TWI464260B - 新穎的紫色非硫光合細菌及其應用與篩選方法 - Google Patents

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新穎的紫色非硫光合細菌及其應用與篩選方法
本發明係有關於一種新穎的紫色非硫光合菌分離株,尤指一種自臺灣農田土壤中分離之Rhodopseudomonas palustris菌株,其具有可促進植物生長之功效。
近年來由於化學農藥與化學肥料過度使用,不僅對於自然資源如土壤、水源造成重大的衝擊,更導致消費者對於食品安全產生疑慮。為使有限之資源得以永續利用,並兼顧自然環境保護與生態平衡,各國莫不致力於開發環境保全型之永續性農耕體系,投入有效循環利用作物養分之研究,以期減少化學合成物質之使用,達到生產自然安全農產品的目標。
隨著農業生物科技的蓬勃發展,利用有益微生物來改善土壤及農作物生長的事例越來越普遍,進而衍生出生物肥料(Biofertilizer)的概念(Vessey,2003)。生物肥料或稱微生物肥料是經由自然環境中選拔培養出具有活性的微生物體或休眠孢子,如細菌(含放線菌類)、真菌及藻類及其代謝產物等所製成的特定製劑。將其施用在種子、幼苗或土壤,可增進土壤營養狀況或改良土壤之理化、生物性質,協助植物吸收營養,補充土壤中有益微生物數量,甚至可以增加植物抗病及抗旱等能力,因而增加作物產量及品質(Bashan,1998;Vessey,2003;楊秋忠,2005)。臺灣目前在市面上所流通的的生物肥料依其 功能可分為固氮菌(楊秋忠,2005)、溶磷菌(包括真菌、放線菌及細菌類)(楊秋忠,沈佛亭,2008)、堆肥用微生物肥料(賴朝明et al.,2008)、溶矽菌、菌根菌、促進作物生長之根圈微生物、分解菌、鐵物質生產菌、有機聚合物生產菌、複合微生物肥料等(張裕釧以及吳美貌,2005)。國內以有機栽培農園或是種植高經濟作物(蓮霧、高接梨、葡萄等)之農家的接受度與使用率最高。
光合細菌又稱為光營養細菌,是具有原始光能合成體系的原核生物,在自然界的分布相當廣闊,舉凡水田、河川、海岸土等含水環境皆存在此菌屬(Hiraishi & Kitamura,1984;Oda et al.,2002;Roper & Ladha,1995)。光合作用微生物包括紫色非硫細菌(Rhodospirillaceae)、紫色硫磺細菌(Chromatiaceae及Ectothiorhodospiraceae)、綠色硫磺細菌(Chlorobiaceae)、藍綠細菌、綠藻、紅藻等(Pfennig,1967)。光合細菌在不同的自然環境下,具有多種異養功能(固氮、脫氮、固碳、硫化物氧化等),與自然界中的氮、磷、硫循環有著密切的關係,在自然環境的自淨過程中,擔任著重要的角色(Hunter et al.,2009;Pfennig,1967)。光合細菌利用植物根的分泌物來合成多糖類、胺基酸、核酸、維生素等養分,可以直接被植物吸收。此外,其次級代謝產物亦有抑制病原菌的效果,在水稻根圈更可以有效除去硫化氫等有害物質,降低根腐病的發生(Daly & Stewart,1999;Elbadry et al.,1999;Harada et al.,2005;Higa & Wididana,1991;Higa & Parr,1994; Hirotani et al.,1991;Hunter et al.,2009;Hussain et al.,1999;Hussain et al.,2002;Lee et al.,2009;Parr & Hornick,1992;Sasikala et al.,1995)。在水產養殖上,光合細菌常被用來除去水中之硫化氫與氨氮,藉以改善養殖池的水質環境,降低魚蝦病害。由於光合細菌可生成類胡蘿蔔素等天然色素,可用來生產食品添加劑、化妝品的著色劑。此外光合細菌可合成豐富的維生素B群以及輔酶Q10等抗氧化物質,具有做為醫療保健食品的潛力。雖然光合細菌在臺灣的水產養殖以及污水處理上被廣泛應用,然而關於利用光合細菌做為土壤改良資材的研究並不多,特別是關於實用化的研究更少。其原因為施用光合細菌在農地的變數遠較施用在水產養殖場或是污水處理場來的複雜,因為需要考慮到的因素不僅是農作物的種類,還有地理氣候的影響、土壤物理化學環境的差異、慣行農業化學產品(化肥與農藥)的施用等,要達到如改良水質般立竿見影的成效實屬不易,例如於中國專利第101195841號中,其揭示一種沼澤紅假單胞菌Rhodopseudomonas palustris (Molish)van Niel菌株之分子檢測法,其中提及此光合細菌由於具有多種代謝活性,目前已被廣泛應用於水產養殖、廢水處理、農業利用以及能源開發上,以及臺灣專利第555728號亦提及Rhodopseudomonas palustris 可應用於土壤改良、與日本專利第8026871號揭示光合細菌可用於製造堆肥等,然,關於將光合細菌實用化於生物肥料中之實作,更甚有關於所能產生之功效仍不明確。
綜上所述,關於將光合細菌應用於生物肥料以促進植物生長之需求,仍需進一步地針對光合細菌進行更深入之研究,以提供可克服前述之變因的優異促進植物生長的光合菌株。
有鑑於此,為了解決前述問題,本發明人從環境中分離純化到菌株,並進行經過評估菌株安全性以及大量生產之可能性,再進行一系列生理生化機能測試。
本發明之NTUIOB-PS3菌株不僅具有(1)生物固氮(biological nitrogen fixation)、(2)C4酯解酶(esterase)、(3)C8酯解脂解酶(esterase lipase)、(4)醯胺酶(leucine arylamidase)、(5)胱胺酸胺基肽酶(Cystine arylamidase)、(6)胰蛋白酶(trypsin)、(7)磷酸水解酶(phosphatase)、(8)萘酚-AS-BI-磷酸水解酶(Naphthol-AS-BI-phosphohydrolase)的活性、(9)產生植物生長激素-吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)等至少9種功能,對於蔬菜或是水稻的生長已證實具有顯著的促進生長功效,亦可提高氮肥的利用效率,達到合理化施肥的目的。
本發明提供一種紫色非硫光合細菌,其命名為沼澤紅假單胞菌Rhodopseudomonas palustris NTUIOB-PS3,其寄存編號為BCRC910564。
該光合細菌較佳為分離自土壤,特別是臺灣農田土壤。
該光合細菌較佳為接種於土壤中以促進植物生長。
該光合細菌較佳為添加於生物肥料中以促進植物生長。
該光合細菌較佳為具有下列活性之至少之一:生物固氮、C4酯解酶、C8酯解脂解酶、醯胺酶、胱胺酸胺基肽酶、胰蛋白酶、磷酸水解酶、萘酚-AS-BI-磷酸水解酶、產生植物生長激素-吲哚-3-乙酸。
該光合細菌較佳為以甘油、L-阿拉伯糖、D-核糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-果糖、L-山梨糖、苦杏仁苷、栗糖苷、柳苷、阿米酮、D-松二糖、D-來蘇糖、D-塔格糖、D-阿拉伯糖醇或5-酮基葡萄糖酸鉀作為碳源利用。
本發明亦提供一種光合細菌用於生物肥料之用途,其係將如前述之光合細菌接種於土壤中或添加於生物肥料中,以促進植物生長。
本發明亦提供一種篩選光合細菌之方法,其包含下列步驟:取一預分離之土壤樣本,裝填入土壤管柱中;將裝填該土壤樣本之管柱置於光照下一段時間,使光合細菌分離於該管柱中,並形成有色之菌斑;以及取該管柱中具紅色菌斑處之液體或菌斑,進行氣相交換並培養,以獲得如前述之光合細菌。
該土壤管柱較佳為係溫諾格列斯基土壤管柱。
該液體或菌斑較佳地以99%之氮氣與1%之氧氣進行氣相交換。
該液體或菌斑較佳地以礦物鹽類培養基或培養液進行數次之純化培養以獲得純菌之光合細菌。
藉由上述紫色非硫光合細菌,可以達到以下之優點及功效:
1.本發明之紫色非硫光合細菌,其係可應用於生物肥料中,對於蔬菜或是水稻的生長已證實具有顯著的促進生長功效。
2.本發明之紫色非硫光合細菌亦可提高氮肥的利用效率,達到合理化施肥的目的。使用本發明之紫色非硫光合細菌針對不同作物進行多次植物生長試驗,確認此菌株確實具有優異的促進植物生長的潛力,可用來開發具改良土壤環境、促進肥效、提高作物產量及增強抗逆境性等功能的微生物製劑。
以下參考實施例及申請專利範圍而揭述依照本發明之例示具體實施例。在此所揭述的例示具體實施例係作為本發明的更進一步詳盡說明。該等實施例僅作為較佳實施例說明,而非作為任何形式上之限制,且各種修改、調整或變化因所揭示而對熟悉該技術領域之人士為顯而易知。應了解,所有此種依據本發明之教示且經此教示而改進此技術的修改、調整或變化均視為在本發明之範圍與精髓內。
光合細菌分離篩選
將臺灣大學實驗田土壤樣本約200g裝填入500ml容量的溫諾格列斯基土壤管柱(Winogradsky Column)中,加入纖維素粉末與少許硫酸鈣,沿著管壁緩慢加入400 mL的無菌水至土面以上,並以保鮮膜蓋住管口。將 管柱置於30℃至35℃下且有光照(約2000 lux)的溫室進行培養。由於受到管柱中氧氣及硫化氫含量的影響,光合細菌會在距土壤表面5至10公分深度的管壁表層形成紅色的菌斑。取1g含紅色區塊的土壤放入到50 mL之離心管中,加入30 mL之二次水混合均勻。從中取出10 μl的土壤懸濁液並加入至具有990 μL礦物鹽類培養基的亨蓋特(Hungate)螺旋試管中,並進行氣相交換(99%之氮氣,1%之氧氣)。在30℃之照光條件(約2000 lux)下培養直到培養液呈現紅色為止。之後直接以四區劃線於礦物鹽類平板培養基,或是先接種於礦物鹽類培養液中,培養基及培養液成分如下方表1所示。
之後再經數次同前述方法之純化培養,即可分離得到12株純菌的光合細菌。
接著對前述12株光合細菌進行潛力菌株之篩選,利用植物盆栽試驗,經過3至4週後測量植株鮮重、乾重等農藝性狀,作為判斷該菌株是否具有促進植物生長之功效的依據,再從該等菌株中挑選潛力菌株進行進一步地分析與實驗。
菌體生長形態分析
請參見圖1A,其為本發明之NTUIOB-PS3於液態培養基下之態樣,本發明之NTUIOB-PS3的菌體呈短桿狀,菌體長約1μm。請參見圖1B,在有氧培養條件下之NTUIOB-PS3的菌落為米白色,表面光滑。請參見圖1C,在厭氣培養條件下,即採用紫色非硫細菌培養基(PNSB培養基)培養,NTUIOB-PS3之菌落則呈現鮮紅色,其中紫色非硫細菌培養基之配製方法為:1g之氯化銨(NH4 Cl)、1g之磷酸氫二鉀(K2 HPO4 )、0.5g之氯化鈉(NaCl)、0.2g之硫酸鎂(MgSO4 )、0.01g之硫酸亞鐵(FeSO4 )、0.02g之氯化鈣(CaCl2 )、0.002g之氯化錳(MnCl2 )、0.001g之鉬酸鈉(Na2 MoO4 )、0.5g之酵母菌萃取液(yeast extract)、5g之蘋果酸(malate)以及1000ml之去離子水(ddH2 O)。
以16S rRNA分子鑑定法分析本發明之NTUIOB-PS3菌株
以16S rRNA基因定序鑑定本發明之菌株的基因型分類,其係利用微生物染色體DNA分離套組(Geneaid DNA Mini KIT,購自旭基科技股份有限公司)進行DNA萃取,以大腸桿菌(Escherichia coli )之次單元(small-subunit,SSU)rRNA基因之高度保留序列設計細菌專一性引子,以正向引子27F(5’-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’)及反向引子1492R(5’-ACCTTGTTACGACTT-3’)進行聚合酵素鏈鎖反應(Polymerase Chain Reaction,PCR)增幅。反應條件為: 94℃,5分鐘;94℃,30秒;60℃,30秒;72℃,30秒,25個循環;72℃,5分鐘。PCR產物經純化後進行定序。定序結果與NCBI序列資料庫進行菌株身份比對,其序列與紫色非硫光合菌Rhodopseudomonas palustris 有極高的相似度,其相似度為99%,將其命名為紫色非硫光合菌NTUIOB-PS3(Rhodopseudomonas palustris NTUIOB-PS3)。本發明之NTUIOB-PS3菌株之16S rDNA序列已送存至美國國家生技資訊中心基因資料庫(NCBI Genbank),登錄號碼(accession number)為AB689796。本發明之NTUIOB-PS3菌株亦寄存於財團法人食品工業發展研究所生物資源保存及研究中心(臺灣,新竹),寄存編號為BCRC910564。
NTUIOB-PS3菌株之系統樹
經演化分析後,確認本發明之NTUIOB-PS3菌株屬於紅假單細胞屬光合紅菌(Rhodopseudomonas ),其序列相似度與Rhodopseudomonas palustris 最高,約為99.0%,而同屬的其他菌種的相似度明顯較低。如圖2所示,其為本發明之NTUIOB-PS3菌株以近磷法所構築的樹狀圖,分支以顯示數字代表1000次隨機分析後仍歸於同一群叢之百分比例。
NTUIOB-PS3之生化性質分析
本發明之具體實施例為將紫色非硫光合細菌NTUIOB-PS3(Rhodopseudomonas palustris NTUIOB-PS3)先行培養於液體培養基中,利用所製備之菌劑將其接種至作物根圈土壤中,直接做為作物之微生物肥料之功效。
1.以API 50CH分析NTUIOB-PS3之碳源利用能力
以API 50CH套組(購自生物梅里埃公司,bioMerieux)測定本發明之NTUIOB-PS3之碳源利用能力。分析結果如下方表2所示。
2.以API-ZYM套組測定NTUIOB-PS3之生理性質
利用API-ZYM套組(購自生物梅里埃公司,bioMerieux)測試本發明之NTUIOB-PS3的酵素專一活性。分析得知NTUIOB-PS3具有下列活性:C4酯解酶(esterase)、C8酯解脂解酶(esterase lipase)、醯胺酶(leucine arylamidase)、胱胺酸胺基肽酶(Cystine arylamidase)、胰蛋白酶(trypsin)、磷酸水解酶(phosphatase)、萘酚-AS-BI-磷酸水解酶(Naphthol-AS-BI-phosphohydrolase)。
3.以乙炔還原法測定NTUIOB-PS3之固氮活性
將本發明菌株接種至裝有固氮培養液(L2 medium)之試管,並做氣體交換(將密閉試管內的空氣換成87%氮氣,10%乙炔與3%氧氣的氣體組成)。經一定培養時間後,以Gas-tight syringe從試管內抽取一定量氣體,根據乙炔還原法原理利用具有FID檢出器的氣相層析儀(Gas Chromatography)測定菌株在游離狀態下的固氮活性。經測定本發明之NTUIOB-PS3可達到167.5 nmol C2 H4 h-1 OD600-1 ml-1 ,實驗結果請參見表3。
4.吲哚乙酸(Indole-3-acetic acid;IAA)的產生:
測定本發明之NTUIOB-PS3生成IAA的能力係參考比色IAA分析(Colorimetric IAA assay(的方法(Gordon & Weber,1951)。在培養基添加生成IAA的前驅物質L-色胺酸(L-tryptophan),經數天培養後取適量菌液,離心後將上清液加到范德-薩爾科夫斯基試劑(Van Urk-Salkowski reagent)中後,放置於暗室,30分鐘後觀察是否有呈色反應。接著,再以分光光度計測量OD530的吸光值,根據標準曲線計算IAA的生成量。NTUIOB-PS3的IAA的生成活性為138.7 μM OD600-1 實驗結果請參見表3。
測量NTUIOB-PS3促進植物生長之活性
小白菜盆栽試驗:本盆栽試驗之作物係採用丸葉小白菜進行。土壤採用赤玉土(Akadama),其屬於火山灰堆積成的褐色顆粒泥土。商業化學肥料係採用花公主2號(購自興農股份有限公司,產品編號:肥製(複)字第 0093062號),其成分包含14%之全氮,內含銨態氮14%、15%之檸檬酸溶性磷酐,內含水溶性磷酐13.5%。所使用之土壤的處理為:[1]對照組(0%),未施用任何處理、[2]半量化肥(50%之化學肥料)、[3]全量化肥(100%之化學肥料)、[4]半量化肥接種本發明之NTUIOB-PS3。依照作物施肥手冊推薦量做為全量化肥之施用量,其為100%之化學肥料的施用量為0.1g/盆,50%之化學肥料的施用量為0.05g/盆,每一盆之土量為300g。盆栽試驗採隨機取樣設計。每一處理組為10次重覆。種植30天後收穫採取地上部稱量鮮重,並經80℃烘乾後稱其乾重,以鄧肯多變域測驗法(Duncan’s multiple range test)統計是否有顯著差異(P<0.05),結果如圖3A、3B以及3C所示。
水稻盆栽試驗:本盆栽試驗之作物採用台梗9號水稻進行。土壤為黏壤土(clay loam),經滅菌後,將土壤裝入塑膠盆(28 cm深度×22.3 cm頂部直徑×20 cm底部直徑)。所使用之土壤的處理為:[1]對照組(0%),未施用任何處理、[2]半量化肥(50%之化學肥料)、[3]全量化肥(100%之化學肥料)、[4]半量化肥接種本發明之NTUIOB-PS3。依照作物施肥手冊推薦量做為全量化肥之施用量,其詳細內容如前述小白菜盆栽試驗所揭示。盆栽試驗採逢機取樣設計。盆栽試驗採逢機取樣設計,每盆種植4株進行單一處理,每處理3重覆。每週間測量株高,以鄧肯多變域測驗法統計是否有顯著差異(P<0.05),結果如圖4所示。
實施例
本發明人進一步地選擇中國專利第101195841號中之Rhodopseudomonas palustris(Molish)van Niel菌株(以下稱為BCRC16408),以及其他兩株同樣分離自臺灣農田土壤的Rhodopseudomonas palustris NTUIOB-YSC3和NTUIOB-YSC4與本發明之NTUIOB-PS3進行一連串之分析與比較。
以16S rRNA分子鑑定法分析
將NTUIOB-PS3、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408等菌株之16S rDNA基因序列經過NCBI資料庫比對並經由軟體計算,繪製出前述菌株以及相關之Rhodopseudomonas palustris菌株之親緣關係樹狀圖。請參見圖5所示,由系統樹可知NTUIOB-PS3與NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408等菌株有相當接近的親緣關係,彼此間的相似度皆大於99.7%。NTUIOB-PS3與其他相關之Rhodopseudomonas palustris菌株的相似度則介於97.3~98.4%之間。
生化性質分析
請參見表3,其為NTUIOB-PS3、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408之生理生化活性比較。由表4之實驗結果可證明在最適生長條件或是可利用之碳源種類等多種生化分析結果中,本發明之NTUIOB-PS3與NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408有所差異。
可溶性蛋白質圖譜分析
請參見圖6A,其係NTUIOB-PS3、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408之全細胞蛋白質聚丙烯醯胺膠體電泳(SDS-PAGE)圖譜暨蛋白質條帶分群分析結果。利用影像分析軟體標示各菌株的蛋白質條帶,並根據各菌株間條帶分布,計算其相似度而予以分群。於SDS-PAGE電泳圖中可發現NTUIOB-PS3在分子量100至180 KDa之間有一道清楚的蛋白質條帶(標記處),而NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4或是BCRC16408則無該蛋白質條帶。條帶分群的結果請參見圖6B所示,其顯示NTUIOB-PS3之可溶性蛋白質圖譜與BCRC16408較為相似,而與NTUIOB-YSC3以及NTUIOB-YSC4屬於不同群組。
促進植物生長活性之比較:NTUIOB-PS3、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408
小白菜盆栽試驗:如前述小白菜盆栽試驗,本盆栽試驗之作物亦係採用丸葉小白菜進行。土壤採用赤玉土,以及商業化學肥料係採用花公主2號(購自興農股份有限公司,產品編號:肥製(複)字第0093062號)。所使用之土壤的處理為:[1]對照組(0%),未施用任何處理、[2]半量化肥(50%之化學肥料)、[3]全量化肥(100%之化學肥料)、[4]半量化肥接種本發明之NTUIOB-PS3、[5]半量化肥接種TUIOB-YSC3、[6]半量化肥接種NTUIOB-YSC4以及[7]半量化肥接種BCRC16408。依照作物施肥手冊推薦量做為全量化肥之施用量配製50%以及100%之化學 肥料。盆栽試驗採隨機取樣設計。每一處理組為10次重覆。種植30天後收穫採取地上部稱量鮮重,並經80℃烘乾後稱其乾重,以鄧肯多變域測驗法(Duncan’s multiple range test)統計是否有顯著差異(P<0.05)。
請參見圖7A以及圖7B所示,在半量化肥條件下添加了本發明之NTUIOB-PS3液體菌肥後(50%+NTUIOB-PS3),不論是植株的鮮重或是乾重皆明顯高於單獨施用半量化肥的處理組(50%之化學肥料),更可達到與全量化肥處理組(100%之化學肥料)同等的肥效。進一步參見圖7C所示,可以發現施用50%之化學肥料+NTUIOB-YSC3、50%之化學肥料+NTUIOB-YSC4以及50%之化學肥料+BCRC16408菌肥的處理組則無法達到與本發明之NTUIOB-PS3同樣顯著的促進作物生長功效,尤其與NTUIOB-PS3在親源關係上最為相近之BCRC16408,其促進小白菜之生長能力明顯較本發明之NTUIOB-PS3為差。
圖1A係本發明之紫色非硫光合菌NTUIOB-PS3(Rhodopseudomonas palustris NTUIOB-PS3)於液態培養基下的態樣。
圖1B係於有氧培養條件下之本發明之紫色非硫光合菌NTUIOB-PS3菌落。
圖1C係於厭氧培養條件下之本發明之紫色非硫光合菌NTUIOB-PS3菌落。
圖2係本發明之紫色非硫光合菌NTUIOB-PS3與其他相似菌株之16S rRNA基因序列進行多序列比對後,所繪製之親源演化樹狀圖。
圖3A、3B以及3C係本發明之紫色非硫光合細菌NTUIOB-PS3與商業化學肥料(0%、50%以及100%)用於促進小白菜之生長的測試結果。
圖4係本發明之紫色非硫光合細菌NTUIOB-PS3與商業化學肥料(0%、50%以及100%)用於促進水稻之生長的測試結果。
圖5係本發明之NTUIOB-PS3、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408基因序列進行多序列比對後,所繪製之親源演化樹狀圖。
圖6A係NTUIOB-PS3、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408之可溶性蛋白質電泳圖譜。
圖6B係NTUIOB-PS3、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408之蛋白質圖譜,E.coli係作為分群之依據的外群(outgroup)。
圖7A、7B以及7C係本發明之紫色非硫光合細菌NTUIOB-PS3與、NTUIOB-YSC3、NTUIOB-YSC4以及BCRC16408用於促進小白菜之生長的測試結果。
<110> 國立臺灣大學
<120> 新穎的紫色非硫光合細菌及其應用與篩選方法
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<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> 大腸桿菌(Escherichia coli)
<400> 1
<210> 2
<211> 15
<212> DNA
<213> 大腸桿菌(Escherichia coli)
<400> 2

Claims (10)

  1. 一種紫色非硫光合細菌,其命名為沼澤紅假單胞菌NTUIOB-PS3(Rhodopseudomonas palustris NTUIOB-PS3),其寄存編號為BCRC910564。
  2. 如申請專利範圍第1項之光合細菌,其中該光合細菌係分離自臺灣農田土壤。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之光合細菌,其中該光合細菌係接種於土壤中或添加於生物肥料中以促進植物生長。
  4. 如申請專利範圍第3項之光合細菌,其中該光合細菌具有下列活性之至少之一:生物固氮、C4酯解酶、C8酯解脂解酶、醯胺酶、胱胺酸胺基肽酶、胰蛋白酶、磷酸水解酶、萘酚-AS-BI-磷酸水解酶、產生植物生長激素-吲哚-3-乙酸。
  5. 如申請專利範圍第3項之光合細菌,其中該光合細菌係以甘油、L-阿拉伯糖、D-核糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-果糖、L-山梨糖、苦杏仁苷、栗糖苷、柳苷、阿米酮、D-松二糖、D-來蘇糖、D-塔格糖、D-阿拉伯糖醇或5-酮基葡萄糖酸鉀作為碳源利用。
  6. 一種光合細菌用於生物肥料之用途,其係將如申請專利範圍第1至5項中任一項之光合細菌接種於土壤中或添加於生物肥料中,以促進植物生長。
  7. 一種如申請專利範圍第1至5項中任一項之光合細菌之篩選方法,其包含下列步驟: 取一預分離之土壤樣本,裝填入土壤管柱中;將裝填該土壤樣本之管柱置於光照下一段時間,使光合細菌分離於該管柱中,並形成有色之菌斑;以及取該管柱中具紅色菌斑處之液體或菌斑,進行氣相交換並培養而獲得光合細菌。
  8. 如申請專利範圍第7項之篩選光合細菌之方法,其中該土壤管柱係溫諾格列斯基土壤管柱(Winogradsky Column)。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之篩選光合細菌之方法,其中該液體或菌斑係以99%之氮氣與1%之氧氣進行氣相交換。
  10. 如申請專利範圍第9項之篩選光合細菌之方法,其中該液體或菌斑係以礦物鹽類培養基或培養液進行數次之純化培養以獲得純菌之光合細菌。
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