CN116814507A - 一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用 - Google Patents
一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116814507A CN116814507A CN202311017321.8A CN202311017321A CN116814507A CN 116814507 A CN116814507 A CN 116814507A CN 202311017321 A CN202311017321 A CN 202311017321A CN 116814507 A CN116814507 A CN 116814507A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphorus
- bacillus
- rape
- strain
- plant
- 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.)
- Pending
Links
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 title claims abstract description 30
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 82
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 82
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 102100031593 DNA-directed RNA polymerase I subunit RPA1 Human genes 0.000 claims abstract description 36
- 101000729474 Homo sapiens DNA-directed RNA polymerase I subunit RPA1 Proteins 0.000 claims abstract description 36
- 101001092125 Homo sapiens Replication protein A 70 kDa DNA-binding subunit Proteins 0.000 claims abstract description 36
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 claims abstract description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 38
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 claims description 16
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 claims description 16
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 15
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 claims description 7
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 claims description 7
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 claims description 4
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 claims description 4
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 3
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 12
- 235000010149 Brassica rapa subsp chinensis Nutrition 0.000 abstract description 10
- 241000194110 Bacillus sp. (in: Bacteria) Species 0.000 abstract description 8
- 235000000536 Brassica rapa subsp pekinensis Nutrition 0.000 abstract description 8
- 230000012010 growth Effects 0.000 abstract description 8
- 239000002686 phosphate fertilizer Substances 0.000 abstract description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- FWKJBIILMKHXEI-UHFFFAOYSA-L P.P(=O)(O)([O-])[O-].[Ca+2] Chemical compound P.P(=O)(O)([O-])[O-].[Ca+2] FWKJBIILMKHXEI-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 210000002969 egg yolk Anatomy 0.000 abstract description 2
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 abstract description 2
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 abstract 3
- 241000499436 Brassica rapa subsp. pekinensis Species 0.000 abstract 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 33
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 18
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 13
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 13
- 239000002068 microbial inoculum Substances 0.000 description 12
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 10
- 244000221633 Brassica rapa subsp chinensis Species 0.000 description 8
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 8
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 8
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 6
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 6
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 6
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 5
- 235000011293 Brassica napus Nutrition 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 4
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 3
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000011218 seed culture Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 241000219195 Arabidopsis thaliana Species 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 2
- 238000009630 liquid culture Methods 0.000 description 2
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 description 2
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 description 2
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 description 2
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000391 tricalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019731 tricalcium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229940078499 tricalcium phosphate Drugs 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 2
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- UFBJCMHMOXMLKC-UHFFFAOYSA-N 2,4-dinitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O UFBJCMHMOXMLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000219194 Arabidopsis Species 0.000 description 1
- 241000589151 Azotobacter Species 0.000 description 1
- 102100035647 BRISC and BRCA1-A complex member 1 Human genes 0.000 description 1
- 235000014698 Brassica juncea var multisecta Nutrition 0.000 description 1
- 235000006008 Brassica napus var napus Nutrition 0.000 description 1
- 235000006618 Brassica rapa subsp oleifera Nutrition 0.000 description 1
- 244000188595 Brassica sinapistrum Species 0.000 description 1
- 241001453380 Burkholderia Species 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- 235000019739 Dicalciumphosphate Nutrition 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930191978 Gibberellin Natural products 0.000 description 1
- 101000874547 Homo sapiens BRISC and BRCA1-A complex member 1 Proteins 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSNVNALJRSJDHT-UHFFFAOYSA-N P(=O)(=O)[Mo] Chemical compound P(=O)(=O)[Mo] HSNVNALJRSJDHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000589180 Rhizobium Species 0.000 description 1
- HSMCOIQHBCZYCL-UHFFFAOYSA-L S(=O)(=O)([O-])[O-].[Sb+3].[Mo+4] Chemical compound S(=O)(=O)([O-])[O-].[Sb+3].[Mo+4] HSMCOIQHBCZYCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 238000000540 analysis of variance Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000003124 biologic agent Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004062 cytokinin Substances 0.000 description 1
- UQHKFADEQIVWID-UHFFFAOYSA-N cytokinin Natural products C1=NC=2C(NCC=C(CO)C)=NC=NC=2N1C1CC(O)C(CO)O1 UQHKFADEQIVWID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K dicalcium phosphate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O NEFBYIFKOOEVPA-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000390 dicalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940038472 dicalcium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- IXORZMNAPKEEDV-UHFFFAOYSA-N gibberellic acid GA3 Natural products OC(=O)C1C2(C3)CC(=C)C3(O)CCC2C2(C=CC3O)C1C3(C)C(=O)O2 IXORZMNAPKEEDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003448 gibberellin Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052816 inorganic phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004660 morphological change Effects 0.000 description 1
- 239000006870 ms-medium Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 235000018343 nutrient deficiency Nutrition 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000002367 phosphate rock Substances 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
本发明公开了一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用，该菌株为芽孢杆菌(Bacillus sp.)RPA1，已于2022年12月14日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.26202。该芽孢杆菌菌株可溶解无机磷磷酸钙和有机磷卵黄磷脂，在低磷和难溶磷条件下促进植物的生长，提高油菜、上海清地上部和地下部干重和鲜重，改变叶面积大小，提高油菜磷含量；增加小白菜、番茄鲜重、干重；增加番茄株高。该芽孢杆菌菌株可以促进油菜、上海清、小白菜、番茄生长，减少磷肥施用，从而间接减少二氧化碳排放的作用。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，涉及一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用。
背景技术
磷作为植物所必须的大量元素之一，不仅在促进芽的生长，种子发芽，增强植物根茎的强度，种子的形成上有重要的作用。是构成生物膜、核苷酸重要的组成部分，在呼吸，和植物光合作上发挥重要的作用，同时影响着植物的生产力和产量。
磷元素主要来源于岩石，但是也受气候，生物，地形的影响，在中国土壤中磷含量及其分布由于气候影响，在空间上有较大的差异。中国土壤中的有效磷含量小于6g/cm3，植物吸收有效磷含量不到1％。此外由于磷移动性小，极容易被土壤所固定，为了满足植物对磷的吸收，更多的磷肥施用于大田，对土壤，植物，甚至是微生物都有着不同程度的影响，有研究表明，长期使用磷肥，会改变酸性土壤中磷的组分，增加铁铝磷的含量，严重时会导致磷浸出。甚至会影响到土壤微生物的群落结构，改变微生物的组成。过量的施用磷肥还会导致重金属加剧，胁迫植物的生长。在采用滴灌设施施肥时，堵塞滴灌管道设备，降低磷肥的肥效，导致营养的不均匀，影响农民的经济效应。所以需要减少肥料的过度使用，找到一种更好的途径提高作物的质量，满足植物对营养的需求，又能提高经济效益，达到可持续发展的道路是必要的。溶磷菌的出现让磷肥的过度施用，开辟了新的道路，对溶磷菌的研究也广泛被关注。
据研究报道土壤中存在着一系列具有溶解无机磷酸盐的能力，例如磷酸二钙、三钙和磷酸岩等，将这种菌统称为“溶磷菌”，常见的芽孢杆菌、假单胞菌、根瘤菌、伯克霍尔德菌等。磷酸盐增溶微生物，不仅能促进植物对磷元素的吸收，还能够提高作物的产量从而减少对磷肥的施用。微生物会通过一种特殊的“菌根磷酸盐摄取”(MPU)途径来帮助植物获取除通过自身根表皮的皮层细胞直接吸收磷元素外的高达80％的无机磷。这些微生物不仅可以溶解磷甚至可以产生各种激素(赤霉素、生长、细胞分裂素)来刺激植物的生长，提高作物的生产力。
在实际的生产中，将这些有利的微生物作为一种生物菌剂施用于大田。但大多数的溶磷菌来自于土壤，从根际内分离的内生溶磷促生菌研究较少。挖掘既能够溶解土壤无机磷又可以减少磷肥的施用的有益菌株是值得的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用，既能溶解有机磷，又能溶解无机磷，减少磷肥施用，促进植物生长。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
1、一株芽孢杆菌菌株，该菌株为芽孢杆菌(Bacillus sp.)RPA1，已于2022年12月14日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.26202。
2、一种组合物，其包含前述芽孢杆菌菌株。
3、一种制剂，其有效成分为前述芽孢杆菌菌株。
优选的，所述制剂为菌剂，是通过以下方法制备得到的：前述芽孢杆菌菌株培养获得菌液，离心取沉淀，利用无菌PBS缓冲液重悬所得沉淀，调节菌悬液OD＝0.5，浓度为1×108cfu/g，即得。
4、前述芽孢杆菌菌株、组合物或制剂在溶解有机磷和无机磷中的应用。
优选的，所述有机磷为卵磷脂，所述无机磷为磷酸钙。
5、前述芽孢杆菌菌株、组合物或制剂在促进植物生长中的应用。
优选的，所述植物包括但不限于：油菜，上海青，小白菜，番茄。
优选的，促进植物生长包括以下部分或全部：
(A)提高植物地上部和地下部的鲜重和干重；
(B)促进植物侧根的发育；
(C)增加植物的总叶面积、总叶柄长度和株高。
本发明的有益效果在于：
本发明公开了一株新的芽孢杆菌菌株，即芽孢杆菌(Bacillus sp.)RPA1，该菌株已于2022年12月14日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏编号为CGMCCNO.26202。
该芽孢杆菌菌株可溶解无机磷磷酸钙和有机磷卵黄磷脂，在低磷和难溶磷条件下促进植物的生长，提高油菜、上海清地上部和地下部干重和鲜重，改变叶面积大小，提高油菜磷含量；增加小白菜、番茄鲜重、干重；增加番茄株高。该芽孢杆菌菌株可以促进油菜、上海清、小白菜、番茄生长，减少磷肥施用，从而间接减少二氧化碳排放的作用。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明。
图1是菌株RPA1在有机磷培养基和无机磷培养基和固氮培养基中的溶解平板变化。
图2是RPA1菌株在有机磷和无机磷培养基液体的定量测定，其中，A为无机磷，B为有机磷。
图3是在平板中接菌RPA1后油菜的形态变化，其中，A为CK，B为RPA1。
图4是平板实验接菌后的油菜接菌RPA1鲜重和干重、侧根变化，其中，A为地上部鲜重，B为地下部鲜重，C为侧根数目。
图5是野生型拟南芥接菌RPA1与P1芽孢杆菌表型变化，其中，A为2％低磷，B为磷酸钙。
图6是野生型拟南芥接菌RPA1与P1芽孢杆菌的总鲜重和侧根数目，其中，A为总鲜重，B为侧根数目。
图7是在盆栽实验中，油菜接菌RPA1的外部形态变化。
图8是在盆栽实验中，油菜接菌RPA1的鲜重和干重，其中，A为地上部鲜重，B为地上部干重，C为地下部鲜重，D为地下部干重。
图9是盆栽实验，油菜接菌RPA1叶片形态大小变化。
图10是油菜接菌RPA1叶总面积和叶柄总长度变化，其中，A为总叶面积，B为总叶柄长度。
图11是油菜接菌RPA1的地上部和地下部磷元素含量测定，其中，A为地上部磷含量，B为地下部磷含量。
图12是在盆栽实验中，上海青在磷酸钙，50％，2％可溶磷情况下接菌RPA1的生长变化。
图13是上海青接菌RPA1地上部和地下部鲜重，其中，A为地上部鲜重，B为地下部鲜重。
图14是在盆栽实验中，小白菜接菌RPA1的外部形态变化。
图15是在盆栽实验中，小白菜接菌RPA1的鲜重，其中，A为地上部鲜重，B为地上部干重。
图16是在盆栽实验中，番茄接菌RPA1的外部形态变化。
图17是在盆栽实验中，番茄接菌RPA1的鲜重、株高，其中，A为地上部鲜重，B为株高，C为地上部干重。
图中A1均表示菌株RPA1。
保藏信息
分类命名：芽孢杆菌
拉丁文学名：Bacillus sp.
保藏单位名称：中国普通微生物菌种保藏管理中心(CGMCC)
保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号
保藏日期：2022年12月14日
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
本实施例从油菜根际中筛选的一种新溶磷菌：RPA1为巨型芽孢杆菌(Bacillussp.)，对比他们在难溶性磷肥、中度施肥和低磷肥的条件下，在平板和土培实验中对植物生长的影响。以充分说明RPA1做为芽孢杆菌(Bacillus sp.)类溶磷菌对植物的影响效果。
RPA1芽孢杆菌(Bacillus sp.)，生物保藏编号为：CGMCC NO.26202。
RPA1溶磷菌可用于制备溶磷菌剂和生物菌肥。
1.1实验材料
供试品种：油菜中双11，上海青,番茄，小白菜
供试菌剂：试验选用溶磷菌株为RPA1，由申请人在油菜根内筛选获得，经16S rDNA序列相似性分析确定NBA1为芽孢杆菌属(Bacillaceae)，部分(gene0059 57427(未添加)58962Chr_rRNA01 57427 58962)基因序列如SEQ ID NO.1所示。
供试土壤：红壤采自云南昆明石林县彝族自治县台创园印象烟庄，土壤基本理化性质为pH值6.51，全钾为7.62g/kg，全磷含量为1.07g/kg.
1.2试验准备
种子处理：将装入2毫升离心管的油菜种子中双11号(小白菜，番茄，上海青)用体积浓度70％的酒精浸泡45秒后，用无菌水洗3次，再用质量浓度10％的次氯酸钠浸泡5分钟进行彻底消毒，最后用无菌蒸馏水重复洗4-5次，然后用镊子将种子在二分之一的MS培养基中后转入25℃温箱培养中预萌发。
土壤处理：将所用土壤除去杂质后过5mm筛，装入高温灭菌袋子中，121℃灭菌2次后，冷却放置。
油菜，上海青盆栽使用规格为15厘米深木育苗盆5×10规格；番茄，小白菜盆栽使用规格为10厘米×10厘米×10厘米的小方盆；将灭菌好的土壤分装到育苗盆中备用。
平板规格为25厘米×25厘米大方皿和直径为9厘米的圆形培养皿。
平板配置
a)磷酸钙培养基：植物培养缺磷MS培养基(含维生素)(产品来源于重庆阿米达生物公司)+1g/L的磷酸三钙+10g/L蔗糖
b)质量浓度2％(全磷625μmol/L的2％)可溶性磷酸盐培养基：(植物培养缺磷MS培养基+12.5μmol/L的磷酸氢二钾
c)无机磷培养基：17g/L(产品来源于海博生物)(主要成分：葡萄糖10g/L、硫酸铵0.5g/L、酵母浸粉0.5g/L、氯化钠0.3g/L、氯化钾0.3g/L、硫酸镁0.3g/L、硫酸亚铁0.03g/L、硫酸锰0.03g/L、磷酸钙5.0g/L)
d)有机磷培养基：13.16g/L(产品来源于海博生物)(主要成分：葡萄糖10.0g/L、硫酸铵0.5g/L、酵母浸粉0.5g/L、氯化钠0.3g/L、氯化钾0.3g/L、硫酸镁0.3g/L、硫酸亚铁0.03g/L、硫酸锰0.03g/L、卵磷脂0.2g/L、碳酸钙1.0g/L)
e)固氮菌用阿须贝氏培养基：30.7g/L粉末(产品来源于海博生物)(主要成分：磷酸二氢钾0.2g/L、硫酸镁0.2g/L、氯化钠0.2g/L、碳酸钙5g/L、甘露醇10g/L、硫酸钙0.1g/L)
将上述培养基固体加琼脂到10g/L，液体不加琼脂，121℃高温灭菌20min后，在超净工作台中倒入平板中。
菌剂配置：将菌株RPA1从-80℃冰箱取适量菌液于LB液体培养基中28℃摇床180r/min过夜培养后，离心机以5000rmp离心5min后，去上清液，用适量无菌水重悬2次调至OD600为0.5(平板)，OD600为0.8(土培)，大方皿油菜平板实验稀释10倍后使用。
土培缺素营养液配置：磷酸钙营养液(6g/L)，质量浓度2％低磷溶液(含磷酸二氢钾0.098g/L)，质量浓度50％磷溶液(含磷酸二氢钾2.45g/L)。
1.3实验设计
无机磷和有机磷：将调配好的菌剂吸取5μL到平板中央，然后倒放置于28℃培养箱4-5天后观察平板变化。
无机磷和有机磷定量液体培养：将配制好的菌剂吸取1ml于20ml液体培养基中，置于28℃摇床180r/min(转每分钟)培养5天后测定含量。
油菜大方板实验：将已经萌发一天的油菜种子放入稀释10倍的菌液中浸泡20分钟后，用镊子点在平板上，每个平板12颗油菜种子，然后用封口膜包裹后放置23℃恒温培养间培养七天后，观察变化。
油菜、上海青土培实验：将已经萌发一天的油菜种子放入菌剂中浸泡2个小时，然后用镊子加入土壤中，播种深2-3厘米。再另往土壤中加入3ml的菌剂。放于恒温培养间23℃培养。等种子出土后，定期浇灌去离子水，在出苗后5天，第一次施用每孔10ml的低磷营养液、中磷营养液、6g/L的磷酸钙溶液。出苗后15天补一次菌剂3ml和一次营养液。一个月后测定指标。以无菌(CK)为参照，接菌为实验组(A1)。
小白菜，番茄土培实验：将已经萌发一天的小白菜、番茄种子放入菌剂中浸泡2个小时，然后用镊子加入土壤中，播种深2-3厘米。再另往土壤中加入15ml的菌剂，每盆10棵苗放于恒温培养间23℃培养，2周后测定指标。以无菌(CK)为参照，接菌为实验组(A1)。
1.4实验测定
无机和有机含量测定：使用磷钼蓝分光光度法，将培养后的溶液离心后，取1ml到10ml的离心管中，加入10μL 2,4-二硝基酚后，加入硫酸钼锑显色液后，等待30分钟，取2ml，在660nm波长比色。
油菜元素含量测定：将收取的油菜样本分成地上部和地下部进行烘干后，研磨成粉末后，称取0.2g样品于消煮管中，然后加入5ml硝酸(质量浓度：65～68％)过夜后，加入2ml的质量浓度30％的过氧化氢溶液进行消煮后，使用ICP元素测定仪的测定其磷含量变化。
1.5数据处理与分析
数据整理是用Microsoft Excel 2019软件。数据柱状图和热图用GraphpadPrism7.0，采用方差分析(T检验)差异显著性(p<0.05)。叶面积、叶柄长度统计采用Image J2.0。
2结果与分析
2.1菌株RPA1溶解有机磷和无机磷平板与定量实验
如图1所示，该菌株对无机磷(磷酸钙)和有机磷(卵磷脂)有溶解作用，说明该菌株可以溶解无机磷和有机磷磷，从而满足自身的营养需求。通过对该菌的定量测定，得到在5天后，该菌将有机磷和无机磷转化为可溶性磷的含量。将发表过的专利RP01溶磷菌(来源于西南大学申鸿教授，申请号为ZL 2017 1 0495066.8)作为参照，发现溶磷菌株RPA1可溶解无机磷含量高达27μg/mL。(图2)
2.2在油菜平板中接菌株RPA1油菜平板变化以及油菜的地上部和地下部鲜重以及侧根数差异。
如图3所示，接菌后的油菜幼苗地上部相比于不接菌叶片更大，且地下部侧根增多。
根据地上部和地下部的鲜重发现，接菌后的油菜地上部鲜重增加了44.26％(以平均值算)，地下部也增重了237.8％(图4)，同时侧根数目也增加了81.3％(图5)，显著差异比较(P<0.05),充分说明该菌株可以促进油菜的生长，同时刺激植物生产出侧根，有利于植物对营养物质的吸收。
2.3菌株RPA1接菌野生型拟南芥后，在2％低磷条件下，增加了总的鲜重和侧根数目，相对于不加菌剂，提高了总鲜重172％，增加侧根数目202％，比P1增加了1.45倍的侧根数目，增加了1.8倍的总鲜重。说明RPA1的促生效果比P1芽孢杆菌更佳。(图6)
2.4油菜在土培实验的表型图以及油菜地上部和地下部油菜鲜重和干重和磷元素含量差异、总叶面积以及每片叶叶面积变化。
在一个月的土培实验中，发现该菌在磷酸钙土培、50％，2％的低磷土培实验中有明显的表型变化，而在50％的中浓度的土培中变化不大。接菌后的油菜在地上部鲜重上比对照组增加了1.17-1.36倍，并且在低磷处理最为明显；地下部也显著增加了0.89-1.22倍，同样与地上部相吻合在2％的低肥条件下最为明显。测量其干重，发现地上部在磷酸钙土壤中增加了1.21倍，低磷条件下提高了1.2倍。地下部的干重在低磷条件下更为显著，比对照组提高了2倍。(图7～图11)
2.5上海青接菌后土培实验表型图和鲜重
在上海青的表型中明显的看到接菌后的植物生长变化。研究发现与油菜相比，在磷酸钙和低磷条件下更为显著，分别增加了1.28倍和1.5倍。而地下部则是在50％的梯度上增加了8.4倍，2％低磷也增加了3倍，这有可能与蔬菜类作物需肥量高有关系，在低磷情况下没有中磷的效果显著。(图12、图13)
2.6小白菜接菌后土培表型图和鲜重。
在种植2周的小白菜，发现其接菌后的小白菜对比对照组有明显的叶片大小差异，在称其鲜重和干重发现，增加了200％左右。说明该菌株也可以促进其他的十字花科的植物。(图14、图15)
2.7番茄接菌后的土壤表型图和鲜重、株高。
同样在种植2周后的番茄,不仅增加了鲜重1.97倍，还增加了番茄的株高1.3倍。干重提高了2.23倍，说明该菌株对非十字花科作物也有促生效果，有效施用于果类植物。(图16、图17)
以上实验结果表明：RPA1菌株是可以溶解有机磷和无机磷的解磷菌，并且在土培实验中，能够在增加难溶性磷后，促进植物的生长，甚至在2％的低磷处理中，有明显的增加油菜、上海青、小白菜的地上部和地下部鲜重和干重，比50％的磷处理效果更佳。还能有效的提高非十字花科植物---番茄的鲜重、干重和株高。说明该菌株RPA1的促生范围广，有施用于大田的前景和良好的用途。RPA1菌株在减少化肥的施用上，高效的促进植物的生长，并且提高了作物体内的磷元素，有效的帮助植物在低磷条件下获取更多的元素含量，从而满足自身的营养需求。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (8)
1.一株芽孢杆菌菌株，其特征在于，该菌株为芽孢杆菌(Bacillus sp.)RPA1，已于2022年12月14日在中国普通微生物菌种保藏管理中心保藏，保藏编号为CGMCC NO.26202。
2.一种组合物，其特征在于，其包含权利要求1所述芽孢杆菌菌株。
3.一种制剂，其特征在于，其有效成分为权利要求1所述芽孢杆菌菌株。
4.权利要求1所述芽孢杆菌菌株、权利要求2所述组合物或权利要求3所述制剂在溶解有机磷和无机磷中的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述有机磷为卵磷脂，所述无机磷为磷酸钙。
6.权利要求1所述芽孢杆菌菌株、权利要求2所述组合物或权利要求3所述制剂在促进植物生长中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述植物包括但不限于：油菜，上海青，小白菜，番茄。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，促进植物生长包括以下部分或全部：
(A)提高植物地上部和地下部的鲜重和干重；
(B)促进植物侧根的发育；
(C)增加植物的总叶面积、总叶柄长度和株高。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311017321.8A CN116814507A (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311017321.8A CN116814507A (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116814507A true CN116814507A (zh) | 2023-09-29 |
Family
ID=88139435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311017321.8A Pending CN116814507A (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一株芽孢杆菌菌株及其在促进植物生长中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116814507A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130096879A (ko) * | 2012-02-23 | 2013-09-02 | 이기성 | 불용성염 가용화 활성이 있는 신규 균주 바실러스 아리압하타이 엘케이에스28 |
| CN107236690A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-10 | 重庆师范大学 | 短小芽孢杆菌rp01及其应用 |
| US20210068401A1 (en) * | 2018-01-03 | 2021-03-11 | Monsanto Technology Llc | Bacillus isolates and uses thereof |
| CN112625941A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-04-09 | 江苏省中国科学院植物研究所 | 一株强解磷的巨大芽孢杆菌及其应用 |
-
2023
- 2023-08-14 CN CN202311017321.8A patent/CN116814507A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130096879A (ko) * | 2012-02-23 | 2013-09-02 | 이기성 | 불용성염 가용화 활성이 있는 신규 균주 바실러스 아리압하타이 엘케이에스28 |
| CN107236690A (zh) * | 2017-06-26 | 2017-10-10 | 重庆师范大学 | 短小芽孢杆菌rp01及其应用 |
| US20210068401A1 (en) * | 2018-01-03 | 2021-03-11 | Monsanto Technology Llc | Bacillus isolates and uses thereof |
| CN112625941A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-04-09 | 江苏省中国科学院植物研究所 | 一株强解磷的巨大芽孢杆菌及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| AGNIESZKA SAEID ET AL.: "Phosphorus Solubilization by Bacillus Species", MOLECULES, vol. 23, pages 1 - 18 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Arzanesh et al. | Wheat (Triticum aestivum L.) growth enhancement by Azospirillum sp. under drought stress | |
| RU2628411C2 (ru) | Микробные инокулянты и содержащие их композиции удобрений | |
| Suman et al. | Improving sugarcane growth and nutrient uptake by inoculating Gluconacetobacter diazotrophicus | |
| US8252720B2 (en) | Use of Gluconacetobacter with reduced use of nitrogen fertilizer to improve beet crop production | |
| EA009126B1 (ru) | Микроорганизмы для обработки почвы и способ их получения | |
| KR20110102787A (ko) | 식물생장 촉진 활성을 갖는 신균주 바실러스 아리아바타이 ｌｓ9 및 이의 용도 | |
| KR101200235B1 (ko) | 신균주 로도박터 스페로이데스 ｄａａ２ 및 이의 용도 | |
| US20120192605A1 (en) | Fertilizer composition and method | |
| CN111670769B (zh) | 一种提高水稻抗逆性的方法 | |
| CN115612638B (zh) | 一株罗氏假单胞菌oor2-11菌株及其应用 | |
| CN112679280A (zh) | 一种高效生防促生人参复合微生物菌肥制备方法 | |
| KR101922428B1 (ko) | 쌈채류의 생육촉진 및 쌈채류의 내고온성, 내건성을 갖도록 하는 신규 미생물 바실러스 토요넨시스 sb19, 이를 포함하는 미생물 제제 및 이를 포함하는 생물비료 | |
| CN110892805B (zh) | 一种提高玉米种子萌发耐盐性生物刺激素的应用 | |
| Etesami et al. | Effect of superior IAA producing rhizobia on N, P, K uptake by wheat grown under greenhouse condition | |
| CN108795797B (zh) | 一株玉米根系内生阴沟肠杆菌及其应用 | |
| KR20180114794A (ko) | 식물의 비생물적 스트레스 저항성을 증진시키는 바실러스 아리아바타이 균주 및 이의 용도 | |
| CN112251384B (zh) | 一种具有解磷能力的中华根瘤菌属菌株及其应用 | |
| Alizadeh et al. | The effect of plant growth promoting rhizobacteria in saline condition | |
| Rigi et al. | Improved drought tolerance in Festuca ovina L. using plant growth promoting bacteria | |
| US11674118B2 (en) | PGPR compositions and methods for improved cultivation of tomato and potato species | |
| CN111057723B (zh) | 一种种子生物刺激素sb-mgw6的制备及应用方法 | |
| CN110713953B (zh) | 一种具有解磷特性的中间根瘤菌属菌株及其应用 | |
| US20190208789A1 (en) | Compositions and methods for enhancing plant growth | |
| KR20170109188A (ko) | 규산 또는 이의 염 및 미생물이 처리된 식물 종자 및 이의 용도 | |
| CN112358992B (zh) | 一种高效复合微生物肥及其在农业生产中的应用 |
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 |