CN110819539B - 一株高山被孢霉0901及其应用和菌剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一株高山被孢霉0901及其应用和菌剂，属于微生物菌剂技术领域，所述高山被孢霉0901的拉丁文为Mortierella alpina，所述高山被孢霉0901保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.17791；所述高山被孢霉能够显著提高土壤氮的转化，促进植株氮素吸收，提高植株生物量。苗期玉米根系激素吲哚乙酸含量提高了70％，玉米地上部生物量提高了33％，说明高山被孢霉直接促进作物生长。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36％。促进根系伸长，并促进根系对养分吸收，提高植株氮磷钾含量，增加作物产量23％。

Description

一株高山被孢霉0901及其应用和菌剂

技术领域

本发明属于微生物菌剂技术领域，尤其涉及一株高山被孢霉0901及其应用和菌剂。

背景技术

某些土壤真菌通过刺激作物生长激素的分泌、促进土壤养分的转化、提高作物对养分的吸收来促进作物生长。接合菌是一类多样性和丰度高的腐生真菌菌群。在接合菌门中，被孢霉属真菌具有分解多种顽拗性有机化合物的能力，可利用土壤中难利用的有机质进行生长繁殖，同时促进土壤养分的转化。亦可通过合成多种抗生素抵御某些真菌和细菌病原菌的生长繁殖。

山田等人在1987年第一次报道了一株高山被孢霉(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 arachidonic acid by Mortierella elongata 1S-5. Agricuturaland Biological Chemistry 51,785–790)。紧接着，Stredanska和 Sajbidor的研究表明，高山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3.3mg/g、花生四烯酸生成量为15.6 mg/g(Stredanska S.,Sajbidor J.,1992.Oligounsaturated fatty acid production by selected strainsofmicromycetes.Folia Microbiologica 37,357–359)。花生四烯酸是一种进化保守的信号分子，在诱导植物胁迫和防御信号网络中其重要作用(Savchenko,T.,et al.,Arachidonic Acid:An Evolutionarily Conserved Signaling Molecule ModulatesPlant Stress Signaling Networks.The Plant Cell, 2010.22(10):p.3193-3205.)。Zahoor研究报道M.alpina CS10E4产生长素，并通过释放花生四烯酸增强对球茎腐烂病的耐受性，花生四烯酸作为保守的防御信号，诱导内生植物处理过的番红花球茎产生茉莉酸。经高山被孢霉处理的番红花植株的总生物量、球茎大小、柱头生物量、顶芽萌发数、不定根数等性状均有显著的改善。(ZahoorA.,Amit K.,Phalisteen S.,2017.Mortierellaalpina CS10E4,an oleaginous fungal endophyte of Crocus sativus L.enhancesapocarotenoid biosynthesis and stress tolerance in the host plant.ScientificReports1(7),8598)。但是关于高山被孢霉在农业上还具有何种作用，未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一株高山被孢霉0901及其应用和菌剂，本发明提供的高山被孢霉具有提高作物根系激素含量和增加土壤硝态氮含量的作用。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一株高山被孢霉0901，所述高山被孢霉0901的拉丁文为Mortierella alpina，所述高山被孢霉0901保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.17791。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在提高作物根系激素含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在增加土壤硝态氮含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在促进作物生长中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在增加土壤微生物含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在促进植物根系伸长中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在提高作物氮磷钾含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在提高作物产量中的应用。

本发明还提供了一种菌剂，所述菌剂的制备方法包括：将权利要求1所述的高山被孢霉0901接种于PDA固体培养基上培养，得到高山被孢霉菌丝块；

将所述高山被孢霉菌丝块接种于PDA液体培养基中振荡培养3～5d，得到振荡培养物；

将所述振荡培养物接种于固体料中培养，当高山被孢霉的菌丝长满固体料后，得到菌剂。

优选的，所述固体料包括以下重量份数的组分：麦麸5～10份、玉米粉 5～10份、玉米秸秆45～60份、豆饼粉20～30份、黄腐酸5～10份和水90～110 份。

本发明提供了一株高山被孢霉0901及其应用和菌剂，所述高山被孢霉 0901的拉丁文为Mortierella alpina，所述高山被孢霉0901保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.17791。本发明提供的高山被孢霉不但具有提高作物根系激素含量和增加土壤硝态氮含量的作用，还能够提高作物根系激素含量、促进作物生长、增加土壤微生物含量、促进植物根系伸长和提高作物产量。

本发明实施例的结果显示：该株高山被孢霉能够显著提高土壤氮的转化，促进植株氮素吸收,提高植株生物量。苗期玉米根系激素吲哚乙酸含量提高了70％，玉米地上部生物量提高了33％，说明高山被孢霉直接促进作物生长。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36％。促进根系伸长，并促进根系对养分吸收，提高植株氮磷钾含量，增加作物产量 23％。

有益效果：

1.具有长效性，该株高山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，该株高山被孢霉来源于添加生物刺激素黄腐酸的农田土壤，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，该株高山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为接种高山被孢霉对土壤养分、玉米生长激素及生物量的影响；

图2为接种高山被孢霉对植株氮磷钾含量的影响；

图3为接种高山被孢霉玉米长势效果图；

图4为高山被孢霉接种后在土壤中相对丰度的变化；

图5为接种高山被孢霉番茄长势效果图。

保藏说明

高山被孢霉0901，拉丁文为Mortierella alpina，于2019年06月06日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC No.17791。

具体实施方式

本发明提供了一株高山被孢霉0901，所述高山被孢霉0901的拉丁文为Mortierella alpina，所述高山被孢霉0901保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.17791。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在提高作物根系激素含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在增加土壤硝态氮含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在促进作物生长中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在增加土壤微生物含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在促进植物根系伸长中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在提高作物氮磷钾含量中的应用。

本发明还提供了上述技术方案所述的高山被孢霉0901在提高作物产量中的应用。

在本发明中，所述应用优选包括，将所述高山被孢霉0901接种于PDA 液体培养基中，在28℃、180rpm下摇床培养5d，将得到的培养液过滤，得到菌丝体，将所述菌丝体用无菌去离子水冲洗，得到冲洗菌丝体，将所述冲洗菌丝体与无菌去离子水混合后，得到菌液，将所述菌液与土壤混合后，栽植作物。在本发明中，所述冲洗菌丝体的质量与无菌去离子水的体积比优选为(15～25)g:(90～110)ml，更优选为20g:100ml。在本发明中，每20g冲洗菌丝体优选与10kg土壤混合均匀。本发明对所述作物的种植密度和种植方式等没有特殊限定，采用常规即可。

本发明还提供了一种菌剂，所述菌剂的制备方法包括：将上述技术方案所述的高山被孢霉0901接种于PDA固体培养基上培养，得到高山被孢霉菌丝块；将所述高山被孢霉菌丝块接种于PDA液体培养基中振荡培养3～5d，得到振荡培养物；将所述振荡培养物接种于固体料中培养，当高山被孢霉的菌丝长满固体料后，得到菌剂。

本发明对所述高山被孢霉0901接种于PDA固体培养基上的接种量和接种方式没有特殊限定，采用常规即可，对所述培养的条件同样没有特殊限定，采用常规高山被孢霉在PDA固体培养基上培养的条件即可。

本发明优选将0.5×0.5cm的高山被孢霉菌丝块的接种于PDA液体培养基中进行振荡培养，所述振荡培养的条件优选包括：温度为28℃，转速为 180rpm。振荡培养后，PDA液体培养基中出现大量菌丝球，将菌丝球与 PDA液体培养基充分混合均匀后，得到振荡培养物。

在本发明中，所述固体料优选包括以下重量份数的组分：麦麸5～10 份、玉米粉5～10份、玉米秸秆45～60份、豆饼粉20～30份、黄腐酸5～10 份和水90～110份，更优选包括麦麸5份、玉米粉5份、玉米秸秆60份、豆饼粉25份、黄腐酸5份和水100份。在本发明中，所述麦麸优选为粉碎后的麦麸，本发明对所述粉碎后的麦麸的粒径没有特殊限定，采用常规即可。在本发明中，所述玉米秸秆优选为粉碎玉米秸秆，本发明对所述粉碎玉米秸秆的粒径没有特殊限定，采用常规即可。在本发明中，所述固体料的制备方法优选包括：先将水与豆饼粉、玉米粉和黄腐酸混合、润湿30min 后，再与麦麸、秸秆混合。在本发明中，所述固体料优选经过灭菌后再使用，所述灭菌的条件优选包括：121℃灭菌20min。

在本发明中，所述振荡培养物优选在三角瓶中进行培养，当高山被孢霉的菌丝将固体料结成块后，将固体料横在三角瓶中，使得固体料的两面都能够接触到空气，使得菌丝能够完全覆盖固体料，完全覆盖后，倒散，得到菌剂，所述菌剂中高山被孢霉的活菌数优选为15～20亿CFU/g。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

实施步骤：

步骤1：将生长良好的高山被孢霉菌0901(保藏编号为CGMCC No. 17791)种接种至PDA液体培养基中，28℃、180rpm摇床培养5天。

步骤2：将液体培养的高山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20g洁净的菌丝体溶于100mL无菌去离子水中，菌液加入 10kg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7.5kg土壤后装盆。

步骤2：充分浇水后进行作物种植。

对比例1和实施例1种植作物为玉米(郑单958)，于三叶期定苗，每盆留3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(拔节期)进行土壤养分、玉米植株生物量以及玉米根系激素含量的测定结果见图1和表1。

表1土壤养分、玉米植株生物量以及玉米根系激素含量的测定结果

从图1和表1中可以得出，接种高山被孢霉处理的玉米生物量增加了33％，玉米根系生长素吲哚乙酸的浓度提高了70％，脱落酸浓度提高了36％。结果表明，该株高山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。接种高山被孢霉处理的土壤硝态氮含量增加了64％，铵态氮有效降低，说明该高山被孢霉菌剂能高效促进土壤氮的转化，进而提高作物对氮素的吸收。接种高山被孢霉处理的土壤微生物量碳氮、土壤可溶性碳含量均出现明显提升，其中微生物碳显著增加了10.5％，说明该菌剂的加入激活了土壤生态系统，促进土壤微生物的活动，可溶性氮的降低可能是由于植株吸收的缘故。图4中可以看出，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，平衡时其丰度约占土壤真菌群落组成的18.27％，无需重复添加。

实施例2

实施步骤：

步骤1：将生长良好的高山被孢霉菌种接种至PDA液体培养基中，28℃、 180rpm摇床黑暗培养5天。

步骤2：将发酵混合物接种到灭过菌的麸皮玉米粉秸秆豆饼粉黄腐酸培养基(麦麸5份、玉米粉5份、玉米秸秆60份、豆饼粉25份、黄腐酸5份和水100份)中，28℃静置黑暗培养，直到菌丝完全覆盖培养基。

步骤3：将不同三角瓶中菌丝取出，混匀后即为菌剂。

步骤4：准确称取20g菌剂，加入7.5kg土壤中，充分混匀后装盆。

步骤5：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麸皮玉米粉秸秆豆饼粉黄腐酸培养基(麦麸5份、玉米粉5份、玉米秸秆60份、豆饼粉25份、黄腐酸5份和水100 份)20g，加入7.5kg土壤中，充分混匀后装盆。

步骤2：充分浇水后进行作物种植。

实施例2和对比例2的种植作物为番茄(金鹏M6)，于三叶期定苗，每盆留1株。番茄于河南农业大学盆栽试验区进行。期间按需浇水除草。培养4周后(苗期)进行番茄根系指标的测定，成熟期测定番茄产量指标，结果见表2～4和图2。

表2接种高山被孢霉对番茄苗期根系特征参数的影响

处理	总根长/cm	根系面积/cm<sup>2</sup>	根系平均直径/nm	根体积/cm3
					CK	94.82	9.60	0.77	2.14
T	129.55**	11.53**	0.85	2.89**

注：*指示P<0.05，**指示P<0.01

表3接种高山被孢霉对番茄植株氮磷钾养分的影响

处理	N(％)	P(％)	K(％)
				CK	2.77	0.61	6.57
T	3.83**	0.98**	8.38**

表4接种高山被孢霉对番茄产量的影响

处理	产量(g/株)	单株结果数(个/株)	单果重(g/个)	增产率(％)
					CK	357.9	8.0	44.0	--
T	438.9**	9.5	46.1	22.6

注：*指示P<0.05，**指示P<0.01

从图2和表2～4中可以得出，接种高山被孢霉处理显著促进番茄根系生长，总根长显著增加了37％，根面积显著增加20％，根体积显著提高35％；接种高山被孢霉处理显著提高番茄植株氮磷钾养分含量，氮提高36％，磷提高61％，钾提高28％；接种高山被孢霉处理显著增加番茄产量，增产量为23％。结果表明，该株高山被孢霉能促进番茄根系的生长进而促进根系对土壤养分的吸收，最终提高植株氮磷钾养分含量及产量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一株高山被孢霉0901，所述高山被孢霉0901的拉丁文为Mortierella alpina，所述

高山被孢霉0901保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No .17791。

2.权利要求1所述的高山被孢霉0901在提高作物根系吲哚乙酸和脱落酸含量中的应用。

3.权利要求1所述的高山被孢霉0901在增加土壤硝态氮含量中的应用。

4.权利要求1所述的高山被孢霉0901在促进作物生长中的应用。

5.权利要求1所述的高山被孢霉0901在增加土壤微生物碳含量中的应用。

6.权利要求1所述的高山被孢霉0901在促进番茄根系伸长中的应用。

7.权利要求1所述的高山被孢霉0901在提高番茄氮磷钾含量中的应用。

8.权利要求1所述的高山被孢霉0901在提高作物产量中的应用。

9.一种菌剂，其特征在于，所述菌剂的制备方法包括：将权利要求1所述的高山被孢霉0901接种于PDA固体培养基上培养，得到高山被孢霉菌丝块；

将所述高山被孢霉菌丝块接种于PDA液体培养基中振荡培养3~5d，得到振荡培养物；

将所述振荡培养物接种于固体料中培养，当高山被孢霉的菌丝长满固体料后，得到菌

剂。

10.根据权利要求9所述的菌剂，其特征在于，所述固体料包括以下重量份数的组分：麦麸5~10份、玉米粉5~10份、玉米秸秆40~60份、豆饼粉20~30份、黄腐酸5~10份和水90~110份。

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