CN111373899A - 一种利用深色有隔内生真菌浸种促进植物幼苗生长发育的方法 - Google Patents

一种利用深色有隔内生真菌浸种促进植物幼苗生长发育的方法 Download PDF

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    • A01CPLANTING; SOWING; FERTILISING
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Abstract

本发明公开了一种利用深色有隔内生真菌浸种促进植物幼苗生长发育的方法。本发明提供了一种植物种子预处理方法,包括如下步骤:采用深色有隔内生真菌(Darksidea sp)针A2‑7的菌液浸泡植物种子;深色有隔内生真菌针A2‑7,其保藏编号为CGMCC No.18811。所述深色有隔内生真菌针A2‑7的菌液具体可为20%针A2‑7菌液。所述浸泡的时间具体可为12小时。采用本发明提供的菌液浸种玉米种子,在促进种子快速萌发的同时,可以显著促进玉米幼苗生长。本发明对于植物种植,特别是农作物种植具有重大的应用推广价值。

Description

一种利用深色有隔内生真菌浸种促进植物幼苗生长发育的 方法
技术领域
本发明涉及一种利用深色有隔内生真菌浸种促进植物幼苗生长发育的方法。
背景技术
深色有隔内生真菌(Dark Septate Endophytes,DSE)具有与菌根真菌类似的生物学功能。其生态分布广泛,在不同生境植物中的定殖表明它们很少或没有宿主特异性,并能与植物建立起互惠互利、相互调节的生理整体,且不引起植物病变,各自具有其形态特征。
研究表明,深色有隔内生真菌在胁迫环境中发挥着更为重要的作用,通过菌丝的生长扩大了植物根系吸收面积,提高了根系吸收范围和吸收营养元素的能力,在植物生长过程中发挥着重要的作用。通常,从播种开始到出苗,种子发芽后根系在土壤中生长发育,直至植物完成其生命周期,都需要在土壤环境中生存。因而利用不同处理方法令种子能够更快萌发,并促进植物更好生长发育是种植作物的基础。
大量的研究与实践证明,植物生长活力是可以通过技术处理种子而获得改善和提高的。播种前适当方法浸种,可以提高发芽出苗率、减轻病虫害、促进根系发育,也是提高产量的有效措施之一。种子浸种是最常用的促发芽生根方法,有物理、化学方法浸种催芽,但是利用DSE微生物菌液催芽未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用深色有隔内生真菌浸种促进植物幼苗生长发育的方法。
本发明提供了一种植物种子预处理方法,包括如下步骤:采用针A2-7的菌液浸泡植物种子。所述针A2-7的菌液具体可为20%针A2-7菌液。所述浸泡的时间具体可为12小时。采用本发明提供的种子预处理方法,可以促使植物种子播种后萌发和生长加快。所述生长具体可为苗期生长。
本发明还保护一种促进植物生长的方法,包括如下步骤:在播种前,采用针A2-7的菌液浸泡植物种子。所述针A2-7的菌液具体可为20%针A2-7菌液。所述浸泡的时间具体可为12小时。所述促进植物生长具体可为促进植物苗期生长。所述促进植物生长具体体现为促进植物株高增高和/或促进植物叶绿素含量增高和/或促进植物地上部分干重增加。
本发明还保护针A2-7在促进植物生长中的应用。所述促进植物生长具体可为促进植物苗期生长。所述促进植物生长具体体现为促进植物株高增高和/或促进植物叶绿素含量增高和/或促进植物地上部分干重增加。
本发明还保护针A2-7的菌液在促进植物生长中的应用。所述针A2-7的菌液具体可为20%针A2-7菌液。所述促进植物生长具体可为促进植物苗期生长。所述促进植物生长具体体现为促进植物株高增高和/或促进植物叶绿素含量增高和/或促进植物地上部分干重增加。
本发明还保护针A2-7的菌液。所述针A2-7的菌液具体可为20%针A2-7菌液。
20%针A2-7菌液为菌浓度为0.4-0.5mg/mL的针A2-7菌液。
20%针A2-7菌液为菌浓度为0.478mg/mL的针A2-7菌液。
20%针A2-7菌液的制备方法具体为:取针A2-7的直径6mm菌饼,接种至100ml液体MMN培养基,25℃振荡培养(培养过程:先180r/min振荡培养1天,然后160r/min振荡培养7天),得到菌液;采用无菌水调整菌浓度,得到20%针A2-7菌液。
20%针A2-7菌液的制备方法:取1体积份针A2-7菌液(菌浓度为2.39mg/mL),用无菌水稀释至5体积份。
针A2-7菌液(菌浓度为2.39mg/mL)的制备方法具体为:取针A2-7的直径6mm菌饼,接种至100ml液体MMN培养基,25℃振荡培养(培养过程:先180r/min振荡培养1天,然后160r/min振荡培养7天),得到菌液;采用无菌水调整菌浓度,得到菌浓度为2.39mg/mL的针A2-7菌液。
菌浓度的单位为mg/mL,即每毫升菌液中的菌丝干重(mg)。
针A2-7的全称为深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7,已于2019年11月19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,保藏编号为CGMCC No.18811。
以上任一所述植物可为禾本科植物。
以上任一所述植物可为玉蜀黍属植物。
以上任一所述植物可为玉米,例如玉米品种中糯一号。
采用本发明提供的针A2-7的菌液通过浸种对玉米种子进行预处理,在促进种子快速萌发的同时,可以显著促进玉米幼苗生长。本发明对于植物种植,特别是农作物种植具有重大的应用推广价值。本发明在提高农业土地效率的同时,也为矿区土地复垦和生态重建提供一种微生物技术支撑和积极的生态意义。
生物材料保藏说明
生物材料的分类命名:Darksidea sp.
生物材料的菌株编号:针A2-7
生物材料的保藏单位名称:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
生物材料的保藏单位简称:CGMCC
生物材料的保藏单位地址: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,邮政编码:100101
生物材料的保藏日期:2019年11月19日
生物材料的保藏中心登记入册编号:CGMCC No.18811
生物材料保藏说明
生物材料的分类命名:Darksidea zeta
生物材料的菌株编号:针A1-3
生物材料的保藏单位名称:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
生物材料的保藏单位简称:CGMCC
生物材料的保藏单位地址: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,邮政编码:100101
生物材料的保藏日期:2019年4月8日
生物材料的保藏中心登记入册编号:CGMCC No.17464
生物材料保藏说明
生物材料的分类命名:链格孢(Alternaria sp.)
生物材料的菌株编号:001
生物材料的保藏单位名称:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心
生物材料的保藏单位简称:CGMCC
生物材料的保藏单位地址: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,邮政编码:100101
生物材料的保藏日期:2019年04月08日
生物材料的保藏中心登记入册编号:CGMCC No.17463
附图说明
图1为针A2-7的在根系内的形态照片。
图2为针A2-7菌液浸种12小时的侵染率结果。
图3为针A2-7菌液浸种16小时的侵染率结果。
图4为针A1-3菌液浸种12小时的侵染率结果。
图5为针A1-3菌液浸种16小时的侵染率结果。
图6为深色有隔内生真菌001菌液浸种12小时的侵染率结果。
图7为深色有隔内生真菌001菌液浸种16小时的侵染率结果。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明,但并不限定本发明。下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料,如无特殊说明,均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验,均设置三次重复实验,结果取平均值。
液体MMN培养基(pH5.5):将CaCl2 0.05g、MgSO4 0.15g、NaCl 0.025g、FeCl30.01g、KH2PO4 0.5g、Vitamin B1(硫胺素)0.0001g、(NH4)2HPO4 0.25g、葡萄糖10g、柠檬酸0.2g和Malt extract(麦芽提取物)10g混合,得到混合物,然后加入蒸馏水并定容至1L,分装,121℃高压灭菌15min,备用。
实施例1、菌株的获得和保藏
三个菌株(针A2-7、针A1-3、001号菌),均是发明人从内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市北电胜利矿区的针茅根系中分离纯化得到的菌株。
检测针A2-7的ITS序列,如序列表中序列1所示,鉴定为深色有隔内生真菌(DSE)(Darksidea sp.)。针A2-7已于2019年11月19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,保藏编号为CGMCC No.18811。深色有隔内生真菌的形态特征:黑色或深褐色,菌丝在根系内呈深色,有明显的横隔。针A2-7在根系内的形态照片见图1。
检测针A1-3的ITS序列,如序列表中序列2所示,鉴定为深色有隔内生真菌(DSE)(Darksidea zeta)。针A1-3已于2019年4月8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,保藏编号为CGMCC No.17464。
检测001号菌的ITS序列,如序列表中序列3所示,鉴定为链格孢(Alternariasp.),命名为链格孢001,又称为深色有隔内生真菌001。深色有隔内生真菌001已于2019年04月08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(简称CGMCC,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.17463。
实施例2、菌液对玉米生长的影响
供试菌株分别为:针A2-7和针A1-3和深色有隔内生真菌001。
玉米品种为中糯一号(认证号:0103006-2000,北京中农作科技发展有限公司)。中糯一号又称为中糯1号。
一、针A2-7菌液的制备和稀释
1、取针A2-7的直径6mm菌饼,接种至100ml液体MMN培养基,25℃振荡培养,得到菌液。培养过程:先180r/min振荡培养1天,然后160r/min振荡培养7天。
2、检测菌浓度
完成步骤1后,取样1mL菌液,通过滤纸过滤收集菌丝,然后105℃烘干至恒重并称重,即为菌丝干重。计算菌液的菌浓度,菌浓度的单位为mg/mL,即每毫升菌液中的菌丝干重(mg)。
3、取步骤1得到的菌液,根据步骤2的检测结果,采用无菌水调整菌浓度,得到菌浓度为2.39mg/mL的针A2-7菌液。
4、菌液的稀释
用无菌水将步骤3得到的针A2-7菌液进行稀释,得到五个浓度的针A2-7菌液,具体如下:
20%针A2-7菌液:取步骤3得到的针A2-7菌液20ml,用无菌水稀释至100ml;
40%针A2-7菌液:取步骤3得到的针A2-7菌液40ml,用无菌水稀释至100ml;
60%针A2-7菌液:取步骤3得到的针A2-7菌液60ml,用无菌水稀释至100ml;
80%针A2-7菌液:取步骤3得到的针A2-7菌液80ml,用无菌水稀释至100ml;
100%针A2-7菌液:步骤3得到的针A2-7菌液。
二、针A1-3菌液的制备和稀释
1、取针A1-3的直径6mm菌饼,接种至100ml液体MMN培养基,25℃振荡培养,得到菌液。培养过程:先180r/min振荡培养1天,然后160r/min振荡培养7天。
2、检测菌浓度
完成步骤1后,取样1mL菌液,通过滤纸过滤收集菌丝,然后105℃烘干至恒重并称重,即为菌丝干重。计算菌液的菌浓度,菌浓度的单位为mg/mL,即每毫升菌液中的菌丝干重(mg)。
3、取步骤1得到的菌液,根据步骤2的检测结果,采用无菌水调整菌浓度,得到菌浓度为2.39mg/mL的针A1-3菌液。
4、菌液的稀释
用无菌水将步骤3得到的针A1-3菌液进行稀释,得到五个浓度的针A1-3菌液,具体如下:
20%针A1-3菌液:取步骤3得到的针A1-3菌液20ml,用无菌水稀释至100ml;
40%针A1-3菌液:取步骤3得到的针A1-3菌液40ml,用无菌水稀释至100ml;
60%针A1-3菌液:取步骤3得到的针A1-3菌液60ml,用无菌水稀释至100ml;
80%针A1-3菌液:取步骤3得到的针A1-3菌液80ml,用无菌水稀释至100ml;
100%针A1-3菌液:步骤3得到的针A1-3菌液。
三、深色有隔内生真菌001菌液的制备和稀释
1、取深色有隔内生真菌001的直径6mm菌饼,接种至100ml液体MMN培养基,25℃振荡培养,得到菌液。培养过程:先180r/min振荡培养1天,然后160r/min振荡培养7天。
2、检测菌浓度
完成步骤1后,取样1mL菌液,通过滤纸过滤收集菌丝,然后105℃烘干至恒重并称重,即为菌丝干重。计算菌液的菌浓度,菌浓度的单位为mg/mL,即每毫升菌液中的菌丝干重(mg)。
3、取步骤1得到的菌液,根据步骤2的检测结果,采用无菌水调整菌浓度,得到菌浓度为2.39mg/mL的深色有隔内生真菌001菌液。
4、菌液的稀释
用无菌水将步骤3得到的深色有隔内生真菌001菌液进行稀释,得到五个浓度的深色有隔内生真菌001菌液,具体如下:
20%深色有隔内生真菌001菌液:取步骤3得到的深色有隔内生真菌001菌液20ml,用无菌水稀释至100ml;
40%深色有隔内生真菌001菌液:取步骤3得到的深色有隔内生真菌001菌液40ml,用无菌水稀释至100ml;
60%深色有隔内生真菌001菌液:取步骤3得到的深色有隔内生真菌001菌液60ml,用无菌水稀释至100ml;
80%深色有隔内生真菌001菌液:取步骤3得到的深色有隔内生真菌001菌液80ml,用无菌水稀释至100ml;
100%深色有隔内生真菌001菌液:步骤3得到的深色有隔内生真菌001菌液。
四、菌液浸种玉米种子
1、选取大小相近,颗粒饱满的玉米种子,先用30%次氯酸钠浸种10min,然后用无菌水清洗5遍,随后用70%的酒精浸种5min,然后无菌水清洗5遍。
2、取完成步骤1的玉米种子,设置34个组别,分别处理如下:
第一组:用无菌水浸种12h;
第二组:用液体MMN培养基浸种12h;
第三组:用20%针A2-7菌液浸种12h;
第四组:用40%针A2-7菌液浸种12h;
第五组:用60%针A2-7菌液浸种12h;
第六组:用80%针A2-7菌液浸种12h;
第七组:用100%针A2-7菌液浸种12h;
第八组:用20%针A1-3菌液浸种12h;
第九组:用40%针A1-3菌液浸种12h;
第十组:用60%针A1-3菌液浸种12h;
第十一组:用80%针A1-3菌液浸种12h;
第十二组:用100%针A1-3菌液浸种12h;
第十三组:用20%深色有隔内生真菌001菌液浸种12h;
第十四组:用40%深色有隔内生真菌001菌液浸种12h;
第十五组:用60%深色有隔内生真菌001菌液浸种12h;
第十六组:用80%深色有隔内生真菌001菌液浸种12h;
第十七组:用100%深色有隔内生真菌001菌液浸种12h;
第十八组:用无菌水浸种16h;
第十九组:用液体MMN培养基浸种16h;
第二十组:用20%针A2-7菌液浸种16h;
第二十一组:用40%针A2-7菌液浸种16h;
第二十二组:用60%针A2-7菌液浸种16h;
第二十三组:用80%针A2-7菌液浸种16h;
第二十四组:用100%针A2-7菌液浸种16h;
第二十五组:用20%针A1-3菌液浸种16h;
第二十六组:用40%针A1-3菌液浸种16h;
第二十七组:用60%针A1-3菌液浸种16h;
第二十八组:用80%针A1-3菌液浸种16h;
第二十九组:用100%针A1-3菌液浸种16h;
第三十组:用20%深色有隔内生真菌001菌液浸种16h;
第三十一组:用40%深色有隔内生真菌001菌液浸种16h;
第三十二组:用60%深色有隔内生真菌001菌液浸种16h;
第三十三组:用80%深色有隔内生真菌001菌液浸种16h;
第三十四组:用100%深色有隔内生真菌001菌液浸种16h。
每组至少浸种30粒玉米种子。
3、完成步骤2后,用镊子取出玉米种子并播种至塑料杯中(每个塑料杯装有125g无菌土,每个塑料杯播种5粒种子),然后进行培养。培养过程:第1-3天,22℃黑暗培养,空气相对湿度为70%;第4-13天,光暗交替培养(16h光照/8h黑暗,光照培养时的光照强度为1800Lux,光照培养时的温度为25℃,黑暗培养时的温度为22℃),空气相对湿度为70%。
五、侵染情况
步骤四的3的培养过程中,第7-13天,每天每组随机取3株植株幼苗,检测供试菌株定殖率(又称为侵染率)。检测定殖率的方法:取幼苗的根,切成长度约为1cm的根段,每株幼苗得到100个以上根段;每株幼苗随机取100个根段,采用酸性品红染色法进行处理,在显微镜下进行镜检,计算定殖率(定殖率=DSE定殖的根段数/总根段数)。
针A2-7菌液浸种12小时的结果见图2。针A2-7菌液浸种16小时的结果见图3。针A1-3菌液浸种12小时的结果见图4。针A1-3菌液浸种16小时的结果见图5。深色有隔内生真菌001菌液浸种12小时的结果见图6。深色有隔内生真菌001菌液浸种16小时的结果见图7。图2至图7均为3株植株的平均值。结果显示,各个浓度的针A2-7菌液浸种后,植株培养第7-13天侵染率随时间的增加不断增加,第13天时侵染率均达到90%以上。针A1-3菌液浸种后,植株的侵染率较低,第13天时侵染率在80%左右。深色有隔内生真菌001菌液浸种后,植株的侵染率较低,第13天时侵染率在80%左右。结果显示,从经济节约角度来看,20%针A2-7菌液浸种12小时,可以达到其他高浓度菌液和长浸种时间的侵染率。
六、对玉米生长的影响
步骤四的3的培养过程中,第13天,每组随机取3株植株幼苗,检测单株株高、单株叶绿素含量(SPAD值)和单株地上部干重。
以第一组处理后的植株作为参比植株,计算第三组至第十七组的菌液贡献率。以第十八组处理后的植株作为参比植株,计算第二十组至第三十四组的菌液贡献率。对于株高来说,菌液贡献率=(各组处理后的植株的株高-参比植株的株高)/参比植株的株高。对于SPAD值来说,菌液贡献率=(各组处理后的植株的SPAD值-参比植株的SPAD值)/参比植株的SPAD值。对于地上部干重来说,菌液贡献率=(各组处理后的植株的地上部干重-参比植株的地上部干重)/参比植株的地上部干重。第一组处理后植株的平均单株株高为28.97cm,平均单株SPAD值为34.8,平均单株地上部干重为0.09g。第十八组处理后植株的平均单株株高为26.03cm,平均单株SPAD值为35.10,平均单株地上部干重为0.09g。
菌液贡献率的结果见表1(3株植株的平均值)。菌液浸种的玉米植株的株高、叶绿素含量和地上部干重均高于无菌水浸种的玉米植株。20%针A2-7菌液浸种12小时对玉米植株综合指标的贡献率明显高于其他各组。结果表明,20%针A2-7菌液浸种12小时能够有效促进玉米种子和幼苗的生长。
表1不同菌液处理对植物促生长的贡献率
Figure BDA0002418989420000081
Figure BDA0002418989420000091
SEQUENCE LISTING
<110> 中国矿业大学(北京)
北京合生元生态环境工程技术有限公司
<120> 一种利用深色有隔内生真菌浸种促进植物幼苗生长发育的方法
<130> GNCYX200792
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<170> PatentIn version 3.5
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gatcaggtag ggatacccgc tgaacttaag catatcaata agcggaggaa 590
<210> 3
<211> 608
<212> DNA
<213> Alternaria sp.
<400> 3
cccttccgta gggtgaacct gcggagggat cattacacaa tatgaaagcg ggctggatac 60
tctgtagtag tggattgctt tacggcgtgc gctgctggag agcctagcct tgctgaatta 120
ttcacccgtg tcttttgcgt acttcttgtt tccttggtgg gctcgcccgc cacaaggaca 180
actcataaac cttttgtaat agcaatcagc gtcagtaaca acataataat tacaactttc 240
aacaacggat ctcttggttc tggcatcgat gaagaacgca gcgaaatgcg atacgtagtg 300
tgaattgcag aattcagtga atcatcgaat ctttgaacgc acattgcgcc ctttggtatt 360
ccaaagggca tgcctgttcg agcgtcattt gtaccctcaa gctttgcttg gtgttgggcg 420
tcttgtctcc agtccgctgg agactcgcct taaagtcatt ggcagccggc ctactggttt 480
cggagcgcag cacaagtcgc actcttttcc agccaaggtc agcgtccaac aagccttttt 540
tcaacttttg acctcggatc aggtagggat acccgctgaa cttaagcata tcaataagcg 600
gaggaaaa 608

Claims (10)

1.一种植物种子预处理方法,包括如下步骤:采用深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7的菌液浸泡植物种子;深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7,其保藏编号为CGMCC No.18811。
2.一种促进植物生长的方法,包括如下步骤:在播种前,采用深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7的菌液浸泡植物种子;深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7,其保藏编号为CGMCC No.18811。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述深色有隔内生真菌(Darksidea sp)针A2-7的菌液为20%针A2-7菌液。
4.如权利要求1至3中任一所述的方法,其特征在于:20%针A2-7菌液为深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7的菌浓度为0.4-0.5mg/mL的菌液。
5.如权利要求1至4中任一所述的方法,其特征在于:所述浸泡的时间为12小时。
6.深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7在促进植物生长中的应用;深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7,其保藏编号为CGMCC No.18811。
7.深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7的菌液;深色有隔内生真菌(Darksideasp.)针A2-7,其保藏编号为CGMCC No.18811。
8.深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7的菌液在促进植物生长中的应用;深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7,其保藏编号为CGMCC No.18811。
9.如权利要求7所述的菌液或如权利要求8所述的应用,其特征在于:所述深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7的菌液为20%针A2-7菌液。
10.如权利要求9所述的菌液或应用,其特征在于:20%针A2-7菌液为深色有隔内生真菌(Darksidea sp.)针A2-7的菌浓度为0.4-0.5mg/mL的菌液。
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