[發明專利]一株高效固氮短芽孢桿菌及其用途

無效

• 申請號: 200810226194.1
• 申請日: 2008-11-17
• 公開（公告）號: CN101402932A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 孫建光
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C05F11/08;C12R1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體地涉及一株高效固氮短芽孢桿菌。

背景技術

氮素是農作物最重要的大量營養元素，氮肥是農業生產中最重要的生產資料之一。生產化學氮肥消耗大量能源，占生產總成本的70％～80％。近年來能源日趨緊張，我國化肥生產用煤價格飚升導致化學氮肥價格上漲，農民難以承受，反響強烈。此外，化學氮肥在提高作物產量、保障我國糧食安全方面發揮了巨大作用，但是不合理施氮已經形成了嚴重的面源污染，造成一系列的嚴重危害，如太湖藍藻事件令人觸目驚心。城市地下水硝酸鹽污染已經對飲用水安全造成了威脅。

大氣中含有78％的氮素，但其存在形式是分子態氮氣，動植物不能直接利用，自然界只有某些原核微生物具有直接利用大氣中氮氣的能力，將其還原成氨，這就是生物固氮作用。根據固氮微生物與植物的關系，生物固氮可以分為共生固氮、聯合固氮和自生固氮三種類型。共生固氮包括①根瘤菌與豆科植物共生，②弗蘭克氏菌與非豆科植物喬木或灌木共生，③藍細菌與真菌、苔蘚、蕨類植物共生。聯合固氮是指某些固氮微生物定居于根圈、根表，甚至進入根內，獲得植物分泌物作營養，同時可以固定空氣中的氮素供自己和植物利用，并分泌生長激素，促進植物生長。聯合固氮體系中，植物與微生物的結合程度弱于共生固氮，不形成專門的固氮結構。自生固氮則是固氮微生物獨立于植物，自行將空氣中的氮轉化成氨，供自身營養。在這三大固氮體系中，能為大豆、花生等豆類作物提供氮素營養的是根瘤菌與豆科植物共生固氮體系，而要為水稻、玉米、小麥、棉花、蔬菜、果樹等非豆科作物提供氮素營養則要發掘聯合固氮和自生固氮微生物的潛能。

選用高效固氮微生物菌種工廠化生產制成菌劑，或進一步與其它富含植物營養的物料復合加工成生物制品，應用于農業生產，可以提供作物氮素營養，改善作物根際生態環境，提高土壤生物肥力性狀，這就是通常所說的固氮微生物菌劑或固氮微生物肥料。生物氮肥具有多種優勢：①生物氮肥由可再生的生化制劑和活體微生物組成，可以再生，不存在資源枯竭問題，是可持續發展農資產品。②生物氮肥是環境友好型肥料，其生產和使用過程均不產生三廢等污染性物質，而且能改善土壤理化性質，提高土壤肥力，是生態農業農資產品。③生物氮肥生產耗能少、成本低，其成本僅為等效化學氮肥的20％～40％，可以為國家節省大量的煤炭和石油等能源戰略物資。④使用生物氮肥可以顯著降低農業生產成本，提高農產品品質，提升土壤肥力，使農民受益，促進社會和諧發展。

菌種是微生物肥料生產應用的基礎。目前，限制我國微生物肥料行業發展的瓶頸就是高效菌種的選育問題。農業生產迫切需求適用農作物范圍廣、田間競爭性強、固氮效能高、抗逆性強、貨架期長的微生物肥料生產用菌種。本發明是從全國各地廣泛采集土壤樣品，經過層層選拔最終選育出了高效固氮菌GD296，該菌株固氮酶活性高，土壤競爭適應能力強，接種效果好，在固氮微生物菌劑和生物有機肥生產中具有廣闊的應用前景。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一株高效固氮短芽孢桿菌，本發明的又一目的是公開該細菌的應用。

(二)技術方案

本發明所述的短芽孢桿菌(Brevibacillus?sp.)，該菌株已于2008年11月17日被保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，簡稱CGMCC，保藏編號為CGMCC?No.2745。

該高效固氮菌(GD296菌)經形態、生理生化特征分析和16s?rDNA基因序列同源性分析，鑒定為變型細菌α亞群類芽孢桿菌科短芽孢桿菌屬(Brevibacillus?sp.)。GD296菌最適生長溫度為28℃，最適生長pH為7～8。

該菌能在作物根際高效固氮，可應用于生產固氮微生物菌劑和生物有機肥。

(三)有益效果

本發明所述的固氮短芽孢桿菌(Brevibacillus?sp.)CGMCC?No.2745。該菌的固氮酶活性高達4.68nmol/mg·h，接種小白菜后植株鮮重增加313％，干重增加409％，全氮含量增加631％，增產效果顯著，接種效果明顯好于施用化學氮肥和接種圓褐固氮菌ACCC11103的試驗處理。該菌在生產固氮微生物菌劑和生物有機肥上具有很好的生產應用前景。

本發明所述的短芽孢桿菌(Brevibacillus?sp.)，該菌株已于2008年11月17日被保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，簡稱CGMCC，保藏編號為CGMCC?No.2745。

附圖說明