[發(fā)明專利]一種紅壤旱地非共生固氮菌及其培養(yǎng)方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710902706.0
• 申請(qǐng)日: 2017-09-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107446867B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成艷紅;黃欠如;李鐘平;胡志華;武琳;黃尚書(shū);孫永明;張昆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西省紅壤研究所
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;C05F11/08;C12R1/01
• 代理公司: 13128 石家莊輕拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 李瑞妍<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開(kāi)了一種紅壤旱地非共生固氮菌及其培養(yǎng)方法和應(yīng)用，涉及微生物技術(shù)領(lǐng)域。固氮菌命名為NM2，分類名為穩(wěn)定伯克霍爾德氏菌（Burkholderia stabilis），保藏在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，其菌種保藏編號(hào)為：CGMCC No.14500。本發(fā)明固氮菌可在紅壤旱地環(huán)境中有效固定氮素，并促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收利用；以及固氮菌在花生栽培上的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種紅壤旱地非共生固氮菌及其培養(yǎng)方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

紅壤旱地面積大，水、熱、光資源豐富，生物生產(chǎn)潛力巨大，是我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后的主要農(nóng)業(yè)用地之一。但受自然因素以及長(zhǎng)期不合理利用等人為因素的影響，形成了該區(qū)土壤蝕、瘠、酸、粘、旱等障礙因素，土壤退化嚴(yán)重，增加化肥投入量成為該區(qū)農(nóng)民培肥土壤、提高產(chǎn)量的主要手段。氮肥作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可缺少的肥料，更是養(yǎng)分貧瘠紅壤的基本營(yíng)養(yǎng)肥料，對(duì)提高紅壤旱地肥力和作物產(chǎn)量以及我國(guó)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收都發(fā)揮了巨大的作用。然而，由于過(guò)量及不合理的氮肥施用方式，導(dǎo)致我國(guó)氮肥當(dāng)季利用率僅為30%～35%。加之，該地區(qū)水土流失嚴(yán)重，大量的氮素隨地表徑流和滲漏淋失向水體遷移也是造成該區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的重要原因。近年來(lái)，由于不合理施用化肥和酸沉降加劇，旱地紅壤酸化加劇、土壤結(jié)構(gòu)、肥力退化嚴(yán)重進(jìn)而引起土壤生物群落多樣性、生態(tài)功能急劇衰退。激發(fā)和定向培育土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)成為提升紅壤地力、農(nóng)民增產(chǎn)增收的重要措施之一。

土壤中許多固氮微生物能將空氣中的氮素固定為微生物的氮，進(jìn)而為作物提供能利用的氮素，在紅壤生態(tài)系統(tǒng)中氮素增加、運(yùn)移轉(zhuǎn)化和利用中發(fā)揮重要作用。將固氮微生物作為生物肥料，不但可以提高土壤中氮素的利用效率，節(jié)肥增產(chǎn)，還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，改善土壤肥力。但現(xiàn)在大部分自生固氮菌還未被馴化成可有效固氮并應(yīng)用于促進(jìn)植物氮素吸收利用的菌種，未必適應(yīng)紅壤的土壤環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種紅壤旱地非共生固氮菌及其培養(yǎng)方法和應(yīng)用，該固氮菌可在紅壤旱地環(huán)境中有效固定氮素，并促進(jìn)作物對(duì)氮素的吸收利用；以及固氮菌在花生栽培上的應(yīng)用。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種紅壤旱地非共生固氮菌，命名為NM2，分類名為穩(wěn)定伯克霍爾德氏菌（Burkholderia stabilis），已于2017年08月07日在中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心（簡(jiǎn)稱CGMCC）保藏，其菌種保藏編號(hào)為：CGMCC No.14500；中國(guó)科學(xué)院微生物研究所菌種保藏中心地址：北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)。

菌落N(xiāo)M2較小為白色、隆起，邊緣整齊，表面干燥，不透明，不規(guī)則桿狀排列。

菌NM2的生理生化特性是：革蘭氏陰性，固氮能力試驗(yàn)陽(yáng)性，好氧兼性厭氧，接觸酶試驗(yàn)陰性，M.R試驗(yàn)陽(yáng)性，VP試驗(yàn)陰性，淀粉水解陰性，硝酸鹽還原陰性，檸檬酸鹽利用陰性。

固氮菌NM2能高產(chǎn)吲哚乙酸。本發(fā)明固氮菌NM2分泌吲哚乙酸（IAA）的能力強(qiáng)，達(dá)45.84μg·mL^-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(lái)影響植物的生理過(guò)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，固氮菌NM2的發(fā)酵在pH5～7下進(jìn)行，該環(huán)境下產(chǎn)IAA量最高。

在實(shí)驗(yàn)室搖瓶條件下，固氮菌NM2固氮酶活性達(dá)39.1nmol C₂H₄/h·ml，具有較好的固氮能力。