生物防治抗病促生上。
本发明中,将肉苁蓉健康枝条剪成小节堆肥,使所制备生物肥中的菌群即为健康肉苁蓉植株本身天然菌群,此菌群与肉苁蓉植株协同进化生长,形成了互益共生体系,对病害真菌有一定生物防治作用。进一步地,将能够产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌(CICC10339)加入堆肥中,显著加强对肉苁蓉病害真菌的生物防治作用。枯草芽孢杆菌(CICC10339)由于产beta葡聚糖酶,对肉苁蓉植株纤维有良好分解作用,为堆肥发酵过程所必须,故能够充分融入到堆肥菌群中稳定持久地增殖。如同乳酸菌对于动物的益生作用,抑制杀灭植物病理真菌的微生物可以称之为植物益生菌。本发明所制备生物肥中,枯草芽孢杆菌(CICC 10339)即是肉苁蓉益生菌,对肉苁蓉病理真菌有显著生物防治作用。
步骤1)中,枯草芽孢杆菌(CICC 10339)采用现有技术,来自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC),地址:北京市朝阳区酒仙桥中路24号院6号楼;保藏日期为2007年,菌种保持编号为10339。枯草芽孢杆菌(CICC 10339)可以向中国工业微生物菌种保藏管理中心购买。
将枯草芽孢杆菌(CICC 10339)进行培养,包括:枯草芽孢杆菌(CICC10339)的出发密度为106~107个/mL,接种至液体培养基中接种量为1%~5%,33℃~39℃振荡培养20~28h,至菌液密度为109~1010cfu/mL的高密度菌悬液。
进一步优选,将枯草芽孢杆菌(CICC 10339)进行培养,包括:枯草芽孢杆菌(CICC10339)的出发密度为106~107个/mL,接种至液体培养基中接种量为2%~3%,36℃~37℃振荡培养22~26h,至菌液密度为109~1010cfu/mL的高密度菌悬液。
所述的液体培养基,以1L计,包括以下组分:
进一步优选,所述的液体培养基,以1L计,包括以下组分:
液体培养基在121℃灭菌20min。
步骤2)中,堆肥过程中喷施步骤1)中的高密度菌悬液,包括:在堆肥内部温度达到30℃~34℃时,喷施步骤1)中的高密度菌悬液,继续堆肥,待堆肥内部温度达到41℃~45℃时堆肥结束。
堆肥过程中喷施步骤1)中的高密度菌悬液,包括:在堆肥内部温度达到32℃时,喷施步骤1)中的高密度菌悬液,继续堆肥,待堆肥内部温度达到43℃时堆肥结束。
步骤2)中,堆肥结束后,将堆肥搅拌摊凉。所述的发酵采用自然状态下发酵。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
本发明中,将肉苁蓉健康枝条剪成小节堆肥,使所制备生物肥中的菌群即为健康肉苁蓉植株本身天然菌群,此菌群与肉苁蓉植株协同进化生长,形成了互益共生体系,对病害真菌有一定生物防治作用。
枯草芽孢杆菌(CICC 10339)产beta葡聚糖酶,强力破坏病理真菌细胞壁,对病理真菌有显著抑制杀灭作用。如同乳酸菌对于动物的益生作用,抑制杀灭植物病理真菌的微生物可以称之为植物益生菌。本发明所制备生物肥中富含的枯草芽孢杆菌(CICC 10339)即是肉苁蓉益生菌,对肉苁蓉病理真菌有显著生物防治作用。
堆肥过程在自然状态下进行,依靠微生态稳定的肉苁蓉植株天然菌群进行发酵,而枯草芽孢杆菌(CICC 10339)由于产beta葡聚糖酶,对肉苁蓉植株纤维有良好分解作用,为堆肥发酵过程所必须,因此,枯草芽孢杆菌(CICC10339)能够充分融入到堆肥菌群中稳定持久地增殖。堆肥过程处理简便,无废水排放,投资少、能耗低、易操作,易于工业化大规模生产,具有良好的经济效益和广阔的应用前景。
具体实施方式
实施例1
1)产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌(CICC 10339)的高密度培养,枯草芽孢杆菌(CICC 10339)的出发密度为1.33×106个/mL,接种至液体培养基(葡萄糖14g/L、牛肉膏25g/L、磷酸二氢钾2.45g/L、花生饼粉10g/L,pH=7.0,121℃灭菌20min)中,接种量为2%,37℃振荡培养24h,菌液密度为2.48×109cfu/mL,得到高密度菌悬液。
2)将肉苁蓉健康枝条共100kg剪成小节进行自然堆肥,在堆肥内部温度达到32℃时喷施1)中制备得到的高密度菌悬液2L,继续堆肥,待堆肥内部温度超过43℃时堆肥结束,搅拌摊凉,自然状态下后发酵,成为富含产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌的生物肥,即能有效抑制杀灭肉苁蓉病理真菌的生物肥。
3)步骤1)中制备得到的高密度菌悬液及步骤2)中制备得到的生物肥显著具有Beta葡聚糖酶活力,对肉苁蓉病理真菌具有显著抑制杀灭作用,具体见下表1。
Fusarium sambucinum购自中国工业微生物菌种保藏管理中心(CICC),菌种编号为2603。
Beta葡聚糖酶活力测定:采用还原糖测定法,Beta葡聚糖酶能够将Beta葡聚糖降解成寡糖和单糖,其具有的还原基团在沸水浴条件下可与DNS试剂发生显色反应,显色深浅与还原糖生成量成正比,而还原糖生成量又与反应液Beta葡聚酶活力成正比,从而利用比色测定反应液的吸光值计算还原糖生成量,得到Beta葡聚糖酶活力。Beta葡聚酶活力单位定义:在测定条件下,每分钟水解Beta葡聚糖产生1μmol还原糖(以葡萄糖计)所需的酶量,定义为一个酶活单位(IU)。
平板抑制抑菌宽带:采用平板喷雾法,待测菌株点接在NA平板,每平板2株,各3个重复,28℃培养24h,把蘸有氯仿的滤纸片放进倒置的培养皿底部熏蒸20min,重复一次,杀死待测菌;将病原真菌配成108菌悬液,用无菌喉头喷雾器迅速将其喷在接有待测菌的平板上(0.1ml/皿),28℃继续培养48-60h后,记录形成抑菌圈大小。
平板拮抗:将NA培养基倒入平板,凝固后在培养基上成三角放置牛津杯,向牛津杯内加入发酵液100μL,28℃温箱培养,待病原真菌生长后记录抑菌圈大小。
表1
注:抑菌宽带指抑菌半径与待测菌落半径之差,-:表示无抑菌带;+:表示抑菌宽带<5mm;++表示抑菌宽带>5mm。
实施例2
1)产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌(CICC 10339)的高密度培养,枯草芽孢杆菌(CICC 10339)的出发密度为1.75×106个/mL,接种至液体培养基(葡萄糖14g/L、牛肉膏25g/L、磷酸二氢钾2.45g/L、花生饼粉10g/L,pH=7.0,121℃灭菌20min)中,接种量为3%,37℃振荡培养24h,菌液密度为3.15×109cfu/mL,得到高密度菌悬液。
2)将肉苁蓉健康枝条共100kg剪成小节进行自然堆肥,在堆肥内部温度达到32℃时喷施1)中制备得到的高密度菌悬液3L,继续堆肥,待堆肥内部温度超过43℃时堆肥结束,搅拌摊凉,自然状态下后发酵,成为富含产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌的生物肥。
3)步骤1)中制备得到的高密度菌悬液及步骤2)中制备得到的生物肥显著具有Beta葡聚糖酶活力,对肉苁蓉病理真菌具有显著抑制杀灭作用,具体见下表2。
表2
注:抑菌宽带指抑菌半径与待测菌落半径之差,-:表示无抑菌带;+:表示抑菌宽带<5mm;++表示抑菌宽带>5mm。
实施例3
1)产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌(CICC 10339)的高密度培养,枯草芽孢杆菌(CICC 10339)的出发密度为1.68×106个/mL,接种至液体培养基(葡萄糖14g/L、牛肉膏25g/L、磷酸二氢钾2.45g/L、花生饼粉10g/L,pH=7.0,121℃灭菌20min)中,接种量为3%,37℃振荡培养24h,菌液密度为2.79×109cfu/mL,得到高密度菌悬液。
2)将肉苁蓉健康枝条共100kg剪成小节进行自然堆肥,在堆肥内部温度达到32℃时喷施1)中制备得到的高密度菌悬液3L,继续堆肥,待堆肥内部温度超过43℃时堆肥结束,搅拌摊凉,自然状态下后发酵,成为富含产beta葡聚糖酶的枯草芽孢杆菌的生物肥。
3)步骤2)中制备得到的生物肥对肉苁蓉具有明显促生益生作用,提高单株种子产量13.15%(p<0.05),具体见下表3和表4。肉苁蓉植株为采自柴达木地区的野生型。
表3
表4
Claims (7)
1.一种肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将枯草芽孢杆菌CICC 10339进行培养,制成密度109~1010cfu/mL的高密度菌悬液;
将枯草芽孢杆菌CICC 10339进行培养,包括:枯草芽孢杆菌CICC 10339的出发密度为106~107个/mL,接种至液体培养基中接种量为1%~5%,33℃~39℃振荡培养20~28h,至菌液密度为109~1010cfu/mL的高密度菌悬液;
所述的液体培养基,以1L计,包括以下组分:
调节pH=6.5~7.5;
2)将肉苁蓉健康枝条剪成小段进行堆肥,堆肥过程中喷施步骤1)中的高密度菌悬液,堆肥结束后进行发酵,经发酵后得到能有效抑制杀灭肉苁蓉病理真菌的生物肥,将该生物肥用在肉苁蓉生物防治抗病促生上。
2.根据权利要求1所述的肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,其特征在于,步骤1)中,将枯草芽孢杆菌CICC 10339进行培养,包括:枯草芽孢杆菌CICC 10339的出发密度为106~107个/mL,接种至液体培养基中接种量为2%~3%,36℃~37℃振荡培养22~26h,至菌液密度为109~1010cfu/mL的高密度菌悬液。
3.根据权利要求1所述的肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,其特征在于,所述的液体培养基,以1L计,包括以下组分:
调节pH=7.0。
4.根据权利要求1所述的肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,其特征在于,步骤2)中,堆肥过程中喷施步骤1)中的高密度菌悬液,包括:在堆肥内部温度达到30℃~34℃时,喷施步骤1)中的高密度菌悬液,继续堆肥,待堆肥内部温度达到41℃~45℃时堆肥结束。
5.根据权利要求4所述的肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,其特征在于,步骤2)中,堆肥过程中喷施步骤1)中的高密度菌悬液,包括:在堆肥内部温度达到32℃时,喷施步骤1)中的高密度菌悬液,继续堆肥,待堆肥内部温度达到43℃时堆肥结束。
6.根据权利要求1所述的肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,其特征在于,步骤2)中,堆肥结束后,将堆肥搅拌摊凉。
7.根据权利要求1所述的肉苁蓉生物防治抗病促生的方法,其特征在于,步骤2)中,所述的发酵采用自然状态下发酵。
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