CN117070420B - 一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用 - Google Patents

一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN117070420B
CN117070420B CN202311209422.5A CN202311209422A CN117070420B CN 117070420 B CN117070420 B CN 117070420B CN 202311209422 A CN202311209422 A CN 202311209422A CN 117070420 B CN117070420 B CN 117070420B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistant
alkali
bacterial
saline
cold
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
CN202311209422.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117070420A (zh
Inventor
吴书凤
张鑫鹏
车欣宇
黄德龙
魏浩
金晶
刘瑞林
邓祖科
刘兵
孙红玲
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.)
BEIJING CENTURY AMMS BIOTECHNOLOGY CO LTD
Beijing Century Amms Biological Engineering Co ltd
Original Assignee
BEIJING CENTURY AMMS BIOTECHNOLOGY CO LTD
Beijing Century Amms Biological Engineering Co ltd
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 BEIJING CENTURY AMMS BIOTECHNOLOGY CO LTD, Beijing Century Amms Biological Engineering Co ltd filed Critical BEIJING CENTURY AMMS BIOTECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN202311209422.5A priority Critical patent/CN117070420B/zh
Publication of CN117070420A publication Critical patent/CN117070420A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117070420B publication Critical patent/CN117070420B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, 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
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION 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
    • A01N63/00—Biocides, 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
    • A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P21/00—Plant growth regulators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C05F11/08—Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/14—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing organic compounds only
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, 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
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/04—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier entrapped within the carrier, e.g. gel or hollow fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
    • C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
    • C12N11/10—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a carbohydrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2101/00—Agricultural use
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2109/00—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE pH regulation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/13—Brevibacterium

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及微生物应用技术领域，尤其涉及一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用。本发明的抗盐碱耐寒短杆菌HT‑10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.25172，保藏日期为2022年6月23日。本发明涉及的抗盐碱耐寒短杆菌HT‑10从新疆觉伦图尔根村的土壤中分离获得，具有强耐复合盐碱胁迫性，对土壤有良好的修复作用，从而促进植物和作物的出苗率进一步提高植物的生长和作物产量和品质，为解决盐碱地问题提供了一种可行的生物学解决方案。

Description

一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用
技术领域
本发明涉及微生物应用技术领域，尤其涉及一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用。
背景技术
抗盐碱耐寒短杆菌是一种在盐碱环境中具有耐受和适应能力的细菌，属于短杆菌科，是一类广泛存在于自然界的微生物。这种菌株的出色特点是其对高盐和碱性条件的耐受性以及对低温环境的适应性，抗盐碱耐寒短杆菌拥有高度的耐受性，可以生存和繁殖于高盐碱度的土壤和水体中。抗盐碱耐寒短杆菌在盐碱地生态系统修复中具有重要的应用潜力，它通过多种机制参与降解和转化盐碱土壤中的有害离子，如钠离子和碳酸盐；这种菌株还能够分解有机物质，提供植物生长所需的养分。同时，抗盐碱耐寒短杆菌还具有生物防治的能力，可以抑制土壤中一些盐碱环境中常见的植物病原菌和有害微生物的生长。通过与植物根系的共生作用，它能够帮助植物在恶劣的盐碱环境中生存和生长，提高作物的抗盐碱能力。它在盐碱地生态系统修复和作物抗盐碱能力的提升方面具有潜在的应用价值。通过与植物共生、促进养分转化和抑制植物病原菌的生长，这种菌株能够改善土壤质量，提高作物的产量和品质，为解决盐碱地问题提供了一种可行的生物学解决方案。
中国专利公开号：CN113373094B公开了耐寒短杆菌SDB5及其在促进植物生长中的应用，该发明涉及的根部内生细菌耐寒短杆菌SDB5从陕北抗逆性非常强的天然沙地柏根部中成功分离获得，具有耐盐碱且促进植物生长的作用。耐寒短杆菌SDB5耐盐碱性能高且能够显著促进植物生长，使植物根系发达，新生侧根明显增多，并且具有解钾作用，从而为微生物法改良盐碱地且促进植物生长和提高土壤速效钾技术奠定了基础。但该发明涉及的根部内生细菌耐寒短杆菌SDB5关于其抗复合盐碱胁迫能力的相关研究或者结果尚未明确，且未对其保存方式进行探究以解决微生物在保存过程中易失活的问题。
发明内容
为此，本发明提供一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用，用以克服现有技术中抗盐碱杆菌的耐复合盐碱性不强，且易失活的问题。
为实现上述目的，一方面，本发明提供一种抗盐碱耐寒短杆菌，该耐寒短杆菌属于耐寒短杆菌属，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CGMCCNO.25172，命名为HT-10。
第二方面，本发明提供一种包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌液或菌粉；
其中，所述菌液包括包含抗盐碱耐寒短杆菌的原始HT-10菌液、包含抗盐碱耐寒短杆菌的高菌数浓缩菌液和包含抗盐碱耐寒短杆菌的菌悬液；
所述菌粉包括干燥菌粉；
所述菌悬液包括原始HT-10菌液离心得到的菌泥和甘油。
进一步地，菌液或菌粉的工业化生产过程中采用的发酵培养基的主要成分为1%葡萄糖、2%玉米粉、2%黄豆饼粉、1%酵母浸膏材料、0.05%磷酸二氢钾、0.05%碳酸钙、2-10g/L的硫酸锌和0.02%水杨酸。
第三方面，本发明提供一种抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的在耐盐碱复合胁迫、促进小麦生长和提高小麦产量方面的应用。
第四方面，本发明提供一种抗盐碱耐寒短杆菌微胶囊，所述微胶囊包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌悬液。
进一步地，微胶囊的制备步骤包括：
步骤S1，制备所述抗盐碱耐寒短杆菌悬液，将原始HT-10菌液离心得到的菌泥与甘油均匀混合以制备所述抗盐碱耐寒短杆菌悬液；
步骤S2，制备抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液：
步骤S21，将海藻酸钠溶解于去离子水中通过加热溶解至液相均匀以得到海藻酸钠溶液；
步骤S22，在所述海藻酸钠溶液中加入所述菌悬液，搅拌至均匀后静止，获得抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液；
步骤S3，制备5%的CaCl2溶液并将其置于磁力搅拌器上的容器中；
步骤S4，用液滴形成装置吸取所述抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液，并将胶状液滴挤入所述CaCl2溶液以使所述胶状液滴与所述CaCl2溶液旋转交联以使形成的微胶囊的表皮膜固化；
步骤S5，过滤所述微胶囊后采用去离子水清洗3遍以得到抗盐碱耐寒短杆菌的微胶囊。
第五方面，本发明提供一种土壤修复菌剂，所述土壤修复菌剂包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌液或菌粉。
进一步地，上述土壤修复菌剂为微胶囊菌剂；
所述微胶囊菌剂包括固定化抗盐碱耐寒短杆菌；
所述固定化耐寒短杆菌通过海藻酸钠-氯化钙体系固定得到。
进一步地，土壤修复菌剂包括腐殖酸菌剂、氨基酸菌剂、中量元素菌剂以及海藻酸菌剂；
其中，腐殖酸菌剂采用菌粉包膜腐殖酸颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的腐殖酸菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到腐殖酸液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的腐殖酸菌剂液体；
氨基酸菌剂采用菌粉包膜氨基酸颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的氨基酸菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到氨基酸液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的氨基酸菌剂液体；
中量元素菌剂采用菌粉包膜硝酸铵钙颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的中量元素菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到硝酸铵钙液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的中量元素菌剂液体；
海藻酸菌剂采用高菌数浓缩菌液添加到酶解海藻液中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的海藻酸菌剂液体。
第六方面，本发明提供一种抗盐碱耐寒肥料，所述抗盐碱耐寒肥料包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10，和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌液或菌粉，和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的微胶囊。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明提供的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.25172的一种抗盐碱耐寒短杆菌具有耐盐碱复合胁迫、促进作物生长和提高作物产量的功能。
进一步地，本发明提供一种抗盐碱耐寒短杆菌微胶囊延长抗盐碱耐寒短杆菌的保存期。
进一步地，本发明提供一种土壤修复菌剂适用于盐碱地，且提高土壤的保水性。
进一步地，本发明提供的土壤修复微胶囊菌剂降低土壤EC值，这意味着可溶性离子的浓度降低，从而有效减少了土壤中盐碱度的含量，为农作物和植物提供了更适宜的土壤环境，促进了其正常生长和发展。
进一步地，本发明提供的土壤修复微胶囊菌剂降低了盐碱地土壤的pH值，有效调节土壤酸碱度，使其逐渐恢复到适宜作物生长的范围，为作物提供了更加理想的生长环境，使得作物的根系能够更好地吸收土壤中的养分，增强了其生长能力和抗逆性。
进一步地，本发明提供的土壤修复微胶囊菌剂使土壤中微生物多样性有小幅度增加；这意味着使用该微胶囊菌剂可以促进土壤中微生物群落的增长和丰富度。微生物在土壤生态系统中起着重要的作用，它们参与了有机物分解、养分转化和生物地球化学循环等关键过程：通过增加土壤中的微生物多样性，可以促进这些生态功能的发挥，提高土壤质量和健康度；另外，增加微生物多样性还有助于提高土壤的抵抗力和恢复能力，减少了病害和有害微生物的影响。
进一步地，本发明提供包含抗盐碱耐寒短杆菌和/或包含该菌菌悬液的土壤修复微胶囊菌剂不仅可以改善土壤生态环境，还可以提升土壤功能和增强农田的可持续性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的抗盐碱耐寒短杆菌HT-10分离纯化后的菌种形态；
图2为本发明实施例提供的抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的革兰氏染色结果。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-2所示，其分别为本发明实施例提供的抗盐碱耐寒短杆菌HT-10分离纯化后的菌种形态和本发明实施例提供的抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的革兰氏染色结果。
本发明实施例提供一种抗盐碱耐寒短杆菌，所述抗盐碱耐寒短杆菌属于耐寒短杆菌属，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CGMCCNO.25172，保藏时间为2022年6月23日，并将其命名为HT-10。
具体而言，上述抗盐碱耐寒短杆菌菌株是从新疆觉伦图尔根村的土壤分离所得，经16srDNA测序表明，其属于耐寒短杆菌属；所述抗盐碱耐寒短杆菌为杆状，菌落呈白色，其菌落经革兰氏染色法染色后呈阳性，长约2667nm，宽约906.7nm；该菌具有耐盐碱复合胁迫、促进作物生长和提高作物产量的功能，将其命名为HT-10。
本发明实施例提供一种包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌液或菌粉；
其中，所述菌液包括包含抗盐碱耐寒短杆菌的原始HT-10菌液、包含抗盐碱耐寒短杆菌的高菌数浓缩菌液和包含抗盐碱耐寒短杆菌的菌悬液；
所述菌粉包括干燥菌粉；
所述菌悬液包括原始HT-10菌液离心得到的菌泥和甘油。
具体而言，菌液或菌粉的工业化生产过程包括菌种活化、种子液培养、发酵罐发酵、浓缩和干燥：
优选地，菌种活化包括从-80℃冰箱中取出甘油管冷冻保藏的所述抗盐碱耐寒短杆菌HT-10并在25℃温度下融化成液态菌液，取所述菌液至接种环中用以在培养皿中划线后将其倒置放于37℃恒温培养箱中培养24-48h；
其中，所述培养皿中的培养基为牛肉膏蛋白胨培养基；
优选地，种子液培养包括将1 mL菌液分别接种至装有100 mL液体培养基的锥形瓶中，并将所述锥形瓶置于37℃恒温振荡器中以180r/min的转速培养24h以使菌体浓度达到1.08×1010个/mL；
优选地，发酵罐发酵包括将经过所述种子液培养的菌液置于发酵培养基中发酵以得到原始HT-10菌液。
其中，发酵罐发酵的条件包括培养基、温度、转速、发酵时间、初始pH值、接菌量和装液量；
优选地，培养基的成分为：1%葡萄糖、2%玉米粉、2%黄豆饼粉、1%酵母浸膏材料、0.05%磷酸二氢钾、0.05%碳酸钙、2-10g/L的硫酸锌和0.02%水杨酸；温度为30℃；转速为180r/min；发酵时间为26 h；初始pH值为5.5～6.5；接菌量为3%；装液量为50mL/250mL。
可以理解的是，在经上述工业化生产过程制备的原始抗盐碱耐寒短杆菌HT-10菌液中有效活菌数达可达(3～4)×109个/mL，满足工业规模化生产的要求。
具体而言，浓缩包括将原始HT-10菌液通过陶瓷膜工艺浓缩形成高菌数浓缩菌液；优选地，将原始菌液在进膜压0.2-0.3MPa的条件下通过0.2微米的陶瓷膜，以将原始菌液浓缩4-5倍，浓缩后形成的高菌数浓缩菌液中含HT-10有效活菌数(1.2～2)×1010个/mL。
具体而言，干燥包括将高菌数浓缩液通过喷雾干燥法干燥以形成干燥菌粉；优选地，浓缩菌液在进风温度、进样速度和雾化压力分别为100℃、780mL/h和0.1MPa条件下进行干燥喷雾后得到的干燥菌粉中HT-10有效活菌量数可达（8～10）×1010个/mL。
本发明实施例提供一种抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的在耐盐碱复合胁迫、促进小麦生长和提高小麦产量方面的应用。
本发明实施例提供一种抗盐碱耐寒短杆菌微胶囊，所述微胶囊包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌悬液。
具体而言，抗盐碱耐寒短杆菌微胶囊的制备步骤包括：
步骤S1，制备抗盐碱耐寒短杆菌悬液，包括将原始菌液在8000rpm转速下离心15分钟得到菌泥，和，将菌泥用30%的甘油调匀后获得一定浓度的菌悬液；
步骤S2，制备抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液；
步骤S21，将3g海藻酸钠溶解于90mL去离子水中通过加热溶解至液相均匀以得到海藻酸钠溶液；
步骤S22，在海藻酸钠溶液中加入10mL菌悬液，搅拌10分钟至均匀后静止10分钟，获得抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液。
步骤S3，制备600mL的5%的CaCl2溶液并将其置于磁力搅拌器上的容器中，所述磁力搅拌器的转速为180r/min，所述CaCl2溶液的体积应为所述容器的三分之二；
步骤S4，用液滴形成装置吸取抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液，并将胶状液滴挤入所述CaCl2溶液以使其与所述CaCl2溶液旋转交联4h以使形成的微胶囊的表皮膜固化；
步骤S5，过滤所述微胶囊后采用去离子水清洗3遍以得到抗盐碱耐寒短杆菌的微胶囊。
具体而言，本发明实施例所述抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的微胶囊在常温下保存。
可以理解的是，海藻酸钠是一种由褐藻等海藻中提取出来的天然高分子聚合物，分子量一般在10000至500000之间，其化学结构为多糖结构，由α-L-岩藻糖醛酸、β-D-岩藻糖醛酸、甘露糖和半乳糖等单糖单元构成。海藻酸钠具有良好的水溶性、高黏度和负电性等特点，能够作为多种生物分子的载体或基质，或作为生物材料的主要组成成分。
具体而言，钙离子交联是指通过钙离子与负电性基团之间的静电作用，使具有负电性基团的高分子聚合物形成交联网络结构的作用。海藻酸钠能够与钙离子发生交联反应，形成具有结构稳定性和生物相容性的海藻酸-钙凝胶。通常，钙离子交联海藻酸钠反应的体系中，海藻酸钠和钙盐的质量比为10:1至50:1。
具体而言，本实施例在步骤S4中使用的液滴形成装置可采用喷头花洒，分别通过所述喷头花洒的孔径和孔数以控制所述微胶囊的直径和单位小时的产量，还通过控制所述液滴形成装置的取液速度控制所述胶状液滴的出液速度以控制所述微胶囊的形成速度和其表皮膜固化效果。
优选地，所述喷头花洒孔向喷头盘面外延伸5cm，花洒的孔数为100孔，花洒的孔径为0.8cm。
具体而言，在上述步骤S5中，采用60目的筛网过滤所述微胶囊。
具体而言，喷头花洒将抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液滴挤出以后，在空气中重力和摩擦力作用下，下降高度越大形成的微胶囊球会更圆；液滴成球滴入烧杯中的钙溶液中会迅速成膜形成凝胶球。
本发明实施例提供一种土壤修复菌剂，所述土壤修复菌剂包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌液或菌粉。
具体而言，上述土壤修复菌剂为微胶囊菌剂；
所述微胶囊菌剂包括固定化抗盐碱耐寒短杆菌；
所述固定化耐寒短杆菌通过海藻酸钠-氯化钙体系固定得到。
具体而言，土壤修复菌剂包括腐殖酸菌剂、氨基酸菌剂、中量元素菌剂以及海藻酸菌剂；
其中，腐殖酸菌剂、氨基酸菌剂和中量元素菌剂均可以由干燥菌粉和高菌数浓缩菌液制备，海藻酸菌剂可以由高菌数浓缩菌液制备：
其中，腐殖酸菌剂采用菌粉包膜腐殖酸颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的腐殖酸菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到腐殖酸液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的腐殖酸菌剂液体；
氨基酸菌剂采用菌粉包膜氨基酸颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的氨基酸菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到氨基酸液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的氨基酸菌剂液体；
中量元素菌剂采用菌粉包膜硝酸铵钙颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的中量元素菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到硝酸铵钙液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的中量元素菌剂液体；
海藻酸菌剂采用高菌数浓缩菌液添加到酶解海藻液中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的海藻酸菌剂液体。
本发明实施例还提供一种抗盐碱耐寒肥料，所述抗盐碱耐寒肥料包含抗盐碱耐寒短杆菌HT-10，和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的菌液或菌粉，和/或抗盐碱耐寒短杆菌HT-10的微胶囊。
具体而言，抗盐碱耐寒肥料包括含菌复合肥、含菌大量元素水溶肥和含菌有机肥，上述肥料均可以用干燥菌粉制备：
其中，含菌复合肥：用干燥菌粉包膜养分含量为38%-45%的复合肥颗粒，形成有效HT-10菌数为(0.2～5)×108个/克的复合肥菌剂颗粒。
含菌大量元素水溶肥：用菌粉掺混到养分含量为50%以上的大量元素肥中，形成有效HT-10菌数为(1～50)×108个/克的大量元素菌剂粉剂。
含菌有机肥：用菌粉包膜有机肥颗粒，形成有效HT-10菌数为(0.2～10)×108个/克的含菌有机肥颗粒，或，用菌粉掺混有机肥粉剂，形成有效HT-10菌数为(2～10)×108个/克的有机肥粉剂。
实施例
本实施例收集了目前市场上存在的竞品耐盐碱菌株：枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌，对上述两竞品耐盐碱菌株和HT-10菌株分别在高盐、强碱和盐碱复合环境下进行耐受性对比验证，所有菌数的单位均为亿个/mL。对比结果如下，表1为耐盐性的对比验证结果，表2为耐碱性的对比验证结果，表3为耐复合盐碱性的对比验证。
表1 耐盐性的对比验证结果
表2 耐碱性的对比验证结果
对比菌株 pH=7 pH=8 pH=9 pH=10 pH=11
枯草芽孢杆菌 22 18.7 14.3 12.1 6.6
地衣芽孢杆菌 25 21.25 17.2 13.7 7.5
HT-10 20 22 22 21 20
表3 耐复合盐碱性的对比验证
参见表1可知，三种杆菌的数量均随培养基盐浓度上升而下降，在盐浓度较低（5%和10%浓度）的培养基中三种杆菌的有效活菌数相差不大，但是对比不含盐的培养基中有效活菌数量能发现，在低浓度盐环境中HT-10菌的有效活菌的存活率最高；在12.5%浓度的盐环境中HT-10的有效活菌数约为竞品菌株的1.7倍；而在15%盐浓度的环境下HT-10的有效活菌数增至竞品菌株的4倍；因此可以证明该HT-10菌株对盐的耐受性远强于其他竞品。
参见表2可知，随着培养基碱性的强度变化，生长在碱性培养基中的两种竞品杆菌的有效活菌数随碱性的增加而降低，HT-10菌株的有效活菌数没有变化，由此可以说明，HT-10对碱性环境的耐受性明显优于另外两种竞品杆菌，其在pH=11条件下的耐碱性远远优于其他两种菌株。
参见表3可知，两种竞品杆菌在盐碱复合环境下的生长受到了明显的抑制，而HT-10菌的生长虽然也受到了抑制，但在不太极端的环境（LB培养基的NaCl浓度为5%，pH=10）下能维持75%的有效活菌数，且在极端复合盐碱环境（LB培养基的NaCl浓度为10%，pH=11）下HT-10仍然能够存活，说明HT-10菌有非常强的耐复合盐碱性。
实施例
本实施例将抗盐碱耐寒短杆菌微胶囊颗粒与原始HT-10菌液对比，探究制成微胶囊的保存方式与延长抗盐碱耐寒短杆菌的保质期之间的联系。
表4 HT-10菌液和HT-10微胶囊在相同时间内的剩余有效活菌数
实验处理 初始菌数（亿个/克） 30天后菌数（亿个/克） 60天后菌数（亿个/克） 90天后菌数（亿个/克） 180天后菌数（亿个/克） 360天后菌数（亿个/克）
HT-10菌液 120 102 91 80 77 72
菌液菌数下降百分比 15% 24% 33% 35% 40%
HT-10微胶囊 85 81 79 78 78 77
微胶囊菌数下降百分比 5% 7% 8% 8% 10%
参见表4可知，无论何种保存方式保存HT-10菌，都会随时间使部分菌失活，但将其制备成微胶囊能大大延迟了HT-10的失活时间，即制备成微胶囊来保存HT-10菌能够延长该抗盐碱耐寒短杆菌HT-10活菌的保质期30%以上。
实施例
本实施例通过对比常规施肥、常规施肥复合2kg枯草菌粉、常规施肥复合2kg地衣菌粉和常规施肥复合2kgHT-10菌粉的田间效果，以探究HT-10菌株对土壤和农作物的作用。
其中，小麦品种：SN04-28；
土壤理化性质：盐碱土的pH8.73，盐碱度2.72‰；
试验设置：小麦行距22cm，各小区面积为（6.67m×3m）20m2，采用裂区试验设计重复3次，各处理间留1.5m的隔离带；
常规施肥：600 kg/hm2复合肥（N∶P∶K为18∶18∶8），和335kg/hm2追肥为含氮量46.2%的尿素。
表5 不同肥料对农作物的影响
参见表5所示，盐碱度差异对小麦产量的影响表现在产量要素方面，盐碱土壤显著降低小麦的穗数、穗粒数和千粒重，微生物菌剂的使用可以有效改变产量影响因素，其中HT-10相较于其他两种抗盐碱菌种表现出更加突出的优势：HT-10对小麦的出苗率、成穗率的改善相对于另外两种竞品杆菌更加显著，使其在增加小麦产量方面有更加优异的表现，施用HT-10的农作物产量比施用另外两种杆菌的农作物出苗率提升了8%，产量提高了25%以上。
因此，HT-10在发酵过程中代谢丰富的促生物质，促进种子发芽，提高在盐碱胁迫下种子的发芽率。
表6 不同肥料对土壤的影响
土壤水溶性盐是土壤的一个重要属性，EC值侧面反映出土壤中可溶性离子的浓度，降低土壤中可溶性离子浓度可以减少其对植物/农作物的胁迫，也进一步反映出土壤的盐碱状态；盐碱地土壤多表现为pH较高，pH高会严重影响作物的生长环境，限制作物养分的吸收；生物多样性指数是土壤微生态系统的一个重要参考指标，土壤容重及生物多样性指数对土壤肥力判断有着重要的参考性。
参见表6所示，使用这三种杆菌都可以降低土壤的EC值、pH值和土壤容重，但施用HT-10菌的土壤中EC值降低最为明显，对土壤的pH值调节作用也最大。同时，施用HT-10菌会使土壤的保水率明显增加，可以改善土壤水分状况，进一步促进植物生长，并提高土壤肥力和农田可持续性。因此，施用HT-10的盐碱地土壤通过降低其EC值、pH值和容重，以及提高其保水率和生物多样性减轻了土壤中的盐碱胁迫、改善了土壤质量，为农作物/植物的生长提供了良好的生长环境，进一步促进农作物或植物的正常生长和发育，提高产量和品质，有助于解决盐碱地土壤的问题，提升农田的可持续性和农业生产的稳定性。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种抗盐碱耐寒短杆菌(Brevibacterium frigoritolerans)，其特征在于，所述抗盐碱耐寒短杆菌属于耐寒短杆菌属，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.25172，命名为HT-10。
2.一种包含权利要求1所述的抗盐碱耐寒短杆菌的菌液或菌粉；
其中，所述菌液选自包含抗盐碱耐寒短杆菌的原始HT-10菌液、包含抗盐碱耐寒短杆菌的高菌数浓缩菌液和包含抗盐碱耐寒短杆菌的菌悬液；
所述菌粉包括干燥菌粉；
所述菌悬液包括原始HT-10菌液离心得到的菌泥和甘油。
3.一种权利要求1所述的抗盐碱耐寒短杆菌在耐盐碱复合胁迫、促进小麦生长和提高小麦产量方面的应用。
4.一种抗盐碱耐寒短杆菌微胶囊，其特征在于，所述微胶囊包含权利要求1所述的抗盐碱耐寒短杆菌和/或权利要求2所述的菌液或菌粉。
5.一种土壤修复菌剂，其特征在于，所述土壤修复菌剂包含权利要求1所述的抗盐碱耐寒短杆菌和/或权利要求2所述的菌液或菌粉和/或权利要求4所述的微胶囊。
6.根据权利要求5所述的土壤修复菌剂，其特征在于，所述土壤修复菌剂为微胶囊菌剂；
所述微胶囊菌剂包括固定化抗盐碱耐寒短杆菌；
所述固定化耐寒短杆菌通过海藻酸钠-氯化钙体系固定得到。
7.根据权利要求5所述的土壤修复菌剂，其特征在于，所述土壤修复菌剂选自腐殖酸菌剂、氨基酸菌剂、中量元素菌剂以及海藻酸菌剂；
其中，腐殖酸菌剂采用菌粉包膜腐殖酸颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的腐殖酸菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到腐殖酸液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的腐殖酸菌剂液体；
氨基酸菌剂采用菌粉包膜氨基酸颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的氨基酸菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到氨基酸液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的氨基酸菌剂液体；
中量元素菌剂采用菌粉包膜硝酸铵钙颗粒以形成菌体浓度(1～10)×108个/克的中量元素菌剂颗粒，或，将高菌数浓缩菌液添加到硝酸铵钙液体中以形成菌体浓度(1～10)×108个/mL的中量元素菌剂液体；
海藻酸菌剂采用高菌数浓缩菌液添加到酶解海藻液中以形成菌体浓度(1-10)×108个/mL的海藻酸菌剂液体。
8.一种抗盐碱耐寒肥料，其特征在于，所述抗盐碱耐寒肥料包含权利要求1所述的抗盐碱耐寒短杆菌，和/或权利要求2所述的菌悬液或菌粉，和/或权利要求4所述的微胶囊。
9.根据权利要求4所述的抗盐碱耐寒短杆菌微胶囊，其特征在于，所述微胶囊的制备步骤包括：
步骤S1，制备所述抗盐碱耐寒短杆菌悬液，将原始HT-10菌液离心得到的菌泥与甘油均匀混合以制备所述抗盐碱耐寒短杆菌悬液；
步骤S2，制备抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液：
步骤S21，将海藻酸钠溶解于去离子水中通过加热溶解至液相均匀以得到海藻酸钠溶液；
步骤S22，在所述海藻酸钠溶液中加入所述菌悬液，搅拌至均匀后静止，获得抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液；
步骤S3，制备5%的CaCl2溶液并将其置于磁力搅拌器上的容器中；
步骤S4，用液滴形成装置吸取所述抗盐碱耐寒短杆菌-海藻酸钠胶状液，并将胶状液滴挤入所述CaCl2溶液以使所述胶状液滴与所述CaCl2溶液旋转交联以使形成的微胶囊的表皮膜固化；
步骤S5，过滤所述微胶囊后采用去离子水清洗3遍以得到抗盐碱耐寒短杆菌的微胶囊。
CN202311209422.5A 2023-09-19 2023-09-19 一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用 Active CN117070420B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311209422.5A CN117070420B (zh) 2023-09-19 2023-09-19 一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311209422.5A CN117070420B (zh) 2023-09-19 2023-09-19 一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117070420A CN117070420A (zh) 2023-11-17
CN117070420B true CN117070420B (zh) 2024-04-16

Family

ID=88711676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311209422.5A Active CN117070420B (zh) 2023-09-19 2023-09-19 一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117070420B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005287395A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Ritsumeikan 魚類分解性能を有する微生物及びそれを用いる魚類分解処理方法ならびにその分解物を含む植物生長促進・改良剤
CN103849581A (zh) * 2013-12-27 2014-06-11 四川大学 一种花椒内生短杆菌及其筛选纯化方法和用途
CN103952348A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 烟台地元生物科技有限公司 耐寒短杆菌及微生物菌剂和它们的应用
WO2017127535A1 (en) * 2016-01-19 2017-07-27 Bioconsortia, Inc. Agriculturally beneficial microbes, microbial compositions, and consortia
CN113373094A (zh) * 2021-07-16 2021-09-10 榆林市中泰农业科技有限公司 耐寒短杆菌sdb5及其在促进植物生长中的应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005287395A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Ritsumeikan 魚類分解性能を有する微生物及びそれを用いる魚類分解処理方法ならびにその分解物を含む植物生長促進・改良剤
CN103849581A (zh) * 2013-12-27 2014-06-11 四川大学 一种花椒内生短杆菌及其筛选纯化方法和用途
CN103952348A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 烟台地元生物科技有限公司 耐寒短杆菌及微生物菌剂和它们的应用
WO2017127535A1 (en) * 2016-01-19 2017-07-27 Bioconsortia, Inc. Agriculturally beneficial microbes, microbial compositions, and consortia
CN113373094A (zh) * 2021-07-16 2021-09-10 榆林市中泰农业科技有限公司 耐寒短杆菌sdb5及其在促进植物生长中的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Biological Inoculant of Salt-Tolerant Bacteria for Plant Growth Stimulation under Different Saline Soil Conditions;Wang R等;《J Microbiol Biotechnol》;20210328;参见全文 *
沙地柏根际促生耐寒短杆菌SDB5的分离和功能鉴定;王建武等;《西北农业学报》;20220917;参见全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117070420A (zh) 2023-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101239846B (zh) 一种包埋固定化微生物肥料及其制备方法
CN104276882A (zh) 一种含聚谷氨酸、解磷菌和解钾菌的组合型肥料增效剂及其制备方法和应用
CN110423166A (zh) 一种盐碱地改良的水稻专用微生物肥料
CN110668896A (zh) 一种利用玉米淀粉厂活性污泥制备有机肥的方法
CN114686387B (zh) 一株黏着剑菌及其在制备微生物肥料中的应用
CN107628894A (zh) 提高土壤肥力的复合生物菌剂及其制备方法和应用
CN110577437A (zh) 一种液态海藻微生物菌肥及其制备方法
CN104651267A (zh) 一种具有发酵产碱功能的微生物菌及其应用的有机肥料
CN106348887A (zh) 海藻复合分级发酵制备氨基酸液体水溶肥的方法
CN116621648B (zh) 一种包含复配菌种的生物质有机缓释肥料及制备方法
CN113233937A (zh) 一种生物有机肥颗粒包膜剂及其制备方法
CN115386380A (zh) 一种盐碱化土壤改良生态修复剂及其制备方法
CN112811952A (zh) 一种有利于土壤微生物生长的肥料及其制备方法
CN117070420B (zh) 一种抗盐碱耐寒短杆菌及其应用
CN109797120B (zh) 一种去除土壤中硝酸盐的微生态制剂的制备方法及其应用
CN116694526A (zh) 一种促进生根的复合微生物菌剂及其制备方法
CN115010538B (zh) 一种双组份复合微生物保水控温缓释肥料及其制备方法和应用
CN115594549A (zh) 改良盐碱地土壤耕层结构的微生物有机肥及其制备方法
CN113604394B (zh) 一种枯草芽孢杆菌水分散粒剂及制备方法与应用
CN113265254B (zh) 一种含有微生物的微胶囊型土壤改良剂及其制备方法和应用
CN113475533A (zh) 一种含聚谷氨酸的农用微生物菌剂、制备方法及其应用
CN113698244A (zh) 聚-γ-谷氨酸作为肥料增效剂在农作物中的应用
CN106348884A (zh) 含有巨大芽孢杆菌和腐植酸的液体水溶肥的生产方法
CN106348867A (zh) 海藻复合分级发酵制备中量元素液体水溶肥的方法
CN111548800A (zh) 一种用于盐碱地改良的微生物菌剂及其制备方法

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