[發(fā)明專利]一株天然耐銨固氮類芽孢桿菌23及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010062921.6
• 申請(qǐng)日: 2020-01-19
• 公開（公告）號(hào): CN111154686B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳三鳳;李琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/20
• 分類號(hào): C12N1/20;A01N63/25;A01P21/00;C05F11/08;C12R1/01
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 商秀玲

本發(fā)明涉及固氮微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一株天然耐銨固氮類芽孢桿菌23及其應(yīng)用。本發(fā)明提供一株類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23，其保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為CGMCC No.18767。該菌含有固氮酶結(jié)構(gòu)基因nifH，在高濃度銨(50?300mM)條件下能夠進(jìn)行高效的生物固氮，突破了高銨條件對(duì)生物固氮的抑制作用，可在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣使用，有效減少化肥的使用量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固氮微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一株天然耐銨固氮類芽孢桿菌23及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

氮素是植物生長必需的大量元素。地球表面的氮素含量豐富,但大多數(shù)以惰性氮?dú)獾男问酱嬖谟诖髿庵?不能被生物體所利用。為了保障糧食作物及蔬菜瓜果的高產(chǎn)，多需大量使用化學(xué)氮肥。但長期過量施用化學(xué)氮肥，會(huì)導(dǎo)致土壤惡化、環(huán)境污染和產(chǎn)品品質(zhì)下降，阻礙農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

生物固氮是指少數(shù)原核微生物在體內(nèi)固氮酶作用下，將空氣中的氮?dú)膺€原成銨的過程。但生物固氮的效率受環(huán)境中銨的影響，高濃度的銨抑制固氮作用。換言之，在貧瘠的土壤里，固氮微生物能充分發(fā)揮固氮作用，而在肥沃的土壤里，固氮微生物則只生長而不固氮。通常，固氮微生物只有在氨同化機(jī)制被化學(xué)或遺傳改造修飾的情況下,才能在過量銨存在下表達(dá)固氮酶。幾乎所有的天然固氮菌只能夠在低銨條件下進(jìn)行固氮。目前報(bào)道的固氮微生物在高濃度銨條件下的固氮活性均較低。獲得在高濃度銨條件下能夠高效固氮的微生物，使固氮微生物在貧瘠和肥沃的土壤里都能充分發(fā)揮固氮作用，對(duì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中減少化肥的用量，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一株天然耐銨固氮類芽孢桿菌23及其應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一株耐銨固氮類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23，該菌株是從自然環(huán)境中分離得到，并于2019年10月30日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(簡稱CGMCC，地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編100101)，分類命名為類芽孢桿菌Paenibacillus sp.，保藏編號(hào)為CGMCC No.18767。

本發(fā)明提供的類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23在LD固體培養(yǎng)基上菌落為圓形，凸起，表面光滑并具有完整的邊緣，直徑大約為0.5-1.5mm。

本發(fā)明提供的類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23含有結(jié)構(gòu)基因?yàn)閚ifH，編碼該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發(fā)明提供的類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23的16S rDNA基因序列如SEQ IDNO.2所示。

本發(fā)明還提供包含所述類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23的菌劑。

本發(fā)明中，所述包含類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23的菌劑可以為液體菌劑或固體菌劑。所述包含類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23的菌劑可以采用常規(guī)技術(shù)手段、加入微生物制劑領(lǐng)域允許的輔料制備得到。

本發(fā)明的類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23的固氮酶活性明顯高于本領(lǐng)域公認(rèn)的類芽孢桿菌(Paenibacillus)屬內(nèi)固氮酶活性最高的菌株P(guān)aenibacillus durusATCC35681，因此具有更高的應(yīng)用潛力。

本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)，類芽孢桿菌(Paenibacillus sp.)23能夠耐受50～300mM的高濃度銨，在所處環(huán)境中NH₄⁺的濃度達(dá)到50～300mM時(shí)仍能夠保持較高的固氮酶活性、進(jìn)行高效的生物固氮。