CN107760610B - 一株长孢被孢霉及其应用 - Google Patents

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Abstract

一株长孢被孢霉及其应用，该菌株已在国家知识产权局指定的保藏单位保藏，保藏日期为2017年08月25日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No.14151。该长孢被孢霉能改善土壤碳磷养分转化、分泌吲哚乙酸和脱落酸、合成抗生素抑制病原菌来促进作物生长。该菌株可在土壤中自行生长繁殖，与土壤土著微生物群落达到生态稳定平衡，无需重复添加。该菌株来源于长期施有机肥的农田土壤，绿色安全；且该菌株的扩大培养及菌剂制作过程简单，成本低廉，可在农业领域推广应用。

Description

一株长孢被孢霉及其应用
技术领域
本发明属于微生物菌剂领域，具体涉及一株长孢被孢霉及其应用。
背景技术
某些土壤真菌通过刺激作物生长激素的分泌、增加土壤养分的转化、提高作物对养分的获取来促进作物生长。接合菌是一类多样性和丰度高的土生真菌菌群，许多接合菌是腐生型真菌。在接合菌门中，被孢霉菌具有分解多种复杂有机化合物的能力，亦可抵御某些真菌和细菌病原菌的生长繁殖。某些被孢霉菌是植物内生菌，在植物促生方面起到关键作用。
农田生态系统的相关研究表明，某些被孢霉菌能分解复杂的有机化合物，通过产生草酸有效地溶解土壤磷素，从而提高了作物对土壤养分的获取，促进作物生长。近期，Borrell等人发现小麦根际的被孢霉菌与小麦生长及产量提升显著的相关 (Borrell,A.N., Shi, Y., Gan, Y., Bainard, L.D., Germida, J.J., Hamel, C., 2017. Fungaldiversity associates with pluses and its influence on the subsequent wheatcrop in the Canadian prairies. Plant and soil 414, 13-31)。山田等人在1987年第一次报道了一株长孢被孢霉 (Mortierella elongata 1S-5)，研究发现它能在胞内合成花生四烯酸 (Yamada H., Shimizu S., Shinmen Y., 1987. Production of arachidonicacid by Mortierella elongata 1S-5. Agricutural and Biological Chemistry 51,785–790)。紧接着，Stredanska和Sajbidor的研究表明，长孢被孢霉是一种能生成寡不饱和脂肪酸的丝状真菌，其中脂质含量占14.4%、亚麻酸生成量为3.3 mg/g、花生四烯酸生成量为15.6 mg/g (Stredanska S., Sajbidor J., 1992. Oligounsaturated fatty acidproduction by selected strains of micromycetes. Folia Microbiologica 37, 357–359)。本发明从砂姜黑土中分离培养出一株长孢被孢霉 (Mortierella elongata SX)，其通过改善土壤碳磷养分转化、分泌生长激素、合成抗生素抑制病原菌来促进作物生长，该菌株可制备成微生物菌剂，在农业领域推广应用。
发明内容
解决的技术问题：本发明提供一株长孢被孢霉及其应用。该长孢被孢霉生长速度快，繁殖快，易于工厂化生产，成本低廉。该菌株来自于长期施用有机肥的旱地农田土壤，绿色安全。该菌株在土壤养分活化、作物生长促进方面的作用显著，能分泌多种抗生素来抑制土传病原菌的生长。更为重要的是，该菌株可以进入到作物根内，通过分泌吲哚乙酸和脱落酸对作物生长产生直接影响。
技术方案：一株长孢被孢霉 (Mortierella elongata SX)，该菌株已在国家知识产权局指定的保藏单位保藏，保藏日期为2017年08月25日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，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，保藏编号：CGMCC No. 14151。
所述长孢被孢霉的培养方法，步骤为：挑取生长旺盛的菌丝接种至PD液体培养基中，置于恒温摇床28 ℃、220 rpm培养7~10天；直到培养基浑浊并出现大量菌丝球；无菌条件下过滤，取4 g菌丝球加入50 g麦麸-豆饼粉-面粉培养基中，立即摇匀；置于28 ℃静置培养；待到菌丝把麸皮豆饼粉培养基固结成块后，使培养基横在三角瓶中，使得菌饼两面可接触到空气；之后置于28 ℃培养箱，直到菌丝完全覆盖麦麸豆饼培养基后，用玻璃棒捣散，即得到菌剂。
采用的PD培养基配方为：去皮马铃薯200 g、葡萄糖20 g、水1000 mL；麸皮-豆饼粉-面粉培养基配方为：麦麸15 g、豆饼粉20 g、面粉15 g、水50 mL，水先加入豆饼粉湿润30min后，再加入麦麸、面粉拌匀，装入500 mL三角瓶中，121 ℃灭菌20 min后，趁热摇散。
长孢被孢霉在促进作物生长中的应用。
长孢被孢霉在提高土壤磷酸酶和β-葡萄糖苷酶活性中的应用。
长孢被孢霉在合成吲哚乙酸和脱落酸中的应用。
长孢被孢霉在增加土壤磷素溶解中的应用。
增加土壤磷素溶解的无机磷培养基配方为：葡萄糖10 g、(NH4)2SO4 0.5 g、NaCl0.3 g、KCl 0.3 g、MgSO4·7H2O 0.3 g、FeSO4·7H2O 0.03 g、MnSO4·H2O 0.03 g、Ca3(PO4)25.0 g。
（1）该株长孢被孢霉能够显著提高土壤磷酸酶和β-葡萄糖苷酶的活性（图1），具有很强的溶磷能力（图2），说明该菌株明显改善土壤碳磷养分的转化。（2）玉米根系激素吲哚乙酸含量提高了37%（图1），玉米生物量提高了28.3%（图1），说明该菌株直接促进作物生长。（3）根系脱落酸含量与作物抗旱、抗盐等密切相关，其含量提高了40%（图1）。（4）该菌株具有合成多种抗生素的功能（图3），可有效抑制土传病原菌的生长。（5）该菌株作为一种根系内生菌（图4），可直接进入作物根系内调节作物生长。
有益效果：1. 具有长效性。该株长孢被孢霉可在土壤中自行生长繁殖，与土著微生物群落达到生态稳定平衡，无需重复添加。
2. 具有生态环境安全性。该株长孢被孢霉来源于长期施有机肥的农田土壤，可以实现绿色生态农业，以确保食品的优质性与安全性。
3. 具有可操作性。该株长孢被孢霉的扩大培养及菌剂的制作过程简单，成本低廉。
附图说明
图1为接种长孢被孢霉对土壤酶活性、玉米生长激素及生物量的影响；
图2为长孢被孢霉在无机磷培养基上的生长状况；
图3为长孢被孢霉的关键基因数量；
图4为长孢被孢霉在根内真菌群落中相对丰度。
具体实施方式
以下实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
实施例1
从一个砂姜黑土长期定位试验地表层0~20 cm土壤中分离培养出一株长孢被孢霉(Mortierella elongata SX)。该土壤质地组成为：粘粒42.9%、粉粒50.1%、砂粒7.0%，粘土矿物组成（<2 μm）为：蒙脱石40.0%、高岭石20.0%、绿泥石22.5%、水云母8.5%、其它10.0%，表层土壤养分指标为: pH 7.74、土壤有机碳9.43 g/kg、全氮0.73 g/kg。
实施步骤
步骤1：将生长良好的长孢被孢霉菌种接种至PD液体培养基中，28 ℃、220 rpm摇床培养5天。
步骤2：将液体培养的长孢被孢霉在无菌条件下过滤，过滤后的菌丝体用无菌去离子水冲洗干净。
步骤3：将20 g洁净的菌丝体溶于100 mL无菌去离子水中，菌液加入10 kg土壤中，混匀后装盆。
步骤4：充分浇水后进行作物种植。
对比例1实施步骤
步骤1：准确量取100mL无菌去离子水，加入10 kg土壤后装盆。
步骤2：充分浇水后进行作物种植。
实施例2
实施步骤
步骤1：将生长良好的长孢被孢霉菌种接种至PD液体培养基中，28 ℃、220 rpm摇床黑暗培养5天。
步骤2：将液体培养的长孢被孢霉在无菌条件下过滤，过滤后的菌丝体用无菌去离子水冲洗干净。
步骤3：将适量干净的菌丝接种到灭过菌麦麸豆饼粉面粉培养基中，28 ℃静置黑暗培养，直到菌丝完全覆盖培养基。
步骤4：将不同三角瓶中菌丝取出，混匀后即为菌剂。
步骤5：准确称取20 g菌剂，加入10 kg土壤中，充分混匀后装盆。
步骤6：充分浇水后进行作物种植。
对比例2实施步骤
步骤1：准确称取灭菌处理的麦麸豆饼粉培养基20 g，加入10 kg土壤中，充分混匀后装盆。
步骤2：充分浇水后进行作物种植。
种植作物为玉米（郑单958），于三叶期定苗，每盆留2株。玉米于人工气候室中进行培养。培养条件为14小时光照（28℃），10小时黑暗（20℃），相对湿度70%。期间按需浇水除草。培养4周后（拔节后期）进行土壤酶活性、玉米植株生物量以及玉米根系激素含量的测定。
测定结果如图1所示。接种长孢被孢霉处理的玉米生物量增加了28%，玉米根系生长素吲哚乙酸的浓度提高了37%，脱落酸浓度提高了40%。结果表明，该株长孢被孢霉能提高生长激素的分泌而高效促进玉米植株的生长。接种长孢被孢霉处理的土壤磷酸酶和β-葡萄糖苷酶活性显著增加，说明该长孢被孢霉菌剂能高效促进土壤养分的转化，进而提高作物对土壤速效养分的获取，进一步促进作物生长。

Claims (7)

1.一株长孢被孢霉 (Mortierella elongata) SX，该菌株已在国家知识产权局指定的保藏单位保藏，保藏日期为2017年08月25日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号：CGMCC No. 14151。
2.权利要求1所述长孢被孢霉的培养方法，其特征在于步骤为：挑取生长旺盛的菌丝接种至PD液体培养基中，置于恒温摇床28 ℃、220 rpm培养7~10天；直到培养基浑浊并出现大量菌丝球；无菌条件下过滤，取4 g菌丝球加入50 g麦麸-豆饼粉-面粉培养基中，立即摇匀；置于28 ℃静置培养；待到菌丝把麸皮豆饼粉培养基固结成块后，使培养基横在三角瓶中，使得菌饼两面可接触到空气；之后置于28 ℃培养箱，直到菌丝完全覆盖麦麸豆饼培养基后，用玻璃棒捣散，即得到菌剂。
3.权利要求2所述长孢被孢霉的培养方法，其特征在于：采用的PD培养基配方为：去皮马铃薯200 g、葡萄糖20 g、水1000 mL，麸皮-豆饼粉-面粉培养基配方为：麦麸15 g、豆饼粉20 g、面粉15 g、水50 mL，水先加入豆饼粉湿润30 min后，再加入麦麸、面粉拌匀，装入500mL三角瓶中，121 ℃灭菌20 min后，趁热摇散。
4.权利要求1所述长孢被孢霉在促进作物生长中的应用。
5.权利要求1所述长孢被孢霉在提高土壤磷酸酶和β-葡萄糖苷酶活性中的应用。
6.权利要求1所述长孢被孢霉在促进吲哚乙酸和脱落酸合成中的应用。
7.权利要求1所述长孢被孢霉在增加土壤磷素溶解中的应用。
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