CN117965399A - 粪产碱菌及其在促进植物生长、提高植物抗逆境胁迫性能中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了粪产碱菌及其在促进植物生长、提高植物抗逆境胁迫性能中的应用。本发明从马铃薯根部的样品中分离内生菌，最终筛选出了一种能够高效促进植物生长的菌株ZB‑76，经分子生物学结合形态学鉴定菌株ZB‑76为粪产碱菌，其微生物保藏编号是CGMCC No.29003。经试验证明该菌株ZB‑76能够对小麦或燕麦的生长起到明显的促进作用，在干旱或盐碱胁迫下也能够显著促进小麦或燕麦的生长，因此在提高植物抗逆境胁迫性能等方面也具有应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及从植物中分离的内生菌，尤其涉及从马铃薯根部分离的粪产碱菌（Alcaligenesfaecalis）及其在促进植物生长、提高抗逆境胁迫性能中的应用，属于粪产碱菌及其应用领域。
背景技术
促进植物生长是增加粮食产量的关键方式，但植物的生长受土地的限制和生物、非生物的影响。目前，主要通过使用化肥、杀虫剂、除草剂、种植抗逆性良好的植物来提高作物产量。但这些方法不仅不能长期使用，还会对环境造成破坏。选择抗性良好的内生菌，在保护环境的同时，还可以产生活性化合物，如：吲哚乙酸等，也可以在盐碱地、干旱地区保持生态良好的情况下促进植物的生长，从而增加作物的产量。
吲哚乙酸（indole-3-acetic acid，IAA）是一类具有生长素活性的广谱性植物生长调节剂，通过调控细胞膜电子通道和质子通道调节植物的生长。低浓度IAA促进主根伸长，高浓度IAA促进侧根形成，促进植物吸收土壤中养分的能力。
盐碱与干旱都是限制植物的生长和产量的非生物胁迫，盐碱胁迫抑制植物根和茎的生长。限制种子萌发，抑制植物器官生长，进而影响植物生长发育。干旱胁迫也会影响植物在生长发育，轻度的水分胁迫可以提高光合速率和蒸腾速率。在水分充足条件下，植物能快速生长，吸收营养物质，如果土壤含水量缺乏或含水量减少，则会不利于植物的生长，进一步降低了植物抵抗外界侵害的能力，导致植物死亡。
粪产碱菌（或粪产碱杆菌）具有许多对植物有益的生物学特性，如解磷、解钾、固氮等，从而增加植物对生物和非生物胁迫的抗性。研究发现，粪产碱菌多用于脱氮、降解、去蒽等。迄今为止，未有促进植物生长、提高植物抗逆境胁迫性能的粪产碱菌的报道。
发明内容
本发明的目的之一是提供一株粪产碱菌；
本发明的目的之二是将所述的粪产碱菌应用于促进植物生长或提高植物抗逆境胁迫性能。
为了实现上述目的，本发明所采用的主要技术方案包括：
本发明的一方面是提供了一株粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）ZB-76，其微生物保藏编号是CGMCC No.29003；其分类命名是：粪产碱菌Alcaligenes faecalis；保藏时间是：2023年11月14日；保藏单位是：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中国科学院微生物研究所。
本发明中所述的粪产碱菌的菌落及菌体形态如下：在LB培养基上培养后观察：菌落形状呈现近椭圆形，中间凸起，表面光滑，挑起具黏性，颜色呈乳白色。
本发明的另一方面是将所述的粪产碱菌ZB-76应用于促进植物生长、提高植物抗逆境胁迫性能或在逆境胁迫下促进植物生长等。
本发明一种优选的具体实施方案，将所述的粪产碱菌ZB-76应用于促进植物生长；其中，所述促进植物生长包括增加植物的株高、根长或鲜重；其中，所述鲜重是指整体植株的重量。
本发明一种优选的具体实施方案，将所述的粪产碱菌ZB-76应用于提高植物抗逆境胁迫性能；其中，所述的逆境胁迫优选为非生物胁迫，其中，所述的非生物胁迫包括：干旱胁迫或盐碱胁迫等。
本发明中所述的植物优选为农作物，更优选为燕麦或小麦。
本发明的另一方面是提供了一种微生物制剂，所述的微生物制剂中含有所述的粪产碱菌ZB-76。
本领域技术人员可按照微生物制剂的常规制备方法，将本发明提供的粪产碱菌ZB-76制备成各种常规的微生物制剂，这些均是本领域技术人员所熟知的技术手段；相应的，由粪产碱菌ZB-76制备得到的各种常规的微生物制剂均能用于促进植物生长或提高植物抗逆境胁迫性能或在逆境胁迫下促进植物生长等方面。
本发明从马铃薯根部的样品中分离内生菌，最终筛选出了一种能够高效促进植物生长的菌株ZB-76，经分子生物学结合形态学鉴定菌株ZB-76为粪产碱菌，经试验证明该菌株ZB-76能够对小麦或燕麦的生长起到明显的促进作用，在干旱或盐碱胁迫下也能够显著促进小麦或燕麦的生长，因此能够有效提高植物抗逆境胁迫性能。
附图说明
图1为粪产碱菌ZB-76在LB固体培养基上培养后的菌落及菌体形态。
图2为粪产碱菌ZB-76对燕麦盆栽促生长试验结果。
图3为粪产碱菌ZB-76对小麦盆栽促生长试验结果。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1粪产碱菌ZB-76的分离与鉴定
（1）菌株分离
采用稀释涂布法，将马铃薯根部样品清洗干净，晾干。切取根部样品1 cm 左右组织若干段，使用 75%酒精对切好的组织部分进行浸泡，时间控制在 2 min左右，取出晾干后，再用5 %次氯酸钠溶液进行浸泡，时间控制在 2min左右，取出晾干后的样品，再次使用75 %酒精浸泡 1 min，之后将其放入无菌水中冲洗 2~3 次。将取出的马铃薯组织晾干，置于灭菌研钵中研磨均匀，吸取研钵中液体 1 mL，均匀涂抹至 LB 固态培养基平板上，重复10 次，并将处理好的 LB 平板倒置保存于温度设置为 28 ℃的恒温培养箱中培养 24~48h。将筛选出的一株内生菌命名为ZB-76用 LB 培养基连续划线进行纯化，获得的菌株ZB-76用 70%甘油保存于−81 ℃超低温冰箱。
（2）菌株ZB-76的鉴定
菌株ZB-76在LB固体培养基上，25℃培养24 h后，菌落呈椭圆形，乳白色，培养数天后菌落四周有凸起，黏稠不易挑起（图1）。挑取待鉴定菌株的单菌落于1.5 mL离心管中，12000 rpm离心1 min，收集菌体。细菌DNA由购自天根生化科技有限公司的细菌基因组DNA提取试剂盒提取，详细步骤请参阅产品手册。利用16SrDNA通用引物及gyrA基因扩增引物gyrA-F和gyrA-R对菌株16S rDNA和gyrA基因片段采用常规方法进行PCR扩增。PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测合格后，送上海生工有限公司进行测序，获得序列经NCBI在线BLAST分析，结合形态学特征鉴定其为粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）。
试验例1粪产碱菌ZB-76促燕麦生长试验
（1）试验方法
将实施例1所分离的粪产碱菌ZB-76纯化好后接种于LB液体培养基中，置于150-180r/min，25℃-28℃摇床中恒温培养3d。将基质装盆待用，精选燕麦种子冲洗干净，先将种子置于培养皿上培养3d，待出芽后，将幼苗移栽到花盆中，每个花盆中移栽两株植物，表面覆土。试验组浇灌粪产碱菌ZB-76菌液10ml，对照组浇灌等体积蒸馏水，每组重复五次。待生长两周后测量植株的根长、株高、鲜重，分析粪产碱菌ZB-76对燕麦是否存在促生效果。
（2）试验结果
试验结果如表1和图2所示，经粪产碱菌ZB-76菌液浇灌后的试验组与对照组相比，经过粪产碱菌ZB-76菌液浇灌后存在明显的促生长效果，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了95%，株高增加了37%，鲜重增加了120%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对提高燕麦鲜重的效果最为显著。
表1 粪产碱菌ZB-76燕麦促生效果
试验例2粪产碱菌ZB-76促小麦生长试验
（1）试验方法
将实施例1所分离的粪产碱菌ZB-76纯化好后接种于LB液体培养基中，置于150-180r/min，25℃-28℃摇床中恒温培养3d。将基质装盆待用；精选小麦种子冲洗干净，先将种子置于培养皿上培养3d，待出芽后，将幼苗移栽到花盆中，每个花盆中移栽两株植物，表面覆土。试验组浇灌粪产碱菌ZB-76菌液10ml，对照组浇灌等体积蒸馏水，每组重复五次。待生长两周后测量植株的根长、株高、鲜重，分析粪产碱菌ZB-76对小麦是否存在促生效果。
（2）试验结果
试验结果如表2和图3所示，经粪产碱菌ZB-76菌液浇灌后的试验组与对照组相比，对于小麦具有明显的存在促生长效果，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了52%，株高增加了31%，鲜重增加了133%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对提高小麦鲜重的效果最为显著。
表2粪产碱菌ZB-76小麦促生结果
试验例3粪产碱菌ZB-76对在盐胁迫下的小麦或燕麦的促生长试验
（1）试验方法
将实施例1所分离的粪产碱菌ZB-76纯化好后接种于LB液体培养基中，置于150-180r/min，25℃-28℃摇床中恒温培养3d。将基质装盆待用，精选小麦和燕麦种子冲洗干净，先将种子置于培养皿上培养3d，待出芽后，将幼苗移栽到花盆中，每个花盆中移栽两株植物，表面覆土，对移栽好的植物，分别浇灌盐浓度为9%、10%、11%的LB液体培养基50ml，试验组在花盆中加入10ml震荡培养的粪产碱菌ZB-76菌液，对照组浇灌蒸馏水10ml，每组重复五次，连续浇灌三天。待生长两周后测量植株的根长、株高、鲜重，分析在不同盐浓度下粪产碱菌ZB-76对小麦和燕麦植株生长的影响。
（2）试验结果
试验结果如表3、4所示。根据表3和表4可见，对于燕麦植物，在9%盐浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了143%，株高增加了29%，鲜重增加了86%，其中，粪产碱菌ZB-76菌液处理对根长的效果最显著。在10%盐浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了40%，株高增加了13%，鲜重增加了31%；在11%盐浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了163%，株高增加了120%，鲜重增加了110%；其中，粪产碱菌ZB-76菌液处理对根长的效果最显著。
对于小麦植物，经粪产碱菌ZB-76菌液浇灌处理后在不同浓度的单盐胁迫下与对照组相比均有促进效果。在9%盐浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了53%，株高增加了32%，鲜重增加了68%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在10%盐浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了62%，株高增加了36%，鲜重增加了80%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在11%盐浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了56%，株高增加了56%，鲜重增加了88%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。
表3 采用粪产碱菌ZB-76处理对在盐胁迫下的燕麦促生长结果
表4 采用粪产碱菌ZB-76处理在盐胁迫下的小麦促生长结果
试验例4粪产碱菌ZB-76对在碱胁迫下的小麦或燕麦的促生长试验
（1）试验方法
将实施例1所分离的粪产碱菌ZB-76纯化好后接种于LB液体培养基中，置于150-180r/min，25℃-28℃摇床中恒温培养3d。将基质装盆待用；精选小麦和燕麦种子冲洗干净，先将种子置于培养皿上培养3d，待出芽后，将幼苗移栽到花盆中，每个花盆中移栽两株植物，表面覆土，对移栽好的植物，分别浇灌碱浓度为9%、10%、11%的LB液体培养基50ml，试验组在花盆中加入10ml震荡培养的粪产碱菌ZB-76菌液，对照组浇灌蒸馏水10ml，每组重复五次，连续浇灌三天。待生长两周后测量植株的根长、株高、鲜重，分析在不同碱浓度下粪产碱菌ZB-76对小麦和燕麦植株生长的影响。
（2）试验结果
试验结果如表5、6所示。对于燕麦植物，经粪产碱菌ZB-76菌液浇灌处理后在不同浓度的单碱胁迫下与对照组相比均有促进效果。在9%碱浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了87%，株高增加了17%，鲜重增加了104%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在10%碱浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了94%，株高增加了26%，鲜重增加了258%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在11%碱浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了101%，株高增加了67%，鲜重增加了151%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。
对于小麦植物，经粪产碱菌ZB-76菌液浇灌处理后在不同浓度的单碱胁迫下与对照组相比均有促进效果。在9%碱浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了54%，株高增加了10%，鲜重增加了73%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在10%碱浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了178%，株高增加了110%，鲜重增加了392%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在11%碱浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了105%，株高增加了53%，鲜重增加了123%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。
表5 采用粪产碱菌ZB-76处理在碱胁迫下的燕麦促生长结果
表6 采用粪产碱菌ZB-76处理在碱胁迫下的小麦促生长结果
试验例5粪产碱菌ZB-76对在干旱胁迫下小麦和燕麦的促生长试验
（1）试验方法
将实施例1所分离的粪产碱菌ZB-76纯化好后接种于LB液体培养基中，置于150-180r/min，25℃-28℃摇床中恒温培养3d。将基质装盆待用，精选小麦和燕麦种子冲洗干净，先将种子置于培养皿上培养3d，待出芽后，将幼苗移栽到花盆中，每个花盆中移栽两株植物，表面覆土，对移栽好的植物，分别浇灌PEG6000（聚乙二醇6000）浓度为10%、15%、20%的液体培养基50ml，试验组在花盆中加入10ml震荡培养的粪产碱菌ZB-76菌液，对照组浇灌蒸馏水10ml，每组重复五次，连续浇灌三天。待生长两周后测量植株的根长、株高、鲜重，分析在不同PEG6000浓度下粪产碱菌ZB-76对小麦和燕麦植株生长的影响。
（2）试验结果
试验结果如表7、表8所示。
表7 采用粪产碱菌ZB-76处理在干旱胁迫下的燕麦的促生长效果
表8 采用粪产碱菌ZB-76处理在干旱胁迫下的小麦的促生长效果
根据表7和表8的试验结果可见，对于燕麦植物，经粪产碱菌ZB-76菌液浇灌处理后在不同浓度的PEG6000胁迫下与对照组相比均有促进效果。在10%PEG6000浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了111%，株高增加了38%，鲜重增加了180%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在15%PEG6000浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了25%，株高增加了36%，鲜重增加了100%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在20%PEG6000浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了53%，株高增加了17%，鲜重增加了80%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。
对于小麦植物，经粪产碱菌ZB-76菌液浇灌处理后在不同浓度的PEG6000胁迫下与对照组相比均有促进效果。在10%PEG6000胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了21%，株高增加了14%，鲜重增加了48%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在15%PEG6000浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了42%，株高增加了37%，鲜重增加了105%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。在20%PEG6000浓度胁迫下，粪产碱菌ZB-76菌液处理比对照组根长增加了43%，株高增加了44%，鲜重增加了59%，其中粪产碱菌ZB-76菌液处理对鲜重的效果最显著。
Claims (10)
1.一株粪产碱菌（Alcaligenes faecalis）ZB-76，其特征在于，其微生物保藏编号是CGMCC No.29003。
2.含有权利要求1所述的粪产碱菌ZB-76的微生物制剂。
3.权利要求1所述的粪产碱菌ZB-76在促进植物生长中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的促进植物生长包括增加植物的株高、根长或鲜重；其中，所述鲜重是指整体植株的重量。
5.权利要求1所述的粪产碱菌ZB-76在提高植物抗逆境胁迫性能中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的逆境胁迫包括干旱胁迫或盐碱胁迫。
7.根据权利要求3或5所述的应用，其特征在于，所述的植物是农作物。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的农作物是燕麦或小麦。
9.权利要求2所述的微生物制剂在促进植物生长中的应用或者在提高植物抗逆境胁迫性能中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述的植物是燕麦或小麦。
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| CN202410375573.6A CN117965399B (zh) | 2024-03-29 | 2024-03-29 | 粪产碱菌及其在促进植物生长、提高植物抗逆境胁迫性能中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202410375573.6A CN117965399B (zh) | 2024-03-29 | 2024-03-29 | 粪产碱菌及其在促进植物生长、提高植物抗逆境胁迫性能中的应用 |
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Citations (3)
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-
2024
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Also Published As
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