CN113980863B - 一株暹罗芽孢杆菌及其应用 - Google Patents

一株暹罗芽孢杆菌及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113980863B
CN113980863B CN202111420421.6A CN202111420421A CN113980863B CN 113980863 B CN113980863 B CN 113980863B CN 202111420421 A CN202111420421 A CN 202111420421A CN 113980863 B CN113980863 B CN 113980863B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bacillus
nrcb026
soil
siamese
siamensis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111420421.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113980863A (zh
Inventor
高南
张欢欢
徐虹
牛欢青
李珊珊
马长义
牟新飞
陈洁
雷鹏
王瑞
谷益安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Tech University
Original Assignee
Nanjing Tech University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Tech University filed Critical Nanjing Tech University
Priority to CN202111420421.6A priority Critical patent/CN113980863B/zh
Publication of CN113980863A publication Critical patent/CN113980863A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113980863B publication Critical patent/CN113980863B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/20Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • A01N63/22Bacillus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/14Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/163Nitrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/10Inorganic compounds
    • C02F2101/16Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C02F2101/166Nitrites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/20Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from animal husbandry
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2101/00Agricultural use
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2109/00MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE pH regulation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开一株暹罗芽孢杆菌,其分类命名为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis),菌株名为NRCB026,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,菌株保藏编号为CGMCC NO.22841,保藏日期为2021年07月07日。本发明的暹罗芽孢杆菌可应用于农业种植中,将硝态氮以及亚硝态氮还原为气态,以改善土壤质量;同时,该菌有效地促进作物生长、减少土壤氧化亚氮的排放。

Description

一株暹罗芽孢杆菌及其应用
技术领域
本发明属于农业微生物技术和环境保护领域,涉及一株暹罗芽孢杆菌及其应用。
背景技术
随着我国国民经济的不断发展,气候和水污染问题日益成为人们关注的焦点。温室气体氧化亚氮(N2O)的温室效应为CO2的150~200倍,且存留时间长、破坏臭氧层而备受关注。农业生产过程中释放的N2O是其产生的主要人为来源。接种具有氧化亚氮减排效应的微生物是消除土壤源N2O排放的有效手段。同时,施用土壤肥料有30~50%经土壤淋溶进入地下水,地下水中硝酸盐、亚硝酸盐含量随之升高。过多的含氮化合物进入地表水体,导致地表水质恶化,影响渔业的发展并危害人体健康。反硝化是含氮废水处理中非常常见的处理工艺,并且由于其操作简单、效率高和经济成本低而成为脱氮的有效途径。沿海农田废水、水产养殖废水、化工废水不仅含有高浓度的氮,而且含有大量的可溶性盐。然而,在高盐环境中(>1%),大多数脱氮细菌生长和代谢受到抑制,甚至因离子毒性、高渗应激和氧化损伤而死亡。在污染水体中投加含有特定功能的微生物制剂,将加快水体中特定污染物的降解,改善水体环境。
氧化亚氮(N2O)是一种在大气存留时间长且破坏臭氧层的重要温室气体。农业土壤源N2O是其重要来源,具有产生路径广、影响因素多、调控复杂等特点。减少农业土壤N2O排放一直是研究的热点。含有N2O还原酶的N2O还原细菌能将N2O还原为氮气(N2),这是目前已知的微生物还原N2O唯一的汇。直接应用微生物减少农业土壤N2O排放是一种新兴的减排技术。
菌株是微生物制剂的核心,若能筛选获得同时具有植物促生、土壤氧化亚氮减排和脱氮的微生物菌种并将其应用于农业种植中,将有可能有效地促进作物生长、减少农业土壤N2O排放、减少硝酸盐型次生盐渍化土壤及面源水体中硝酸根和亚硝酸根的量,达到改善土壤质量的目的,对减少化肥用量及氮的环境负效应具有重要意义。
发明内容
发明目的:针对现有技术中农田土壤温室气体氧化亚氮减排难、硝酸盐型次生盐渍化土壤及面源水体脱氮难的问题,提供一株暹罗芽孢杆菌及其应用。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一株暹罗芽孢杆菌,菌株名为NRCB026,是发明人于广东惠州水稻根际土壤中分离得到的,其分类命名为暹罗芽孢杆菌(Bacillussiamensis),菌株名为NRCB026,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,菌株保藏编号为CGMCC NO.22841,保藏日期为2021年07月07日,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。其菌落呈圆形,不透明,乳白色和凸起,易挑起。对菌株的16S rDNA、gyrA和gyrB序列进行测定,通过系统发育树分析和生理生化鉴定,确定为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis)。该菌生理生化特征如下表1,16S rDNA、gyrA和gyrB序列序列表SEQID NO.1所示,表型特征如图,且含有功能基因nirS。在农田水或鱼池水中均具有良好的脱氮特性。通过温室盆栽实验表明,菌株NRCB026促进作物生长,并降低土壤温室气体氧化亚氮的排放,具有良好的应用前景。本发明的其他特征将在后面的具体实施部分予以详细说明。
上述暹罗芽孢杆菌在含0.2、0.4、0.6、0.8和1mol l-1NaCl的LB平板中能正常生长。
上述耐盐的暹罗芽孢杆菌NRCB026在含0.6mol l-1NaCl的DM培养基(100mg KNO3)中脱氮效果最好,硝态氮去除率达到78.6%。
其中,上述耐盐脱氮的暹罗芽孢杆菌NRCB026在含0.6mol l-1NaCl的DM培养基(100mg KNO3)中以甘油为唯一碳源的脱氮效果较好;以初始pH 7.0的脱氮效果较好。
上述暹罗芽孢杆菌在盐迫下高效脱氮的能力在本发明保护范围之内。
上述高效脱氮的暹罗芽孢杆菌能够有效的提高水体中的脱氮效率,改善水体环境的应用也在本发明的保护范围之内。
具体应用方法是,将暹罗芽孢杆菌NRCB026直接加入到未灭菌的水体中,动态测定水体中总氮的含量。
其中,上述所选的水体为农田水和鱼池水。
上述暹罗芽孢杆菌NRCB026在促进作物生长中的应用也在本发明的保护范围之内。
其中,上述所选的植物优选为番茄和苜蓿。
上述暹罗芽孢杆菌在减少农田温室气体氧化亚氮排放中的应用也在本发明的保护范围之内。
具体应用方法是,将暹罗芽孢杆菌应用于农田土壤中。
本发明进一步发现,该暹罗芽孢杆菌对于有机肥引起的N2O的排放同样具有较好的减排作用。进一步地,本发明的暹罗芽孢杆菌可以用于制备用于改善硝酸盐型次生盐渍化土壤的肥料。
有益效果:与现有技术相比,本发明提供的暹罗芽孢杆菌NRCB026同时具有耐盐、脱氮和减排氧化亚氮能力的植物根际促生菌,若将其应用于农业种植或含氮污水中,将有可能有效促进作物生长,减少农业土壤N2O排放,有效的减少土壤及面源水体中硝态氮及亚硝态氮的含量,改善土壤质量,为开发具有环境保护功能的新型肥料提供了重要的菌株资源。
附图说明
图1为暹罗芽孢杆菌NRCB026的鉴定。其中,A为NRCB026的平板形态特性,B为NRCB026的革兰氏染色结果,C为NRCB026与相关种属的系统进化分析;
图2为pH对暹罗芽孢杆菌NRCB026生长的影响;
图3为暹罗芽孢杆菌NRCB026氮代谢相关功能基因鉴定,其中1:DL 2000DNAmarker 2:amoA 3:napA 4:nirS 5:norB 6:nosZ;
图4为不同碳源和pH对暹罗芽孢杆菌NRCB026脱氮的影响;
图5为暹罗芽孢杆菌NRCB026对农田废水和鱼池水体的总氮的影响;
图6为暹罗芽孢杆菌NRCB026对农田土壤氧化亚氮排放的影响(种植番茄和苜蓿);
图7为暹罗芽孢杆菌NRCB026对有机肥N2O排放的影响;
图8为暹罗芽孢杆菌NRCB026对农田土壤N2O排放的影响(无植物)。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明,实施例将有助于理解本发明,但是本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1暹罗芽孢杆菌NRCB026的分离与筛选
供试土壤于2018年11月25日采自广东惠州的收获期水稻根际。称取1g土,在超净台中加入已灭菌的锥形瓶中,并加入100ml 0.86%生理盐水,混合均匀,放置于28℃生化培养箱中静置培养。7天后,将锥形瓶转移至28℃摇床200rpm培养20min,吸取上清液80ml,并每瓶各加入40ml的2.1μmol l-1硝酸钠溶液和1.4μmol l-1的琥珀酸钠溶液,28℃,静置培养24h。取土壤悬液1ml,放入装有9ml无菌水的锥形瓶中,混合均匀,制备成稀释度为10-1的土壤悬液;取10-1的土壤悬液1ml,放入装有9ml无菌水的锥形瓶中,混合均匀,配成稀释度为10-2的土壤悬液;以此类推。分别配成稀释度为10-3、10-4、10-5的土壤悬液。然后分别移取10-3、10-4、10-5的稀释液100μl涂布于1/10NBNS固体平板培养基上(NBNS培养基l-1:多聚蛋白胨5g l-1,牛肉浸粉3g l-1,0.3mmol l-1NaNO3和4mmol l-1琥珀酸钠,pH 7.0,溶剂为水),每个梯度三个重复。在28℃恒温生化培养箱中倒置培养2~4天,每天观察其生长情况。出现单菌落后,在超净工作台中,用接种环挑取比较大的菌落接种到1/10NBNS培养基平板上进行纯化,纯化5~6代后,用30%的甘油保藏在-80℃中,得到暹罗芽孢杆菌BRCB026,待用。
实施例2暹罗芽孢杆菌NRCB026的鉴定
在NBNS琼脂培养基上培养,NRCB026菌株呈菌落圆形、乳白色、不透明和凸起,易挑起;革兰氏染色为阳性。通过16S rDNA、gyrA和gyrB(引物见表4)序列分析,经NCBI中BLAST比对后与暹罗芽孢杆菌同源,见图1;16S rDNA,gyrA和gyrB序列见SEQ ID No.1。生理生化特征见表1。
表1暹罗芽孢杆菌BRCB026的生理生化性质
Figure BDA0003377162830000041
Figure BDA0003377162830000051
备注:“+”可利用或敏感,“-”不可利用或不敏感,“\”在“+”和“-”之间
暹罗芽孢杆菌NRCB026保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,菌株保藏编号为CGMCC NO.22841,保藏日期为2021年07月07日。
实施例3在纯培养体系条件下,暹罗芽孢杆菌NRCB026耐盐能力分析。
在LB固体平板培养基的基础上添加不同的盐度水平,通过观察菌株的生长情况判定菌株的耐盐能力。外源添加的盐度水平为0.2、0.4、0.6、0.8和1.0mol l-1NaCl。将菌株分别划线到添加不同盐度的培养基中,30℃恒温培养箱中培养48h。菌株能否生长被认为是能否耐受相应盐度水平的基础。每个处理进行三个独立的平行实验。暹罗芽孢杆菌NRCB026在不同盐浓度培养基的生长情况见表2。当NaCl浓度为1mol l-1时,菌株NRCB026能正常生长,说明暹罗芽孢杆菌NRCB026能耐受1mol l-1以上的盐浓度。
表2含盐培养基培养48h菌株的生长
Figure BDA0003377162830000061
+++:培养基表面出现大量菌落,说明菌株生长正常
++:培养基表面出现明显菌落,说明菌株生长,但生长速度较慢
+:培养基表面出现少量菌落,说明菌株生长,但生长速度较慢
实施例4暹罗芽孢杆菌NRCB026的耐酸碱能力分析
通过设置pH梯度为4、6、8和10四个实验组,持续培养36h。结果如图2所示,NRCB026在pH 6、8、10范围内均具有较好的生长能力,在低pH条件下,生长能力不佳。
实施例5在NaCl条件下,暹罗芽孢杆菌NRCB026脱氮能力分析
采用100ml无菌DM培养基和1%(v/v)接种量的摇瓶试验对NRCB026的脱氮效率进行表征。以硝酸钾作为唯一氮源,pH 7.0的反硝化培养基(DM)(硝酸钾0.72g l-1、K2HPO41.0g l-1、MgSO4·7H2O 1.0g l-1、丁二酸钠2.8g l-1)作为脱氮培养基。DM培养基初始NaCl分别设置为0、0.2、0.4、0.6和0.8mol l-1。菌株在30℃、200rpm下培养48h后,分析OD600和pH值。此外,发酵液6000rpm、10min离心后取上清,测定上清液中NO3 --N和NO2 --N浓度。所有处理均为3个平行。NO3 --N采用盐酸分光光度法测定,NO2 --N采用重氮化偶联分光光度法测定。实验结果如表3,培养48h后,在不同NaCl条件下,NRCB026的生长量在0.12-0.19之间,上清液中NO3 --N剩余量约为20%-25%,NO3 --N去除率分别为79.1%、75.8%、77.2%、78.6%、78.3%。发酵培养基中NO2 --N浓度低于4mg l-1,符合我国污水排放中亚硝态氮和铵态氮浓度小于5mg l-1的规定。培养基初始pH为7.0,培养48h后,NRCB026的pH值在6.7-7.5之间。
表3暹罗芽孢杆菌NRCB026在不同NaCl条件下的脱氮能力
Figure BDA0003377162830000071
备注:数字后不同字符表示相同指标中的处理间具有显著性差异(P=0.05),并以均值最高组记为“a”,以此类推依次为“b”,“c”等
实施例6暹罗芽孢杆菌NRCB026中氮相关功能基因PCR检测
硝化途径依赖于氨单加氧酶(AMO)。反硝化途径主要依赖于四种酶:质周硝酸盐还原酶(NAP)、亚硝酸盐还原酶(NIR)、一氧化氮还原酶(NOR)和一氧化二氮还原酶(NOS),其过程为NO3 --→NO2 --→NO→N2O→N2。为了明确暹罗芽孢杆菌NRCB026中氮代谢相关功能基因的情况,使用表4中列出的引物扩增amoA,napA,nirS,norB和nosZ基因。使用S1000 ThermalCycler(美国Bio-Rad)以10μl反应体积进行PCR扩增。反应体系中添加5μl 2×Taq MasterMix(Dye Plus)、200ng NRCB026基因组DNA为模板、1μl每个引物(10μmol l-1),添加ddH2O补充至10μl。PCR扩增程序如下表5。PCR扩增结果如图3,NRCB026成功扩增基因nirS。
表4基因及相应引物
Figure BDA0003377162830000072
注:表中斜线表示或,例如(C/T)中的斜线表示C或T都可以
表5菌株功能基因PCR扩增程序
amoA napA nirS norB nosZ
1)94℃,10min 94℃,10min 94℃,10min 94℃,5min 95℃,10min
2)94℃,60s 94℃,60s 94℃,60s 94℃,30s 95℃,30s
3)50℃,30s 56℃,60s 56℃,60s 57℃,30s 55℃,30s
4)72℃,30s 72℃,90s 72℃,90s 72℃,45s 72℃,45s
5)到步骤2),30轮 到步骤2),30轮 到步骤2),30轮 到步骤2),35轮 到步骤2),32轮
6)72℃,10min 72℃,10min 72℃,10min 72℃,7min 72℃,7min
7)结束 结束 结束 结束 结束
实施例7不同碳源对盐胁迫下NRCB026脱氮能力分析
在纯培养体系中,分析不同碳源对盐胁迫下菌株脱氮能力的影响。分别以葡萄糖、甘油和乙酸钠作为DM培养基的碳源,以原始碳源丁二酸钠作为对照组。所有实验在100ml无菌DM培养基中以1%(V/V)的接种量、pH 7.0和0.6mol l-1氯化钠的条件下进行,在30℃,200rpm振荡条件下进行培养。在培养0、6、12、24、30、36、48和72h时,取样分析溶液中OD600、NO3 --N和NO2 --N。每个处理三个平行。如图4左侧3张图所示,菌株NRCB026以葡萄糖为碳源的条件下生长效果较好,培养72h后,OD600达到0.56。在以甘油为碳源的条件下对硝态氮的去除能力相对较高,氮去除率达到70%。在以乙酸钠或珀酸钠为碳源的条件下脱氮率分别为68.8%和65.5%。发酵液中NO2 --N的含量基本在1.4-2.5mg l-1之间。
实施例8在纯培养体系中,初始pH对盐胁迫下NRCB026脱氮能力分析
分析初始pH对盐胁迫下NRCB026脱氮能力的影响。初始pH分别为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。所有实验在100ml无菌DM培养基中以1%(V/V)的接种量、丁二酸钠为碳源和0.6mol l-1氯化钠的条件下进行,30℃,200rpm振荡培养。在培养0、6、12、24、30、36、48和72h时,取样分析OD600、NO3 --N和NO2 --N。每个处理三个平行。如图4右侧3张图所示,NRCB026在初始pH值7.0-10.0时OD600、NO3 --N和NO2 --N均显著变化。在接种72h后,在pH 7.0时OD600最高为0.42。在pH 6.0、7.0、8.0、9.0和10.0条件下,NRCB026接种72h后对NO3 --N的去除率分别为67.9%、91.7%、90.1%、80.5%和78.0%。同时,发酵液中NO2 --N含量始终低于2mg l-1
实施例9暹罗芽孢杆菌NRCB026在含氮水体中的应用
为考察这菌株在水体处理中的应用潜力,采集南京某鱼池水(pH 6.7)和某农田水pH 7.1),未经灭菌,作为供试水。然后按接种量1%(V/V)将NRCB026接种到含250ml供试水的500ml烧瓶中,以接种等量的原始培养基为对照。然后30℃,200rpm培养72h,设置三个平行。在6、12、24、36、48、60和72h取样,以测定总氮的浓度。发酵液6000rpm、10min离心取上清,测定上清液中TN浓度。TN采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法测定。结果见图5,在处理的72h中,发现用菌株NRCB026处理的农田水(TN=15mg l-1)的最终总氮浓度为4.8mg l-1,相应的氮去除率为68%。鱼池水中最终总氮浓度为3.2mg l-1(去除率82.3%)。同时,对照处理中,农田水和鱼塘水中的氮去除率分别为40.7%和36.1%。
实施例10暹罗芽孢杆菌NRCB026促进番茄及苜蓿生长、减少农田土壤氧化亚氮的排放分析
供试土壤:采集江苏宜兴露地蔬菜地表层土壤,自然风干,过2mm筛,待用。理化性质:pH 7.08,有机质11.0g kg-1,速效磷68.2mg kg-1,速效钾271.2mg kg-1,交换性钙1157.2mg kg-1,交换性镁1054.2mg kg-1。称取445g风干土到培养盆中。将菌株接种于NBNS液体培养基中30℃、200rpm过夜培养。菌液6000rpm离心5min后,用无菌1/10MS(不含有机元素,不含琼脂和蔗糖,pH 5.8)重悬菌体,至OD600=1.0,再稀释100倍。番茄或苜蓿种子于2.5%的84消毒液中处理10min,自来水冲洗8-10次。将消毒过的种子浸泡到上述稀释的菌液中,30℃,200rpm摇床培养60min后,去除多余菌液。种子于24℃培养箱中催芽3天后选取出芽一致的种子进行播种。同时将每个盆栽中加入稀释10倍的1/10MS菌悬液10ml,不接菌的盆栽中加入10ml的1/10MS。置于光照时间:7:00-21:00;黑暗时间:21:00-7:00;26℃,光照强度:5000LX的温室条件下生长。每天检查番茄种子状态,保持湿润。在番茄移栽后的第18、25、31天时测量作物的株高、茎粗和鲜干重。于番茄移栽后开始采集气体样品,N2O气体采集采用传统静态箱法,将培养盆和植株置于箱式采样装置中,密封稳定后,每15min采集一次,用50ml的注射器从采气箱顶部的密封采样孔插入,采集30ml的气样立即转移至己抽成真空的采样瓶中。采样时间一般固定在上午(9:00-11:00),每2-4天采集一次,直至N2O排放接近背景值。利用GC-ECD分析气体样品中的N2O浓度,计算N2O排放通量和累积排放量。暹罗芽孢杆菌NRCB026对番茄和苜蓿生长的影响结果见表6和表7。与对照相比,接种暹罗芽孢杆菌NRCB026显著增加了番茄和苜蓿的株高、茎粗和生物量。接种暹罗芽孢杆菌NRCB026显著降低农田土壤N2O排放峰值前后的N2O排放通量,并显著降低旱地土壤N2O的累计排放量;与对照相比,在番茄种植中,减少农田土壤N2O的累计排放量59%;在苜蓿种植中,减少农田土壤N2O的累计排放量28%(图6)。
表6暹罗假单胞菌NRCB026对番茄生长的影响
Figure BDA0003377162830000101
备注:数字后不同字符表示相同指标中的处理间具有显著性差异(P=0.05),并以均值最高组记为“a”,其次为“b”。
表7暹罗芽孢杆菌NRCB026对苜蓿生长的影响
Figure BDA0003377162830000102
备注:数字后不同字符表示相同指标中的处理间具有显著性差异(P=0.05),并以均值最高组记为“a”,其次为“b”。
实施例11暹罗芽孢杆菌NRCB026对有机肥N2O排放的影响。
为考察暹罗芽孢杆菌NRCB026对有机肥N2O排放的影响,我们将NRCB026与有机肥混合,混合比例为每克有机肥接种1毫升微生物菌剂,构建有机肥微宇宙实验。所用有机肥为颗粒有机肥,原料为作物秸秆、中草药残渣及畜禽粪便,其pH(KCl)为5.69,总氮含量为7%,总磷含量为3%,总钾含量为6%,有机质含量为20%。在每个微宇宙中,我们加入20g有机肥与相应比例的微生物菌液,考察菌株本身与有机肥混合后能否继续减排N2O的作用。结果如图7所示。结果表明,NRCB026的累计N2O排放量为112.3±36.6,减排率为48.3%,可以达到约一半的减排效果。
本发明进一步考察了在施氮量为5g下,NRCB026在土壤微宇宙中对N2O的减排效果。具体地,在土壤微宇宙试验中,我们称取100g风干土到500ml培养瓶中,风干土来源自山东德州的小麦-玉米轮作土和江苏宜兴的露地蔬菜土。山东德州的小麦-玉米轮作土土壤理化性质为:pH:7.33;电导率:163.35μs/cm;TC:0.026g(每克风干土);TN:0.00087g(每克风干土);C/N:30.54。江苏宜兴露地蔬菜地土壤理化性质为:pH 7.08,有机质11.0g kg-1,速效磷68.2mg kg-1,速效钾271.2mg kg-1,交换性钙1157.2mg kg-1,交换性镁1054.2mg kg-1。加入5ml菌液与5g有机肥的混合物,再加入100g风干土,充分混匀,对照加入等量的无菌NBNS活化液体培养基与5g有机肥的混合物,添加适量的无菌水,保证土壤水分达到最大田间持水量的80%,最后至于26℃暗培养。结果如图8所示,NRCB026降低土壤的N2O排放通量和累积排放量,累积排放量减少达81%。
本发明提供了一株暹罗芽孢杆菌及其应用的思路及方法,具体实现该技术方案的方法和途径很多,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。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
序列表
<110> 南京工业大学
<120> 一株暹罗芽孢杆菌及其应用
<160> 11
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1458
<212> DNA
<213> 16S rDNA(Artificial Sequence)
<400> 1
cctacttttg tcaccttcgg cggctggctc cataaaggtt acctcaccga cttcgggtgt 60
tacaaactct cgtggtgtga cgggcggtgt gtacaaggcc cgggaacgta ttcaccgcgg 120
catgctgatc cgcgattact agcgattcca gcttcacgca gtcgagttgc agactgcgat 180
ccgaactgag aacagatttg tgggattggc ttaacctcgc ggtttcgctg ccctttgttc 240
tgtccattgt agcacgtgtg tagcccaggt cataaggggc atgatgattt gacgtcatcc 300
ccaccttcct ccggtttgtc accggcagtc accttagagt gcccaactga atgctggcaa 360
ctaagatcaa gggttgcgct cgttgcggga cttaacccaa catctcacga cacgagctga 420
cgacaaccat gcaccacctg tcactctgcc cccgaagggg acgtcctatc tctaggattg 480
tcagaggatg tcaagacctg gtaaggttct tcgcgttgct tcgaattaaa ccacatgctc 540
caccgcttgt gcgggccccc gtcaattcct ttgagtttca gtcttgcgac cgtactcccc 600
aggcggagtg cttaatgcgt tagctgcagc actaaggggc ggaaaccccc taacacttag 660
cactcatcgt ttacggcgtg gactaccagg gtatctaatc ctgttcgctc cccacgcttt 720
cgctcctcag cgtcagttac agaccagaga gtcgccttcg ccactggtgt tcctccacat 780
ctctacgcat ttcaccgcta cacgtggaat tccactctcc tcttctgcac tcaagttccc 840
cagtttccaa tgaccctccc cggttgagcc gggggctttc acatcagact taagaaaccg 900
cctgcgagcc ctttacgccc aataattccg gacaacgctt gccacctacg tattaccgcg 960
gctgctggca cgtagttagc cgtggctttc tggttaggta ccgtcaaggt gccgccctat 1020
ttgaacggca cttgttcttc cctaacaaca gagctttacg atccgaaaac cttcatcact 1080
cacgcggcgt tgctccgtca gactttcgtc cattgcggaa gattccctac tgctgcctcc 1140
cgtaggagtc tgggccgtgt ctcagtccca gtgtggccga tcaccctctc aggtcggcta 1200
cgcatcgtcg ccttggtgag ccgttacctc accaactagc taatgcgccg cgggtccatc 1260
tgtaagtggt agccgaagcc accttttatg tctgaaccat gcggttcaga caaccatccg 1320
gtattagccc cggtttcccg gagttatccc agtcttacag gcaggttacc cacgtgttac 1380
tcacccgtcc gccgctaaca tcagggagca agctcccatc tgtccgctcg actgcatgta 1440
ttagcacgcg acttctaa 1458
<210> 2
<211> 970
<212> DNA
<213> gyrA(Artificial Sequence)
<400> 2
tacgtcatgc atgagcgtta tcgtatcccg ggcgcttccg gatgtgcgtg acggtctgaa 60
gccggttcac agacggattt tgtacgcgat gaatgattta ggcatgacca gtgacaaacc 120
atataaaaaa tctgcccgta tcgtcggtga agttatcggt aagtaccacc cgcacggtga 180
ctcagcggtt tacgaatcaa tggtcagaat ggcgcaggat tttaactacc gctacatgct 240
tgttgacgga cacggcaact tcggttcggt tgacggcgac tcagcggccg cgatgcgtta 300
cacagaagcg agaatgtcaa aaatcgcaat ggaaatcctt cgggacatta cgaaagatac 360
gattgattat caagataact atgacggcgc agaaagagaa cctgtcgtca tgccttcgag 420
atttccgaat ctgctcgtca acggagctgc cggtattgcg gtcggaatgg cgacaaatat 480
tcctccgcat cagcttgggg aagtcattga aggcgtactt gccgtaagtg agaatcctga 540
gattacaaac caggagctga tggaatacat cccgggcccg gattttccga ctgcaggtca 600
gattttaggc cggagcggca tccgcaaggc atatgaatcc ggacggggat ccattacgat 660
ccgggctaag gctgaaatcg aagagacatc atcgggaaaa gaaagaatta ttgtcacgga 720
acttccttat caggtgaaca aagcgagatt aattgaaaaa atcgcagatc ttgtccggga 780
caaaaaaatc gaaggaatta cggatctgcg tgacgaatcc gaccgtaacg gaatgagaat 840
cgtcattgag atccgccgtg acgccaatgc tcacgtcatt ttgaataacc tgtacaaaca 900
aacggccctg cagacgtctt tcggaatcaa cctgctggcg ctcgtgacga cagccgaaga 960
cagcagccac 970
<210> 3
<211> 839
<212> DNA
<213> gyrB(Artificial Sequence)
<400> 3
tttcattccc aggcggtgaa ataacagaac gcattgaaat cgcaaagcac ttgccgggcg 60
aagagctgac agagacgttt atgcgtttat atacgtattt gcagaaaacg caaaaacgga 120
gcctggatca cctgcagccg gttcaagtat atgaattgga agaagcgatg aaaattgacc 180
tgtattcaaa acggaatctt gagctgacgg aaacgatccg ttctaaaagc aaaaaagggt 240
cattgctttg gcttttagac gagacgaaaa cagcgatggg cggccggctt ctcaaacaat 300
ggattgaccg cccgctgatc agggcatccc aaatcgaaga acgccaggaa atggtcgaga 360
cgctgatcaa tcatctgttt gagcgtgaag atcttcgaga gcgcctgaag gaagtatacg 420
atttagaacg tctggcgggc cgggtcgcat tcggaaacgt caacgcaagg gatttaatcc 480
agctgaaaga atctttaaaa caagtgccga gcatcaaaga gcttgtaggg tctcttaacc 540
ataaaaaagc aaaagaacgc gccggcttga ttgatccgtg cggagatttg cttgacctgt 600
tagaagaagc ccttcatgaa aacccgccgt tatcgttaaa agaaggcaat ttaattaaag 660
acggctatca tcagaagctc gatgagtacc gtgacgccag caaaaacggt aaagactgga 720
ttgccagact ggagcagcag gaacgcgctt atacgggcat ccgttcatta aaggtcggtt 780
tcaataaagt gttcggctat tatattgaag tcacaaaacc acaccccctc aagcgcgta 839
<210> 4
<211> 20
<212> DNA
<213> gyrA正向序列(Artificial Sequence)
<400> 4
agtcaagaaa tgcgcgcatc 20
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> gyrA反向序列(Artificial Sequence)
<400> 5
cagctcctcc gcttacgatt 20
<210> 6
<211> 20
<212> DNA
<213> gyrB正向序列(Artificial Sequence)
<400> 6
ttccatccag acggtgaaat 20
<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> gyrB反向序列(Artificial Sequence)
<400> 7
acgctgaagg tttggttttg 20
<210> 8
<211> 26
<212> DNA
<213> amoA正向序列(Artificial Sequence)
<400> 8
gggaattcag aaatcctgaa agcggc 26
<210> 9
<211> 26
<212> DNA
<213> amoA反向序列(Artificial Sequence)
<400> 9
ggggatccga tacgaacgca gagaag 26
<210> 10
<211> 22
<212> DNA
<213> napA正向序列(Artificial Sequence)
<400> 10
tctggaccat gggcttcaac ca 22
<210> 11
<211> 20
<212> DNA
<213> napA反向序列(Artificial Sequence)
<400> 11
acgacgaccg gccagcgcag 20

Claims (9)

1.一株暹罗芽孢杆菌,其分类命名为暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis),菌株名为NRCB026,已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,菌株保藏编号为CGMCC NO. 22841,保藏日期为2021年07月07日。
2.权利要求1所述的暹罗芽孢杆菌在农田水或鱼池水中脱氮的应用。
3.根据权利要求2的应用,其特征在于,在应用时,将所述暹罗芽孢杆菌按体积比0.5-10%接种量直接接种于待处理的水体中。
4.权利要求1所述的暹罗芽孢杆菌在促进植物生长上的应用。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述植物为番茄和苜蓿。
6.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,在应用时,将所述暹罗芽孢杆菌按体积比0.1-10%接种量直接接种于农田土壤中。
7.权利要求1所述的暹罗芽孢杆菌在减少农田温室气体氧化亚氮排放中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,在应用时,将暹罗芽孢杆菌直接接种于农田土壤种子、植物根系、地上部或有机肥。
9.权利要求1所述的暹罗芽孢杆菌在减少有机肥N2O排放上的应用。
CN202111420421.6A 2021-11-26 2021-11-26 一株暹罗芽孢杆菌及其应用 Active CN113980863B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111420421.6A CN113980863B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一株暹罗芽孢杆菌及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111420421.6A CN113980863B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一株暹罗芽孢杆菌及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113980863A CN113980863A (zh) 2022-01-28
CN113980863B true CN113980863B (zh) 2022-05-31

Family

ID=79732085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111420421.6A Active CN113980863B (zh) 2021-11-26 2021-11-26 一株暹罗芽孢杆菌及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113980863B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190061210A (ko) * 2017-11-27 2019-06-05 경북대학교 산학협력단 질소 저감 활성을 가지는 신규한 바실러스 시아멘시스(Bacillus siamensis) 1HC-NA 균주 및 이를 이용한 질소 저감용 미생물 제제
CN111944714A (zh) * 2020-07-27 2020-11-17 天津农学院 一种红掌内生暹罗芽孢杆菌hzy-54及其应用
WO2021231449A2 (en) * 2020-05-13 2021-11-18 Pivot Bio, Inc. De-repression of nitrogen fixation in gram-positive microorganisms

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190061210A (ko) * 2017-11-27 2019-06-05 경북대학교 산학협력단 질소 저감 활성을 가지는 신규한 바실러스 시아멘시스(Bacillus siamensis) 1HC-NA 균주 및 이를 이용한 질소 저감용 미생물 제제
WO2021231449A2 (en) * 2020-05-13 2021-11-18 Pivot Bio, Inc. De-repression of nitrogen fixation in gram-positive microorganisms
CN111944714A (zh) * 2020-07-27 2020-11-17 天津农学院 一种红掌内生暹罗芽孢杆菌hzy-54及其应用

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Review on the Biotechnological Applications of the Operational Group Bacillus amyloliquefaciens;Mohamad Syazwan Ngalimat et al.;《Microorganisms》;20210317;第9卷;第1-18页 *
一株分离自畜禽养殖废水的异养硝化细菌及其脱氮特性分析;陈猛 等;《现代食品科技》;20201231;第36卷(第10期);第50-58页 *
四株植物根际促生菌对农田土壤N2O排放的影响;申卫收等;《南京信息工程大学校报(自然科学版)》;20220131;第14卷(第1期);第32-39页 *
高寒草地青藏苔草拮抗内生细菌筛选、鉴定及其促生作用测定;金梦军等;《植物保护学报》;20191231;第46卷(第4期);第779-786页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113980863A (zh) 2022-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103275891B (zh) 一种植物内生菌及其应用
CN113337418B (zh) 具有降低蔬菜重金属含量、提高蔬菜质量的功能菌株w25及应用
CN105255782B (zh) 对六价铬具有还原能力的纤维菌及用途
CN104707864B (zh) 强化植物修复土壤重金属污染的光合菌制剂及其制备方法
CN110616164A (zh) 一种可活化难溶性磷、镉的阴沟肠杆菌y16及其应用
CN117603888B (zh) 一株蜡样芽孢杆菌及其在养殖尾水处理中的应用
CN102031230A (zh) 一种解淀粉芽孢杆菌以及采用该菌种制备污染水体修复剂的方法
CN103266073A (zh) 一种东南景天内生菌及其应用
CN109868242B (zh) 一株耐盐产乙偶姻的枯草芽孢杆菌及其应用
CN110257293B (zh) 解淀粉类芽孢杆菌ky15、菌剂、应用和应用其的产品
CN113122480B (zh) 一种争论贪噬菌、用途及转化褐煤生产腐植酸的方法
Singh et al. Nitrogen and phosphorous scavenging potential in microalgae
CN112980748B (zh) 一种短短芽孢杆菌、用途及转化褐煤生产腐植酸的方法
CN104818234A (zh) 一株具有耐镉特性的链霉菌及其应用
CN116121147B (zh) 一株土荆芥种子内生拉里摩尔土壤杆菌及其应用
CN115838639B (zh) 白茅种子内生真菌df101及其应用
Sun et al. Microbial fertilizer improving the soil nutrients and growth of reed in degraded wetland
CN114752538B (zh) 具有土壤改良功能的油茶内生放线菌及其应用
CN114934000B (zh) 耐盐性解淀粉芽孢杆菌及其筛选与应用
CN113980863B (zh) 一株暹罗芽孢杆菌及其应用
CN114717125B (zh) 一株嗜热地衣芽孢杆菌amcc101380及其在尾菜高温堆肥中的应用
CN113322206B (zh) 一种含贝莱斯芽孢杆菌suno-18s-36的菌剂及其应用
CN114874953A (zh) 一株花生根际生防菌—贝莱斯芽孢杆菌sw-1及其应用
CN112011487B (zh) 一株降解苯酚且具有促生功能的类香味菌菌株c40及其应用
CN114806924B (zh) 一种反硝化无色杆菌及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant