一种植物根际生物膜共定殖型多功能复合菌剂的开发与应用制造技术

本发明专利技术提供了一种基于植物根际生物膜共定殖型复合菌剂的开发与应用。该植物益生复合菌剂由解淀粉芽孢杆菌SQR9和施氏假单胞菌XL272构成。菌株XL272从接种单一菌株SQR9的黄瓜根际分离获得，与菌株SQR9能代谢互养，共同形成生物膜，且共同形成生物膜的生物量显著高于单菌。将荧光标记菌株共接种于植物根际，菌株SQR9(绿)与XL272(紫)能共定殖，共同对植物产生协同的益生作用。该植物益生复合菌剂不仅能够显著促进黄瓜生长，还能在含盐量0.3％的土壤中帮助植物耐盐。土壤中帮助植物耐盐。土壤中帮助植物耐盐。

【技术实现步骤摘要】
一种植物根际生物膜共定殖型多功能复合菌剂的开发与应用


[0001]本专利技术属于农业微生物领域，涉及基于根际生物膜共定殖的植物促生复合菌剂的开发及其应用。

技术介绍

[0002]复合微生物菌剂是由两种及以上的微生物共同组成的菌剂产品。复合微生物菌剂本质是人工设计合成微生物生态，其主要针对特定的目的，采用理性设计具有新型功能与行为的微生物组合或生态系统。相比单一微生物和自然微生物群，合成微生物群落具有复杂度低，可控性高，稳定性好等优点。合成微生物群落即复合菌剂在农业上的应用研究目前还处于初始阶段，如何利用已有生态学理论，合理设计和构建稳定高效的合成微生物群落，稳定相关生物学功能的发挥是未来主要的研究方向。
[0003]由于微生物肥料在施入土壤后，一方面需要面对土壤理化性质等非生物因素引起的生存环境压力的问题，另一方面也面临着与土著微生物竞争生存空间等问题，制约着促生菌在根际的定殖能力，影响了微生物肥料的田间效果稳定性，限制了微生物肥料的发展。根际生物膜是微生物稳定存在于植物根际的主要形式。有效的根际定殖是根际促生菌发挥其促生、生防等作用的前提。
[0004]各类芽孢杆菌和假单胞菌是植物根际促生菌研究最广泛的两类微生物，其中芽孢杆菌是革兰氏阳性细菌，假单胞菌是革兰氏阴性细菌。我国6400多个微生物肥料登记产品中，70％以上的生产菌株是各类根际益生芽孢杆菌。芽孢杆菌所形成的芽孢具有极强环境适应性，能够在大多数环境下保持生物活性，并在条件合适的情况下再次进入生长状态，因此在微生物菌剂制备过程中，芽孢杆菌菌剂产品能够更好的保存。假单胞菌类微生物肥料虽然货架期短，但保持活力的假单胞菌菌剂能显著促进植物生长，保护植物抵御各种生物与非生物胁迫。如何科学的组合芽孢杆菌和假单胞菌，充分发挥两种微生物的功能特点，形成功能多样的菌剂产品是具有极大应用前景的科学问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于增强微生物肥料的应用效果，开发研制出一种能在植物根际共同形成生物膜的复合微生物菌剂产品，为科学组合复合微生物菌剂产品提供理论和技术支持。
[0006]本专利技术的又一目的是提供多功能植物益生复合菌剂的应用。
[0007]本专利技术的目的可通过以下技术方案实现：
[0008]一种基于植物根际生物膜共定殖的多功能复合菌剂，其特征在于由解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)SQR9和施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)RFPse
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2组成；所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2012年2月27日，保藏编号为CGMCC NO.5808；所述的施氏假单胞菌RFPse
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2保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2020年12月7日，保藏
号为CGMCC NO.21329。
[0009]本专利技术所述的植物促生复合菌剂通过以下原则筛选后组成：
[0010](1)：所选菌株均来自于植物根际。其中施氏假单胞菌RFPse
‑
2是在接种菌株SQR9的黄瓜根际筛选而来，接种菌株SQR9后，施氏假单胞菌的数量显著增加。
[0011](2)：所选菌株能在培养基中代谢互养。
[0012](3)：所选菌株均共培养时混菌形成的生物膜生物量显著高于单菌生物膜。
[0013](4)：所选菌株接种于植物根际后能在植物根表共定殖，并形成生物膜结构，进而与植物形成稳定的合作关系。
[0014]本专利技术所述的植物益生复合菌剂的制备方法，包括分别将活化后的所述菌株SQR9和RFPse
‑
2接种于TSB液体培养基37℃170r min
‑1培养24h；离心、清洗得湿菌体，用等量无菌超纯水重悬湿菌体；调节菌液OD
598
至2，等量混合两种菌液即为所述的植物益生复合菌剂。
[0015]本专利技术所述的植物益生复合菌剂接种在正常盐浓度土壤和高盐浓度(0.3％)土壤中种植黄瓜的应用。
[0016]有益效果
[0017]本专利技术从接种菌株SQR9的黄瓜根际筛选到菌株SQR9的共生菌施氏假单胞菌RFPse
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2，发现菌株RFPse
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2能和菌株SQR9共同形成生物量更高的生物膜结构，并能共定殖于植物根际。在常规土壤种植的黄瓜根际施用芽孢杆菌和施氏假单胞菌的混合菌剂，能显著提高黄瓜的株高和干重，分别提高了103.6％和125％(与对照CK比较)。相较于单接种菌剂(解淀粉芽孢杆菌SQR9)应用效果，混合接种菌剂在黄瓜株高和干重分别提高了17％和35％；比单接施氏假单胞菌RFPse
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2分别提高了12.17％和28.5％。在含盐量为0.3％的土壤中种植黄瓜，接种芽孢杆菌和假单胞菌的混合菌剂同样促进黄瓜的株高和干重，分别提高了81.2％和102％(与对照CK比较)。相较于单接种菌剂(施氏假单胞菌RFPse
‑
2)应用效果，混合接种菌剂在黄瓜株高和干重上比单接施氏假单胞菌分别提高了16.6％和40.6％。单接解淀粉芽孢杆菌SQR9的处理也能显著帮助植物耐受盐胁迫，促进黄瓜生长。
附图说明
[0018]图1芽孢杆菌与施氏假单胞菌的系统发育树
[0019]图2芽孢杆菌与施氏假单胞菌在培养基的代谢互养模式。解淀粉芽孢杆菌分泌的乙酰左旋右碱、乙酰肉碱、戊酸、托品碱和肉桂酸等能被施氏假单胞菌RFPse
‑
2利用代谢；而施氏假单胞菌RFPse
‑
2分泌的L
‑
瓜氨酸、生物嘌呤、鸟嘌呤、7
‑
甲基鸟苷和2
‑
O
‑
甲基鸟苷能被解淀粉芽孢杆菌SQR9所代谢和利用。
[0020]图3芽孢杆菌与施氏假单胞菌混合接种菌落和共培养生物膜形成表型，其中绿色代表菌株SQR9，紫色代表菌株RFPse
‑
2。
[0021]图4芽孢杆菌与施氏假单胞菌混合接种根际后的根际生物膜共定殖表型，其中绿色代表菌株SQR9，紫色代表菌株RFPse
‑
2。
[0022]图5植物益生复合菌剂植物促生试验
[0023]CK：不接菌，S：SQR9，P：RFPse
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2，SP：两菌共同接种。
[0024]图6植物益生复合菌剂帮助植物耐受盐胁迫的盆栽试验
[0025]CK：不接菌，S：SQR9，P：RFPse
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2，SP：两菌共同接种。
[0026]生物材料保存信息
[0027]解淀粉芽孢杆菌SQR9已在ZL201710797445.0中公开。
[0028]施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)RFPse
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2保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2020年12月7日本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于植物根际生物膜共定殖的多功能复合菌剂，其特征在于由解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)SQR9和施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)RFPse
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2组成；所述的解淀粉芽孢杆菌SQR9保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2012年2月27日，保藏编号为CGMCC NO.5808；所述的施氏假单胞菌RFPse
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2保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏日期为2020年12月7日，保藏号为CGMCC NO.21329。2.根据权利要求1所述的植物益生复合菌剂，其特征在于所述的植物益生复合菌剂通过以下方法制备得到:分别将活化后的所述菌株SQR9和RFPse
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2接种于TSB液体培养基30℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志辉，孙新丽，张瑞福，解继驭，邵佳慧，沈其荣，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：