CN115404183B - 一株具有混合营养特征的氨氧化细菌s2_8_1及应用 - Google Patents

一株具有混合营养特征的氨氧化细菌s2_8_1及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一株具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1及应用，属于农业生产领域。所述具有混合营养特征的氨氧化细菌,其分类命名为Rhizobiaceae ensifer，菌株命名为S2_8_1，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2021年4月14日，保藏编号为CCTCC NO:M2021374。本发明所述的具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1菌株，具有较强的促进玉米水分利用的特征，能在玉米受旱后，水分供应的过程中促进玉米对水分的利用，提高玉米的水分利用效率，在农业节水领域具有良好的应用前景。

Description

一株具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1及应用
技术领域
本发明属于农业生物学领域，具体涉及一株来源于土壤的具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1及其在玉米水分利用中的应用。
背景技术
玉米是世界上除水稻和小麦之外的第三种最重要的粮作物食，我国玉米的种植面积和产量居全国首位。水资源不足一直是制约我国北方玉米生产与发展的重要因素，促进玉米对水分的利用以提高玉米水分利用率，可以推动我国玉米生产的发展，同样会对节水农业做出贡献。
土壤中的微生物可以促进作物的生长，并有助于作物抵御干旱胁迫的危害。找到一种促进玉米生长对水分利用的土壤微生物，对粮食生产和节水农业具有重要的意义。
氨氧化细菌在土壤和河流沉积物等自然环境中广泛存在，目前针对氨氧化细菌降解环境污染物的研究也较多，却尚未见到关于其在作物节水领域的研究报道。本发明以促进玉米的水分利用为目标，在玉米的根际土壤中进行筛选，获得一株可促进其水分利用的氨氧化细菌菌株，并应用于玉米的节水生长中，为节水农业提供了一种新的微生物资源。
发明内容
为了解决现有技术中的不足，本发明的目的一在于提供一株具有混合营养特征的氨氧化细菌，目的二在于提供一种微生物菌剂，目的三在于提供上述微生物菌剂的制备方法，目的四在于提供上述氨氧化细菌、或上述微生物菌剂、或上述方法制得到的微生物菌剂在玉米受旱后水分供应过程中促进水分高效利用方面的应用，目的五在于提供一种玉米受旱后促进水分高效利用的方法。本发明所述的具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1菌株，具有较强的促进玉米水分利用的特征，能在玉米受旱后，水分供应的过程中促进玉米对水分的利用，提高玉米的水分利用效率，在农业节水领域具有良好的应用前景。
为实现上述目的，本发明采用的具体方案如下：
本发明第一方面是请求保护一株具有混合营养特征的氨氧化细菌，其分类命名为Rhizobiaceae ensifer，菌株命名为S2_8_1，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2021年4月14日，保藏地址为中国.武汉.武汉大学，保藏编号为CCTCC NO: M2021374。
本发明的第二方面是请求保护一种微生物菌剂，其由上述具有混合营养特征的氨氧化细菌制得。
本发明的第三方面是请求保护上述微生物菌剂的制备方法，即将上述具有混合营养特征的氨氧化细菌的接种到富集培养基中培养，即得所述微生物菌剂。
其中，所述富集培养基的组成为0.5g/L的(NH4)2SO4，0.75g/L的KH2PO4，0.25g/L的NaH2PO4，0.0 g/L的MnSO4∙4H2O, 0.03 g/L的MgSO4∙7H2O, 5.0 g/L的CaCO3，溶剂为水，PH值为7.2，振荡培养至对数生长期。
其中，所述培养过程中，是在避光与恒温26～28℃的条件下进行的，搅拌速度为170～250转/分。
其中，所述微生物菌剂为直接用塑料包装桶或包装瓶分装成液体剂型。
本发明的第四方面是请求保护上述具有混合营养特征的氨氧化细菌，或上述微生物菌剂，或上述方法制得到的微生物菌剂在玉米受旱后水分供应过程中促进水分高效利用方面的应用。
其中，所述应用为在苗期玉米受旱后水分充足供应生长中的应用。
其中，所述应用中的玉米为盆栽，且出苗后生长20天的玉米。
其中，所述应用为玉米受旱程度达到土壤田间持水量的55-60%。
其中，所述应用为玉米受旱后水分供应所达到的程度为土壤田间持水量的75-80%，且维持10天。
本发明的第五方面是请求保护一种玉米受旱后促进水分高效利用的方法，所述方法是在受旱后的盆栽玉米土壤中接种上述氨氧化细菌。
有益效果：本发明所述具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1可以应用于促进苗期受旱后水分供应过程中的高效利用。所制备的菌剂具有生产成本低，使用方便，节水效果好的优点，适合在全国玉米种植的地区使用。
菌种保藏信息：本发明提供一株具有混合营养特征的氨氧化细菌剑菌S2_8_1，其分类命名为Rhizobiaceae ensifer，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2021年4月14日，保藏地址为中国.武汉.武汉大学，保藏编号为CCTCC NO: M2021374。
附图说明
图1是本发明所述具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1在自养氨氧化细菌分离培养基的菌落形态图；
图2是本发明所述具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1在异养LB培养基的菌落形态图；
图3是本发明所述具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1菌落形态光学显微镜图；其中，单个S2_8_1菌株的长度为1.09μm。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
下列实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
下述实施例中所述接种量均为按照相应体积比进行接种。
实施例1：具有混合营养特征的氨氧化细菌S2_8_1的分离筛选。
取河南科技大学试验农场，种植玉米的试验地块的玉米根系上附着的土壤20g，加入自养氨氧化细菌的富集培养基中，其配方为：(NH4)2SO4 0.5g，KH2PO4 0.75g，NaH2PO40.25g，MnSO4∙4H2O 0.01g, MgSO4∙7H2O 0.03 g, CaCO3 5.0 g，去离子水补足至1000ml，PH值 7.0～7.2，在121℃下灭菌20 min，在28℃黑暗条件下培养15～25天。然后，使用Griess试剂用于检测氨氧化细菌菌株的存在，将显示氨氧化细菌菌株生长的富集培养液转移到新的富集培养基中继续培养，该过程重复2次，得到纯的氨氧化细菌富集溶液。
取上面得到的富集培养液0.1ml，涂布于自养氨氧化细菌的琼脂平板分离培养基上，在28℃和避光条件下培养7天。琼脂平板的分离培养基的配方为：(NH4)2SO4 0.5g，KH2PO40.75g，NaH2PO4 0.25g，MnSO4∙4H2O 0.01g, MgSO4∙7H2O 0.03 g, CaCO3 5.0 g，2.5g 琼脂，去离子水补足至1000ml，PH值 7.0～7.2，在121℃下灭菌20分钟。7天后从以上的分离培养基上挑选单菌落，涂布于琼脂平板的分离培养基上，此过程重复5 ~ 10次，得到含有纯净的细菌菌落平板培养基。说明该菌具有自养生长特性。
在上面得到的含有纯净的细菌菌落平板培养基上，移植纯菌落5～10个于富集培养基(配方如上)中，在28℃和避光条件下培养15天，即得到本研究所述的微生物菌剂。
取上述得到的微生物菌剂0.1ml，涂布于LB培养基上，在28℃黑暗条件下培养5天，得到生长该菌落的LB培养基，验证了该菌的异养生长特性。故该菌具有自、异养的混合生长特性。上述具有混合营养特征的氨氧化细菌，命名为S2_8_1，其分类命名为Rhizobiaceae ensifer，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO: M2021374。
实施例2：本发明所述的氨氧化细菌对玉米水分利用的促进效应。
选取生长一致、出苗后20天的玉米苗12盆，每盆3棵，盆内装有土壤，每千克土壤含有机物质16.5g。将所述的12盆玉米苗随机分为2组，每组6盆，即试验组a、b组，再把试验组a、b分别随机分为a1和a2亚组，b1和b2亚组，每亚组中的3盆表示3个重复。
取出试验组a、b的玉米苗，在此后的10天中，通过电子天平称重并添加水分来调节它们的土壤相对含水量处于50%～55%，实现对其水分干旱胁迫，10天后制得水分干旱胁迫的a和b组，备用。
上述10天结束后，取试验亚组a1、b1的根、茎、叶，将它们放入温度为75℃的烘干箱内，烘干后分别得到玉米全株烘干物，然后用电子天平检测烘干物的重量，得到试验组a和b干旱胁迫结束时的烘干物质量Ra0、Rb0，备用。
取出剩下的a2和b2亚组，在b2亚组的每盆中加入上述微生物菌剂200 ml，在a2亚组的每盆中加入上述纯的氨氧化细菌富集溶液作为对照。在此后的10天中，通过电子天平称重并添加水分来使a2和b2亚组的土壤相对含水量在75%～80%，以实现充分供水。在上述10天结束后，取试验亚组a2、b2的根、茎、叶，将它们放入温度为75℃的烘干箱内，烘干后分别得到玉米全株烘干物，然后用电子天平检测烘干物的重量，得到试验组a、b充分供水结束时的烘干物质量Ra1、Rb1，备用。
上述10天结束后，计算在干旱胁迫，和此后的水分充足供应的过程中a、b组所添加的水量之和，分别记做w1、w2，备用。
利用上述得到的Ra0、Rb0、Ra1、Rb1、w1、w2、的值根据公式wu1= 和wu2= /> />，分别得到试验组a、b的玉米水分利用效率wu1、wu2。
比较上述Ra0、Rb0、Ra1、Rb1、wu1、wu2的大小，Ra0和Rb0相似，且Rb1显著大于Ra1，说明接种S2_8_1促进了玉米生长；wu2显著大于wu1，说明说明接种S2_8_1更能促进玉米对干旱胁迫后供水的高效利用。
结果表明Ra0、Rb0分别为1.76、1.73，Ra1、Rb1分别为2.58、3.57克/盆，Rb1显著高于Ra1，这说明接种S2_8_1促进了玉米生长。wu1、wu2分别为1.42、2.68，wu2显著大于wu1，说明接种S2_8_1更能促进玉米对干旱胁迫后供水的高效利用。
需要说明的是，以上所述的实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一株具有混合营养特征的氨氧化细菌，其分类命名为Rhizobiaceae ensifer，菌株命名为S2_8_1，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏日期为2021年4月14日，保藏地址为中国.武汉.武汉大学，保藏编号为CCTCC NO: M2021374。
2.一种微生物菌剂，其特征在于：所述微生物菌剂包含权利要求1所述的氨氧化细菌。
3.根据权利要求2所述的微生物菌剂的制备方法，其特征在于：所述方法是将权利要求1所述的氨氧化细菌接种到富集培养基中培养，即得所述微生物菌剂；
所述富集培养基的组成为：0.5g/L的(NH4)2SO4，0.75g/L的KH2PO4，0.25g/L的NaH2PO4，0.0 g/L的MnSO4∙4H2O，0.03 g/L的MgSO4∙7H2O，5.0 g/L的CaCO3，溶剂为水，pH值为7.2，振荡培养至对数生长期。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述培养过程，是在避光与恒温26～28℃的条件下进行的，搅拌速度为170～250转/分。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述微生物菌剂为直接用塑料包装桶或包装瓶分装成液体剂型。
6.根据权利要求1所述的氨氧化细菌、权利要求2所述的微生物菌剂或权利要求3-5任意一种制备方法制得到的微生物菌剂在促进玉米水分利用方面的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述应用为在苗期玉米受旱后水分充足供应生长中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述应用中的玉米为盆栽，且出苗后生长20天的玉米；所述玉米受旱程度达到土壤田间持水量的55-60%；所述水分充足供应所达到的程度为土壤田间持水量的75-80%，且维持10天。
9.一种玉米受旱后促进水分利用的方法，其特征在于：所述方法是在受旱后的盆栽玉米土壤中接种权利要求1所述的氨氧化细菌。
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