CN117821341B - 一种白黄链霉菌菌剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种白黄链霉菌菌剂及其应用，白黄链霉菌菌剂包含：保藏编号为CCTCC NO.M20231644的白黄链霉菌、无花果提取物和可溶性淀粉。所述的白黄链霉菌菌剂可用在改善土壤理化性状、提高土壤酶活性、防治作物病害、提高植物根系脯氨酸含量和根系活力。本发明将无花果提取物和可溶性淀粉与白黄链霉菌制剂混合施用，利用无花果提取物的抑菌作用、抗氧化等作用，可溶性淀粉的抗氧化性、稳定性和营养强化性，可以提高菌剂对病害的防治效果，提高菌剂的抑菌活性，同时花果提取物和可溶性淀粉对白黄链霉菌还有一定的保护作用，可降低白黄链霉菌的储藏损失率，对延长白黄链霉菌菌剂的货架期具有深远的意义。

Description

一种白黄链霉菌菌剂及其应用

技术领域

本发明属于生物防治技术领域，具体的说，涉及一种白黄链霉菌菌剂及其应用。

背景技术

随着农业产业结构调整和种植制度变革，节约化种植发展迅猛，但随之而来的作物病害也日益突出，严重影响产业的持续健康发展。特别是作物根茎类病害在田间一旦发生，将面临大面积绝收，给农户造成无法挽回的损失。

目前现代农业种植体系中，由于过度依赖化肥和化学农药，以及采用单一作物连作的生产模式，长期高量肥施用和不平衡施肥造成土壤污染和其他养分元素的不均衡，部分元素富营养化，致使土壤理化性质恶化，微生物群落结构失衡，最终导致土壤质量退化，作物抵抗力下降，从而导致根茎类病害爆发，特别是根腐病的爆发，例如：腹状镰孢菌(Fusarium ventricosa)导致的樱桃根腐病、褐座坚壳菌导致的柿子白纹羽根腐病和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)导致的梨根腐病和苹果根腐病。

现有技术中，对于作物根腐病的防治方法比较单一，仍然是大面积使用化学药剂，有些化学药剂的使用还可能对环境造成进一步破坏。目前并没有可持续有效，并且经济、环保的防控作物根腐病的方法。

此外，虽然现有技术已经报道了采用微生物菌剂对根腐病进行防治，但是，现有的微生物菌剂的防治效果仍然有进一步改进的空间。因此，亟待开发一种新型的、绿色、经济并且能够持续有效防控作物根腐病的产品，实现产业可持续发展的方法。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题，本发明提供了一种白黄链霉菌菌剂及其应用。该生物菌剂能有效提高对作物根茎类病害的防治效果、改善土壤理化性状和抑制土壤酸化；提高植物根系脯氨酸含量和植物根系活力；提高土壤酶活性；从而调节土壤微生态，提高植物的抗逆性。

为实现上述目的，本发明一种白黄链霉菌菌剂，所述白黄链霉菌菌剂包含：保藏编号为CCTCC NO.M20231644的白黄链霉菌、无花果提取物和可溶性淀粉。

本发明还提供上述白黄链霉菌菌剂的在改善土壤理化性状，和/或，提高土壤酶活性，和/或，提高植物根系脯氨酸含量和根系活力，和/或，防治作物病害中的应用。

本发明进一步提供一种促进作物生长和/或防治作物土传病害的方法，所述方法包括上述菌剂施用于土壤中。

本发明的有益效果：

(1)施用于土壤中时，该菌剂能够调节土壤pH，提高土壤阳离子交换量，从而抑制土壤酸化，形成利于抑制病害发生的土壤环境。

(2)本发明提供的白黄链霉菌YNK-FS0019是一株从烟草植株提取的植物根际菌，相比于现有技术中许多基因工程改造或诱导突变等方式人工培育的菌株相比，白黄链霉菌YNK-FS0019具有更好的土壤和植物根际定殖能力，更利于其在施用后持续发挥作用。

(3)本发明提供的生物菌剂能有效提高土壤酶活性，改善土壤质量，有助于作物对营养物质的吸收和利用，从而提高作物产量和质量。经过进一步研究发现，该菌剂对提高作物根系脯氨酸含量和根系活力，并能够有效解决目前对于作物生长促进效果不佳或者无法实现持续促进生长的问题。

(4)本发明提供的菌剂以无花果提取物作为主要原料，具有原料来源广、成本低、绿色环保并且制备方法简单的特点。同时，该生物制剂的生产和应用还能够促进废弃物资源化和农业生产可持续发展，有助于促进产业结构调整，对于农业总产值提高和农民增收具有积极意义。

(5)本发明的白黄链霉菌菌剂对腹状镰孢菌(Fusarium ventricosa)导致的樱桃根腐病、褐座坚壳菌导致的柿子白纹羽根腐病和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)导致的梨根腐病和苹果根腐病具有良好的防治效果。

(6)将无花果提取物和可溶性淀粉与本发明的白黄链霉菌制剂混合施用，利用无花果提取物的抑菌作用、抗氧化等作用，可溶性淀粉的抗氧化性、稳定性和营养强化性，把无花果提取物和可溶性淀粉作为菌剂中的一种成分，既可以提高菌剂对病害的防治效果，提高菌剂的抑菌活性，同时，不仅不会对白黄链霉菌制剂本身产生副作用，还对白黄链霉菌起到一定的保护作用，降低白黄链霉菌的储藏损失率，延长白黄链霉菌菌剂的货架期具有深远的意义，同时，还能有效提高对作物根腐病的防治效果、调节土壤微生态以及提高植株抗逆性。

生物保藏

本发明提供的白黄链霉菌，分类命名为Streptomyces alboflavusYNK-FS0019，已于2023年9月7日保藏于中国典型培养物保藏中心，地址为湖北省武汉市武昌区八一路299号，武汉大学，保藏编号为CCTCC NO.M20231644。

具体实施方式

除非另有说明，否则本发明中使用的材料、试剂均为市售可得。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明中，白黄链霉菌YNK-FS0019和白黄链霉菌CCTCC NO.M20231644是同一菌株，其二者意义相同，其名称(编号)可以互换使用。

本发明的白黄链霉菌YNK-FS0019已在期刊微生物学通报公开，论文主题名称为：三株酚酸降解菌的筛选与鉴定及其生物活性(https://doi.org/10.13344/j.microbiol.china.230726)。

经发明人研究发现，将白黄链霉菌YNK-FS0019与无花果提取物和可溶性淀粉制成菌剂施用于种植土壤中时，能够调节土壤pH、提高土壤阳离子交换量，改善土壤营养环境，提高土壤肥力，促进植株对土壤中营养物质的吸收，有效提高植株的抗逆性，较为持久地提高作物对根腐病(尤其是真菌造成的根腐病)等病害的抵抗力，且防治效果较好。

基于以上发现，本发明一种白黄链霉菌菌剂，所述白黄链霉菌菌剂包含：保藏编号为CCTCC NO.M20231644的白黄链霉菌(Streptomyces alboflavus)、无花果提取物和可溶性淀粉。

本发明中，对于所述白黄链霉菌菌剂的具体剂型没有特别限制，任意本领域常用的菌剂类型均可适用于本发明。例如可以为固体菌剂、液体菌剂或是半固体(浓缩)菌剂等常见的菌剂类型

优选地，所述白黄链霉菌菌剂中，白黄链霉菌的含量不低于2×10⁸-4×10⁹cfu/g(固体菌剂)或2×10⁸-4×10⁹cfu/mL(液体菌剂或浓缩菌剂)。例如可以为2×10⁸-4×10⁹cfu/g或3×10⁹-4×10⁹cfu/mL。

优选的，白黄链霉菌菌剂中所述白黄链霉菌、无花果提取物和可溶性淀粉的重量比为20:5-15:8-14，更优选为：20:10-15:12-14。

对于用作上述生物菌剂的原料(如无花果提取物和可溶性淀粉)没有特别限制，其可以是本领域任意能够用于制备生物制剂的相关产品，既可以是商购获得的相关产品，也可以是按照现有技术自行制备的相关产品。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述无花果提取物中水分含量为5-15重量％。

优选地，所述无花果提取物中，以干物质计，半乳糖含量为25-30重量％，阿拉伯糖含量为18-25重量％，蛋白质含量为5-10重量％，灰分含量为8-12重量％，粗纤维含量为10-15％。

本发明还提供上述生物菌剂在提高土壤酶活性，提高植物根系脯氨酸含量和根系活力，调节土壤pH和提高土壤阳离子交换量，防治作物病害中的应用。

根据本发明的优选实施方式，其中，所述作物病害选自苹果根腐病、樱桃根腐病、梨根腐病和柿子白纹羽根腐病中的至少一种；

本发明中，调节土壤pH是指提高植物根系土壤pH和提高植物根系土壤阳离子交换量；提高土壤酶活性是指提高根系土壤过氧化氢酶(CAT)(mg H₂O₂ g^-120min^-1)、脲酶(S-UE)(mg g^-1d^-1)，均使用试剂盒进行测定，试剂盒购自苏州格锐思生物技术有限公司，使用方法参照说明书；提高植株抗逆性是指提高植株根系脯氨酸含量和提高植株根系活力等；

本发明中，防治植物病害是指预防或减少植物病害的发生，或在病害发生后减少病害产生的损失等。

本发明进一步提供一种促进植物生长和/或防治植物病害的方法，所述方法包括将上述的白黄链霉菌菌剂施用于土壤中，施用时具体用量没有特别限制，只要能够起到促进植物生长的作用即可；

根据本发明的一种优选实施方式，所述白黄链霉菌菌剂的用量使得白黄链霉菌施用于土壤中的用量不低于2×10¹¹cfu/株/次，优选可以为2×10¹¹-5×10¹¹cfu/株/次。例如可以为2×10¹¹cfu/株/次、3×10¹¹cfu/株/次、5×10¹¹cfu/株/次、8×10¹¹cfu/株/次、1×10¹²cfu/株/次、3×10¹²cfu/株/次、5×10¹²cfu/株/次、8×10¹²cfu/株/次、9×10¹²cfu/株/次、1×10¹³cfu/株/次、2×10¹³cfu/株/次，或者也可以为上述任意两个数值的任意中间值。白黄链霉菌的用量为按照菌剂或生物制剂的施用量以及其中所含白黄链霉菌的数量计算获得，其中液体菌剂按照1g/mL进行换算。

根据本发明的一种优选实施方式，所述白黄链霉菌菌剂用于土壤中的用量可以为1.0-1.5L/株/次。

优选地，所述白黄链霉菌菌剂的施用频率可以为90天施用一次。

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本发明的优选实施例进行详细的说明，以方便技术人员理解。

实施例一白黄链霉菌YNK-FS0019的培养和白黄链霉菌菌剂的制备

包括如下步骤：

(1)将上述的白黄链霉菌在固体培养基中进行固体培养获得试管种；

(2)制备液体种子培养基，并在其中接种试管种进行液体培养制得液体种子；

(3)配制液体发酵培养基，并在其中接种液体种子进行发酵。

步骤(1)中，所述白黄链霉菌采用斜面接种的方式进行接种，所述固体培养在温度为25-30℃培养3-5d；所述固体培养基包括：酵母浸粉4-6g/L，麦芽浸粉10-15g/L,葡萄糖4-6g/L，琼脂15-20g/L，pH＝6.5-7.5。

步骤(2)中，试管种接种到液体种子培养基中，所述液体培养在温度为25-30℃、转速为180-220r/min的条件下处理3-5d；所述液体种子培养基包括：酵母浸粉4-6g/L，麦芽浸粉10-15g/L,葡萄糖4-6g/L，pH＝6.5-7.5。

该步骤中，液体种子培养基优选在120-125℃下灭菌20-30min，冷却后在100mL液体种子培养基中接入0.5-1.5cm²的试管种，并在28-30℃下在转速为180-220r/min的摇床上培养3-5d得液体种子。

步骤(3)中，液体种子在液体发酵培养基中按照体积比为0.05-0.1:1的接种量接种，并在温度为25-30℃、转速为180-220r/min的条件下处理3-5d；所述液体发酵培养基包括：酵母浸粉4-6g/L，麦芽浸粉10-15g/L，葡萄糖4-6g/L，pH＝6.5-7.5。

该步骤中，液体发酵培养基优选在120-125℃灭菌20-30min，冷却后接种液体种子，并优选在28-30℃下于转速为180-220r/min的摇床上培养3-5d制得发酵液。

上述制备步骤还包括：

(4)培养结束后采用适量新鲜ISP2培养基将获得的培养液进行稀释，获得活菌数约为2-4×10⁸cfu/mL的白黄链霉菌液体菌剂。将液体菌剂干燥处理获得干粉菌剂，活菌数约为2-4×10⁸cfu/g。

(5)取步骤(4)中的白黄链霉菌干粉菌剂(含量3×10⁸cfu/g)与无花果提取物(购自河北科隆多生物科科技有限公司)和可溶性淀粉粉末均匀混合，制得白黄链霉菌生物制剂。

实施例二

按下表1所述含量，分别取白黄链霉菌干粉菌剂(含量3×10⁸cfu/g)、无花果提取物和可溶性淀粉进行均匀混合，制得白黄链霉菌生物制剂。

表1白黄链霉菌菌剂配方

按表1所述白黄链霉菌菌剂配方配制菌剂，置于真空密封袋中常温保存。3个月后检测其中白黄链霉菌YNK-FS0019的数量。结果表明，单独的白黄链霉菌YNK-FS0019干粉剂储存3个月后的死亡率为20.7％。添加无花果提取物和可溶性淀粉后白黄链霉菌孢子死亡率最低为5.6％。表明二者对白黄链霉菌孢子具有一定的保护作用，且当白黄链霉菌，无花果提取物和可溶性淀粉重量比为20:15:14时，保护效果最好。由此说明无花果提取物和可溶性淀粉对于白黄链霉菌的活性没有显著的影响，并且还具有一定的保护作用。

实施例三本发明的白黄链霉菌菌剂在改善土壤理化性状，提高土壤酶活性，提高植物根系脯氨酸含量和根系活力以及防治作物病害中的应用。

实验设计：

选取一批初始高度基本一致的植株，除施药设置不同水平外，其它田间管理同常规生产。在春季开始试验，试验设9个处理，3次重复，共27个小区。随机排列，四周高保护行。并按照表1配方配制菌剂进行实验，分为实验组1-12，按1000g/株/次施用于植株根际(每个试验组50株)；将白黄链霉菌培养液(3×10⁸cfu/mL)，按1.0L/株/次，浇淋至植株根际(记为阳性对照，阳性对照为50株)。实验组和对照组间隔90天浇/施1次，于当年10-11月进行病害防治效果测定(表2)、并采集植株根际土壤测定土壤理化性状(表3)、测定植株根系酶活性(表4)以及测定植物根系脯氨酸含量和根系活力(表5)。其中，空白对照组：不施用白黄链霉菌菌剂。

病害调查方法：

0级：无症状

1级：根部出现少量病斑0-10％。

3级：根部出现部分病斑10-25％。

5级：根部完全侵染。

7级：植株死亡。

计算发病率和病情指数。

发病率＝发病株数/调查总株数*100

病情指数＝(∑(各级病株*该病级数)/调查总株数*最高级数)*100

作物植株根际酶活性的测定：

过氧化氢酶(CAT)(L g^-1)和脲酶(S-UE)(g kg^-1)、均使用试剂盒进行测定，试剂盒购自苏州格锐思生物技术有限公司，使用方法参照说明书。

植株根际土壤pH和阳离子交换量(CEC)含量的测定：

土壤pH值采用电位法测定，土壤阳离子交换量(cmol/kg)采用中性乙酸铵法进行测定。

植株根系脯氨酸(μg/g)含量和植物根系活力(mg/g/h)含量的测定：

均使用试剂盒进行测定，试剂盒购自苏州格锐思生物技术有限公司，使用方法参照说明书。

表2：白黄链霉菌制剂对病害田间防治效果

表3：白黄链霉菌制剂对植株根系抗逆能力的影响

表4：白黄链霉菌制剂对植株根际土壤酶活性的影响

表5白黄链霉菌制剂对作物根际土壤理化指标的影响

由上述表2的数据可知，实验组的白黄链霉菌、菌剂和生物制剂对病害的防治效果明显优于空白对照组和阳性对照组，其中以实施例实验组9的制剂效果最佳。

由上述表3的数据可知，实验组的白黄链霉菌制剂对提高植株根系抗逆能力的效果明显优于空白对照组和阳性对照组，其中以实施例实验组9的制剂效果最佳。

由上述表4的数据可知，实验组的白黄链霉菌制剂对植物根系土壤酶活性的调节明显优于空白对照组和阳性对照组，其中以实施例实验组9的制剂效果最佳。

由上述表5的数据可知，实验组的白黄链霉菌制剂对植株根际土壤酸碱度的调节效果明显优于空白对照组和阳性对照组，其中以实施例实验组9的制剂效果最佳。

本发明提出将无花果提取物与白黄链霉菌制剂混合施用，利用无花果提取物的抑菌作用、抗氧化等作用，把无花果提取物作为菌剂中的一种成分，既可以提高菌剂对病害的防治效果，提高菌剂的抑菌活性，同时，不仅不会对白黄链霉菌制剂本身产生副作用，还对白黄链霉菌起到一定的保护作用，降低白黄链霉菌的储藏损失率，延长白黄链霉菌菌剂的货架期具有深远的意义，同时，还能有效提高对病害的防治效果、提高植株抗逆性和构建健康土壤微生态具有重要意义。

最后说明的是，以上优选实施例仅用于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 (9)

1. 一种白黄链霉菌（Streptomyces alboflavus）菌剂，其特征在于：所述白黄链霉菌菌剂包含：保藏编号为CCTCC NO. M20231644的白黄链霉菌、无花果提取物和可溶性淀粉，所述无花果提取物购买自河北科隆多生物科技有限公司。

2.根据权利要求1所述的一种白黄链霉菌菌剂，其特征在于：所述白黄链霉菌、无花果提取物和可溶性淀粉的重量比为20:5-15:8-14。

3.根据权利要求1所述的一种白黄链霉菌菌剂，其特征在于：所述无花果提取物中，含水量为5-15重量%。

4.根据权利要求1所述的一种白黄链霉菌菌剂，其特征在于：所述无花果提取物中，以干物质计，半乳糖含量为25-30重量%，阿拉伯糖含量为18-25重量%，蛋白质含量为5-10重量%，灰分含量为8-12重量%，粗纤维含量为10-15%。

5.根据权利要求1所述的一种白黄链霉菌菌剂，其特征在于：所述可溶性淀粉中，有效成分含量为99%。

6.根据权利要求1所述的一种白黄链霉菌菌剂，其特征在于：所述菌剂中白黄链霉菌的含量为2×10⁸-4×10⁹cfu/g。

7.权利要求1-6任一项所述的白黄链霉菌菌剂在提高植物根系土壤pH值与提升植物根系土壤阳离子交换量，和/或，提高植物根系土壤过氧化氢酶与脲酶，和/或，提高植物根系脯氨酸含量和根系活力，和/或，防治作物病害中的应用；所述植物为苹果、樱桃、梨、柿子中的至少一种，所述作物病害为苹果根腐病、樱桃根腐病、梨根腐病、柿子白纹羽根腐病中的至少一种。

8.一种促进作物生长和/或防治作物病害的方法，其特征在于：将权利要求1-6任一项所述的白黄链霉菌菌剂施用于土壤中，所述作物为苹果、樱桃、梨、柿子中的至少一种，所述作物病害为苹果根腐病、樱桃根腐病、梨根腐病、柿子白纹羽根腐病中的至少一种。

9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于：施用时，白黄链霉菌的总用量不低于2×10¹¹cfu/株/次，或者，所述菌剂施用于土壤中的用量为：1.0-1.5 L/株/次。