CN103087954B - 一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌nl-11及其应用 - Google Patents
一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌nl-11及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103087954B CN103087954B CN201310018758.3A CN201310018758A CN103087954B CN 103087954 B CN103087954 B CN 103087954B CN 201310018758 A CN201310018758 A CN 201310018758A CN 103087954 B CN103087954 B CN 103087954B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- limestone
- bacillus thuringiensis
- bacterium
- efficiently
- eroding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌NL-11及其应用，该石灰岩高效侵蚀细菌的分类命名为苏云金芽孢杆菌（Bacillusthuringiensis）NL-11，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCCNO：M2012453，保藏日期：2012年11月9日；保藏地址：中国武汉武汉大学。本发明的高效侵蚀岩石菌株苏云金芽孢杆菌NL-11，对石灰岩有很强的侵蚀能力，能促进岩石中Ca、Mg等主要离子的释放，加速石灰岩侵蚀成土；同时兼有很强的解K、P的潜能；能降低喷播基质容重，增强喷播基质的抗冲性和抗剪性，具有很好的应用开发前景。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌NL-11及其应用。
背景技术
客土喷播技术是将植物种子和生长基质材料的混合物均匀、高压喷播在岩土坡面上的绿化技术。该技术主要是针对岩石等硬质边坡研发的一种绿化技术。目前已广泛应用于水利、公路、铁路等工程的坡面绿化中。但是，该技术针对于岩坡实现绿化必须具备两个条件：一是岩面上有植物赖以持续生长的种植基质；二是种植基质能长久固定在岩面上，抗风吹、暴雨和流水的冲蚀。然而在实际工程中，目前的客土喷播技术，难以解决上述两个技术难题，喷播基质难以长久的维持在岩石坡面上，使得这一技术的利用受到很多的限制。显然喷播基质已经成为岩石边坡客土喷播技术的核心内容，这种基质不仅要求提供适宜护坡植被生长的土壤性质，还要求具有粘着在岩石坡面上的粘结功能，与坡面实现完全长久的融合。
岩石侵蚀微生物菌群能加速岩石的土壤化进程，快速形成适应植物生存所需的土壤，模拟自然生态环境，促进岩石侵蚀成土的演替，为植物生长源源不断地提供营养成分。在岩石侵蚀微生物菌群的作用下，在岩体和喷播基质间形成了一个界面——生育基盘。这种生育基盘，既解决了岩面上植物赖以持续生长的种植基质问题（包括提供营养元素），也解决了种植基质能永久固定在岩面，实现岩面和种植基质的融合，促进了种植基质和岩石的物质循环。显然，筛选高效岩石侵蚀微生物菌株是客土喷播覆绿技术长期维持和广泛应用的关键。目前，国内针对不同岩石，筛选适宜的高效岩石侵蚀微生物菌株还未见报道。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌NL-11，为岩石高效侵蚀微生物菌库的建立提供菌种支持。本发明的另一目的是提供上述石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌NL-11的应用。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种石灰岩高效侵蚀细菌，其分类命名为苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）NL-11，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO：M 2012453，保藏日期：2012年11月9日；保藏地址：中国武汉武汉大学。
所述的苏云金芽孢杆菌在侵蚀岩石中的应用。
所述的岩石为石灰岩石。
苏云金芽孢杆菌NL-11，是从南京市幕府山裸露岩壁（其为石灰岩，主要由CaCO3组成，富含Ca）表面筛选获得的，能加速石灰岩石中Ca、Mg、K、P等元素释放。
苏云金芽孢杆菌NL-11菌株主要生物学特征：在牛肉膏蛋白胨固体培养基上28℃条件下培养，营养体细胞为杆状，较为粗壮，革兰氏染色阳性，有芽孢。
苏云金芽孢杆菌NL-11菌株16S rDNA基因序列，见SEQ ID No.1所示。将所测16S rDNA序列与GenBank数据库中的序列进行BLAST比对。结果表明，苏云金芽孢杆菌NL-11菌株与Bacillus thuringiensis strain GL88的相似度为100%。结合形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析，鉴定为苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）。
有益效果：与现有技术相比，本发明筛选出的高效侵蚀岩石菌株苏云金芽孢杆菌NL-11，对石灰岩有很强的侵蚀能力，能促进岩石中Ca、Mg等主要离子的释放，加速石灰岩侵蚀成土；同时兼有很强的解K、P的潜能；能降低喷播基质容重，增强喷播基质的抗冲性和抗剪性，具有很好的应用开发前景。
附图说明
图1是幕府山裸露岩壁上的采样菌落图；
图2是牛肉膏蛋白胨固体培养基上的苏云金芽孢杆菌NL-11菌落图；
图3是苏云金芽孢杆菌NL-11发酵培养15d，加菌发酵液与不加菌对照的可溶性Ca、Mg的比较结果图；
图4是苏云金芽孢杆菌NL-11发酵培养15d，加菌发酵液与不加菌对照的可溶性K、P的比较结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1菌株的获得和鉴定：
采集石灰岩（江苏省南京市幕府山）裸岩表面的菌落（见图1），采用稀释平板法，在28℃培养箱中，以筛选培养基（5g蔗糖，2g Na2HPO4，0.5g MgSO4·7H2O，0.005g FeCl3，0.1g CaCO3，1g 石灰岩石粉（清洗过的幕府山岩石，过200目筛，主要相关化学成分见表1），18g 琼脂粉，1000mL 蒸馏水）培养48h左右，挑取单菌落，反复划线纯化，并将所得菌株分别接种于牛肉膏蛋白胨固体培养基斜面上，4℃冰箱保存，获得纯菌株。该菌株主要生物学特征：在牛肉膏蛋白胨固体培养基上28℃条件下培养（见图2），营养体细胞为杆状，较为粗壮，革兰氏染色阳性，有芽孢。
表1 幕府山石灰岩的主要相关化学成分
| 成分 | CaO | MgO | P2O5 | K2O |
| 含量（%） | 50.02 | 4.17 | 0.68 | 0.31 |
用接种环取少量纯菌株接种于装有50mL筛选培养基（培养基同上，不加琼脂粉）的250mL三角瓶中，28℃，180r/min 震荡培养72h。按照常规方法，提取菌株DNA测序。得16S rDNA基因序列，见SEQ ID No.1 所示。将所测16S rDNA序列与GenBank数据库中的序列进行BLAST比对。结果表明，该菌株与Bacillus thuringiensis strain GL88的相似度为100%。结合形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析，鉴定为苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）NL-11。
实施例2菌株的石灰岩侵蚀能力：
用接种环取少量纯菌株接种于装有50mL筛选培养基（培养基同上，不加琼脂粉）的250mL三角瓶中，28℃，180r/min震荡培养72h，得到活化菌种。
取上述菌液2mL，接种于装有50mL发酵培养基（15g蔗糖，0.2g MgSO4·7H2O，0.1g CaSO4·2H2O，0.2g NaCl，0.2g 酵母膏，0.5g (NH4)2SO4，10g石灰岩石粉，蒸馏水 1000mL，pH 7.0~7.5）的250mL三角瓶中，25℃，180r/min震荡培养。
发酵培养第15d，将菌悬液倒入灭菌的离心管中，4℃，5000r/min 离心10min，用无菌注射器吸取上清液，经细菌过滤器（滤膜孔径为0.22um）过滤后得到无菌滤液。
取上述无菌滤液20mL加3滴浓硝酸酸化后，利用ICP Optima 4300DV（美国）测试溶液中可溶性Ca、Mg、K、P浓度。苏云金芽孢杆菌NL-11对岩石的侵蚀结果如图3、图4和表2所示，与不加菌的对照相比，加菌后发酵液中可溶性Ca、Mg、K、P浓度分别是不加菌对照的2.9、3.5、3.3、9.3倍。
按照解钾率(%)={[(菌液中钾含量－对照液中钾含量)×菌液体积]÷(岩石粉量×岩石粉钾含量)}×100%计算其解钾率为33.82%。
由于目前国内尚无细菌对岩石侵蚀能力的评价标准，一方面本发明参照丁丽君等（2009年）关于岩石微生物对碳酸盐岩石的风化作用研究等有关文献及其本发明的实验数据，确定细菌对于石灰岩的主要元素Ca等释放到培养液中的浓度是不加菌对照的2倍以上，即确定为石灰岩的高效侵蚀菌株；另一方面，依据农业部关于硅酸盐细菌生产菌种标准的要求，解钾能力≥20%的菌株为高效解钾菌株；同时依据郝晶等（2006年）关于高效解磷细菌菌株的分离、筛选等资料，确定培养液中P的浓度是不加菌对照的8倍以上，即为高效解磷菌株。可见，该株菌对石灰岩有很强的侵蚀能力，能促进岩石中Ca等主要离子的释放，加速石灰岩侵蚀成土；同时兼有很强的释放岩石粉中K、P的能力，是很有应用前景的高效石灰岩侵蚀、高效解钾和高效解磷细菌菌株。
表2 苏云金芽孢杆菌NL-11对石灰岩的元素释放
| 处理 | 钙（mg/L） | 镁（mg/L） | 钾（mg/L） | 磷（mg/L） |
| 加菌 | 465.43 | 111.51 | 12.56 | 11.41 |
| 对照 | 160.42 | 32.25 | 3.86 | 1.23 |
注：P＜0.05。
实施例3 菌株对喷播基质的影响：
将菌株活化后（方法同实施例2），按照100mL/kg拌入喷播基质（林地土壤，添加腐植酸有机肥 25%、石灰岩石粉（过100目筛）4%、喷播木纤维 0.3 %、保水剂 0.3 %、绿化喷播粘合剂 0.03%），对照则在喷播基质中拌入相同体积的培养基，进行上盆试验（盆钵直径17cm，深15cm），置于25℃温室中，保持喷播基质湿润。4个月后，采用环刀法测试喷播基质容重；采用CC索波夫斯基抗冲仪测定喷播基质抗冲性；采用土壤剪力测定仪测定喷播基质抗剪性。
土壤容重反映土壤的质地、结构及肥力等综合物理状况，直接影响土壤的蓄水透水性能和通气性能。由表3可知，加菌喷播基质的容重为对照的86.73%。加菌降低了基质容重，有利于提高基质的透水通气性能。
土壤抗冲性是指土壤抵抗径流的机械破坏和推动下移的能力，表征土壤抗侵蚀能力的强弱。由表3可知，加菌喷播基质的抗冲指数较对照提高了8.14%。
土壤的抗剪强度反映了土体的稳定性。抗剪能力强，说明土壤稳固性好，能提高坡体的稳定性；反之，土壤稳固性差，边坡容易失稳。由表3可知，加菌喷播基质的抗剪强度较对照提高了17.56%。
表3 苏云金芽孢杆菌NL-11对喷播基质的影响
| 处理 | 容重（g/cm3） | 抗冲指数 | 抗剪强度（kPa） |
| 加菌 | 0.85 | 1.86 | 85.7 |
| 对照 | 0.98 | 1.72 | 72.9 |
注：P＜0.05。
SEQUENCE LISTING
<110> 南京林业大学 广州中茂园林建设工程有限公司
<120> 一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌NL-11及其应用
<130> 100
<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 1419
<212> DNA
<213> Bacillus thuringiensis
<400> 1
taggcggctg gctccaaaaa ggttacccca ccgacttcgg gtgttacaaa ctctcgtggt 60
gtgacgggcg gtgtgtacaa ggcccgggaa cgtattcacc gcggcatgct gatccgcgat 120
tactagcgat tccagcttca tgtaggcgag ttgcagccta caatccgaac tgagaacggt 180
tttatgagat tagctccacc tcgcggtctt gcagctcttt gtaccgtcca ttgtagcacg 240
tgtgtagccc aggtcataag gggcatgatg atttgacgtc atccccacct tcctccggtt 300
tgtcaccggc agtcacctta gagtgcccaa cttaatgatg gcaactaaga tcaagggttg 360
cgctcgttgc gggacttaac ccaacatctc acgacacgag ctgacgacaa ccatgcacca 420
cctgtcactc tgctcccgaa ggagaagccc tatctctagg gttttcagag gatgtcaaga 480
cctggtaagg ttcttcgcgt tgcttcgaat taaaccacat gctccaccgc ttgtgcgggc 540
ccccgtcaat tcctttgagt ttcagccttg cggccgtact ccccaggcgg agtgcttaat 600
gcgttaactt cagcactaaa gggcggaaac cctctaacac ttagcactca tcgtttacgg 660
cgtggactac cagggtatct aatcctgttt gctccccacg ctttcgcgcc tcagtgtcag 720
ttacagacca gaaagtcgcc ttcgccactg gtgttcctcc atatctctac gcatttcacc 780
gctacacatg gaattccact ttcctcttct gcactcaagt ctcccagttt ccaatgaccc 840
tccacggttg agccgtgggc tttcacatca gacttaagaa accacctgcg cgcgctttac 900
gcccaataat tccggataac gcttgccacc tacgtattac cgcggctgct ggcacgtagt 960
tagccgtggc tttctggtta ggtaccgtca aggtgccagc ttattcaact agcacttgtt 1020
cttccctaac aacagagttt tacgacccga aagccttcat cactcacgcg gcgttgctcc 1080
gtcagacttt cgtccattgc ggaagattcc ctactgctgc ctcccgtagg agtctgggcc 1140
gtgtctcagt cccagtgtgg ccgatcaccc tctcaggtcg gctacgcatc gttgccttgg 1200
tgagccgtta cctcaccaac tagctaatgc gacgcgggtc catccataag tgacagccga 1260
agccgccttt caatttcgaa ccatgcagtt caaaatgtta tccggtatta gccccggttt 1320
cccggagtta tcccagtctt atgggcaggt tacccacgtg ttactcaccc gtccgccgct 1380
aacttcttga gagcaagctc tcaatccatt cgctcgact 1419
Claims (2)
1.一种石灰岩高效侵蚀细菌，其分类命名为苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）NL-11，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO：M 2012453，保藏日期：2012年11月9日；保藏地址：中国武汉武汉大学。
2.权利要求1所述的石灰岩高效侵蚀细菌在侵蚀岩石中的应用；所述的岩石为石灰岩石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310018758.3A CN103087954B (zh) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | 一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌nl-11及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310018758.3A CN103087954B (zh) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | 一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌nl-11及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103087954A CN103087954A (zh) | 2013-05-08 |
| CN103087954B true CN103087954B (zh) | 2014-10-29 |
Family
ID=48201093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310018758.3A Active CN103087954B (zh) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | 一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌nl-11及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103087954B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4304C1 (ro) * | 2013-08-13 | 2015-04-30 | Институт Зоологии Академии Наук Молдовы | Tulpină de bacterii Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki - bioinsecticid pentru combaterea lepidopterelor din genul Lymantria |
-
2013
- 2013-01-18 CN CN201310018758.3A patent/CN103087954B/zh active Active
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| 余龙江等.微生物碳酸酐酶对石灰岩的溶蚀驱动作用研究.《中国岩溶》.2004,第23卷(第3期),第225-228页. |
| 典型细菌、真菌、放线菌对石灰岩动态溶蚀效果比较;贾丽萍等;《应用与环境生物学报》;20070228;第13卷(第1期);摘要 * |
| 周跃飞等.微生物作用下玄武岩的溶解: 粘附作用和温度的影响.《岩石矿物学杂志》.2009,第28卷(第6期),第565-574页. |
| 山东肥城寒武纪竹叶状石灰岩菌群分析;李鹏等;《中国微生态学杂志》;20090831;第21卷(第8期);第721-724页 * |
| 微生物作用下玄武岩的溶解: 粘附作用和温度的影响;周跃飞等;《岩石矿物学杂志》;20091130;第28卷(第6期);第565-574页 * |
| 微生物碳酸酐酶对石灰岩的溶蚀驱动作用研究;余龙江等;《中国岩溶》;20040930;第23卷(第3期);第225-228页 * |
| 李鹏等.山东肥城寒武纪竹叶状石灰岩菌群分析.《中国微生态学杂志》.2009,第21卷(第8期),第721-724页. |
| 贾丽萍等.典型细菌、真菌、放线菌对石灰岩动态溶蚀效果比较.《应用与环境生物学报》.2007,第13卷(第1期),摘要. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103087954A (zh) | 2013-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105123008A (zh) | 秸秆生物碳与微生物菌肥组配改良盐碱地的方法 | |
| CN105175180A (zh) | 一种生物碳与有机肥组配改良盐碱地的方法 | |
| CN108570993B (zh) | 一种生态植被混凝土护坡结构及其施工方法 | |
| US20240188515A1 (en) | Method for spraying robinia pseudoacacia on exposed shale walls to efficiently and rapidly restore green and improve soil ph value | |
| CN103266073B (zh) | 一种东南景天内生菌及其应用 | |
| CN105950502A (zh) | 一种复合内生细菌菌剂及其在重金属污染土壤植物修复中的应用 | |
| CN110012785A (zh) | 动碳与静碳相互转化的方法 | |
| CN107743747A (zh) | 废弃煤矸石堆放场地的复垦改良方法 | |
| CN102612953B (zh) | 一种荒漠环境中人工藻结皮的构建模式 | |
| CN101502214A (zh) | 一种煤矸石粉碎物生态恢复绿化基质及其应用方法 | |
| CN102276325A (zh) | 一种有机肥及其制备方法 | |
| CN107509406A (zh) | 一种快速提高工矿废弃地土壤固碳能力的方法 | |
| CN109174935A (zh) | 一种利用微生物菌剂与改良剂对尾矿种植绿化的方法 | |
| CN104772328A (zh) | 一种生物修复石油烃化合物污染的土壤方法及应用 | |
| CN108893421B (zh) | 一种纺锤形赖氨酸芽孢杆菌及其在矿区复垦生态重建中的应用 | |
| CN104770097A (zh) | 基于物料掺拌的滨海重度盐渍土壤的原土改良绿化方法 | |
| CN112588800A (zh) | 利用am真菌及杂交狼尾草修复离子型稀土废弃尾矿区土壤 | |
| CN111919533B (zh) | 一种沙化土地综合改良方法 | |
| CN103087926B (zh) | 一种石灰岩高效侵蚀真菌卵形孢球托霉nl-15及其应用 | |
| CN103103151B (zh) | 一种石灰岩高效侵蚀放线菌嗜热一氧化碳链霉菌nl-1及其应用 | |
| CN103087954B (zh) | 一种石灰岩高效侵蚀细菌苏云金芽孢杆菌nl-11及其应用 | |
| CN103045500B (zh) | 中慢生根瘤菌kdrm295及其应用 | |
| CN103650977A (zh) | 一种提高干旱山地无纺布容器苗造林成活率的方法 | |
| CN103087953B (zh) | 一种石灰岩高效侵蚀细菌巨大芽孢杆菌nl-7及其应用 | |
| CN109168393A (zh) | 一种适用中、重度盐碱地改良的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |