[發(fā)明專利]一種玉米根際促生菌YM4及其應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410761445.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN104630087A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜瑛;吳越;汪強(qiáng);韓燕來;王祎;李培培;李慧;王慧榮;杜錚;楊先明;李晨陽;侯占領(lǐng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;A01N63/00;A01P21/00;C12R1/07
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 聶孟民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)微生物，特別是一種玉米根際促生菌YM4及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

砂質(zhì)潮土通透性強(qiáng)，通氣良好，好氣性微生物活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，可以促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解，有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化加快。且土壤疏松，易耕作。土壤毛管作用強(qiáng)，水分運(yùn)行快，有“夜潮”現(xiàn)象。適耕期也長(zhǎng)，易立苗；但養(yǎng)分含量低，保肥性能差，作物后期易脫肥早衰。目前，該土已大部分作耕地利用，其利用率達(dá)92.3%，一年兩熟，一般年畝產(chǎn)糧600kg左右。今后針對(duì)性的改良措施：因土種植，合理施用化肥，實(shí)行配方施肥；多途徑增施有機(jī)肥；實(shí)行農(nóng)田林網(wǎng)化，在保證糧食生產(chǎn)穩(wěn)步上升的前提下，發(fā)展山藥、西瓜等經(jīng)濟(jì)作物?。

根際促生菌(Plant?Growth?Promoting?Bacteria，簡(jiǎn)稱PGPB)被界定為在一定條件下有利于植物生長(zhǎng)的自由生活在土壤、根際、根表、葉際的細(xì)菌。這些細(xì)菌能夠固氮、溶磷、溶鐵，并產(chǎn)生植物激素，如生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素和乙烯。此外，它們還能提高植物的抗逆性，包括干旱、高鹽、重金屬毒害和農(nóng)藥。因此從潮土中分離得到根際促生菌，和作物形成共生體系，利用生物修復(fù)改善潮土，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，但至今未見有玉米根際促生菌的公開報(bào)導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種玉米根際促生菌YM4及其應(yīng)用，也就是說，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種根際促生菌，另一個(gè)目的是提供該根際促生菌的應(yīng)用，可有效解決將難溶性含鉀硅酸鹽轉(zhuǎn)化為可溶性鉀鹽，解有機(jī)磷，提高肥料的利用率，促進(jìn)玉米的生長(zhǎng)和提高產(chǎn)量的問題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，玉米根際促生菌為玉米根際促生菌YM4，分類命名為短小芽孢桿菌(Bacillus?pumilus)，2014年10月31日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏號(hào)為CGMCC?No.9898，保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)。

玉米根際促生菌YM4（CGMCC?No.9898）菌落小，乳白色，不透明，表面粗糙，邊緣粗糙，不規(guī)則桿狀排列，產(chǎn)芽孢。

玉米根際促生菌YM4的生理生化特性是：革蘭氏陽性，兼性厭氧，化能異養(yǎng)，接觸酶陽性，M.R試驗(yàn)陰性，VP試驗(yàn)陽性，淀粉水解陽性，明膠水解陽性，硝酸鹽還原陽性，檸檬酸鹽利用陰性。

玉米根際促生菌YM4培養(yǎng)時(shí)使用的主要氮源包括但不限于蛋白胨、酵母粉、丙氨酸、硝酸鉀、硝酸銨、硫酸銨、尿素；使用的主要碳源包括但不限于葡萄糖、蔗糖、果糖、木糖、甘露醇、乳糖、麥芽糖；使用的無機(jī)組分包括但不限于氯化鉀、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鉀、磷酸三鈣、二水氯化鈣、七水合硫酸鎂、七水和硫酸亞鐵。YM4發(fā)酵可在28~32℃，pH5~9的環(huán)境下進(jìn)行。

所述的保藏號(hào)為CGMCC?No.9898的玉米根際促生菌YM4在促進(jìn)玉米生長(zhǎng)中的應(yīng)用；

所述的保藏號(hào)為CGMCC?No.9898的玉米根際促生菌YM4在植物栽培或種植中的應(yīng)用；

所述的植物優(yōu)選玉米。

所述根際促生菌YM4能高產(chǎn)吲哚乙酸并能利用難溶性含鉀硅酸鹽為鉀源進(jìn)行生長(zhǎng)，同時(shí)具有解難溶性無機(jī)磷鹽、有機(jī)磷能力。

本發(fā)明所述的根際促生菌YM4分泌吲哚乙酸（IAA）的能力強(qiáng)，達(dá)37.18mg·L^-1。吲哚乙酸是植物激素的一種，能夠促進(jìn)根的發(fā)育。產(chǎn)吲哚乙酸的菌種，往往附著在植物根系或葉表面，利用植物代謝產(chǎn)生分泌物的同時(shí)產(chǎn)生IAA和少量GA₃等植物激素來影響植物的生理過程和形態(tài)變化。表現(xiàn)為直接促進(jìn)根的伸長(zhǎng)，從而增大了與土壤中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的接觸的機(jī)會(huì)；可提高植物體內(nèi)源IAA的含量；誘導(dǎo)植物防衛(wèi)基因的表達(dá)，提高植物體抗病，抗旱等抗逆性。作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，所述根際促生菌的發(fā)酵在pH8~9下進(jìn)行，該環(huán)境下產(chǎn)IAA量最高。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)化，所述根際促生菌YM4采用的碳源為蔗糖，采用的氮源為酵母粉或谷氨酸或兩者的組合。利用上述碳源和氮源制得的培養(yǎng)基，培育出的根際促生菌產(chǎn)IAA的量最高。

本發(fā)明所述的根際促生菌YM4以難溶性含鉀硅酸鹽為鉀源，以難溶性無機(jī)磷鹽、有機(jī)磷為磷源進(jìn)行生長(zhǎng)，并將其轉(zhuǎn)化為可溶性鉀鹽、磷鹽。在實(shí)驗(yàn)室搖瓶條件下，所述根際促生菌YM4對(duì)鉀長(zhǎng)石粉的轉(zhuǎn)化量達(dá)到17.40mg·L^-1，對(duì)磷酸三鈣的轉(zhuǎn)化量達(dá)到128.90?mg·L^-1，對(duì)有機(jī)磷轉(zhuǎn)化量達(dá)到0.65?mg·L^-1。說明YM4菌對(duì)鉀長(zhǎng)石粉、磷酸三鈣，有機(jī)磷具有溶解作用，能以此為鉀源、磷源進(jìn)行生長(zhǎng)，并將其轉(zhuǎn)化為可溶性鹽。