CN110241051B - 一种促进植物茎部生长的微生物混合菌群 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种促进植物茎部生长的微生物混合菌群，属于农用微生物技术领域。该混合菌群是由拜氏固氮菌、安徽根瘤菌和多粘类芽孢杆菌组成。上述微生物混合菌群是采用下述方法制备得到的：将拜氏固氮菌、安徽根瘤菌和多粘类芽孢杆菌分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得。本发明的混合菌群对于促进植物茎部生长，提高作物产量具有显著效果，在农业生产中具有广阔的应用前景。

Description

一种促进植物茎部生长的微生物混合菌群
技术领域
本发明涉及一种促进植物茎部生长的微生物混合菌群，属于农用微生物技术领域。
背景技术
促进增产是现代高效农业的首要任务。为了实现这一目的，种植行业技术人员往往盲目过量使用肥料，尤其是化肥，这不仅会增加种植成本、浪费资源，也会造成耕地土壤板结酸化与农产品品质下降等问题，与之相伴的还有严重影响地表水和地下水质量的面源污染。因此，控制化肥用量是促进节本增效、节能减排的现实需要，对保障国家粮食安全、农产品质量安全和农业生态安全具有十分重要的意义。而功能微生物肥料的研发和农用益生菌的筛选复配是实现化肥减量化的重要手段之一。
一些功能微生物能够在植物根系附近分泌典型的植物激素——赤霉素，以促进植物茎部的生长。赤霉素(gibberellins,GA)是广泛存在的一种植物激素，化学结构属于二萜类酸，由四环骨架衍生而得，其最突出的生理效应是促进茎的伸长和诱导长日植物在短日条件下抽薹开花。
能够在植物根系附近分泌植物激素的功能微生物称为促生根际菌(plant growthpromoting rhizobacteria,PGPR)。提出新型PGPR的组成和生产工艺复合菌剂的研制、开发和应用是当前微生物肥料一个热点的方向。复合的目的是使包括PGPR在内的菌株之间、以及PGPR与其它有益菌群组合，达到促生效果的互补和效能的放大。
以分泌赤霉素菌株形成复配菌剂，对于促进植物茎部生长，提高作物产量具有显著效果，在农业生产中具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种促进植物茎部生长的微生物混合菌群，它是由具备赤霉素分泌能力三个菌株组成，分别为拜氏固氮菌、安徽根瘤菌和多粘类芽孢杆菌。该混合菌群多种微生物间具有协同增效的作用，可显著促进植物茎部生长。
本发明具体采用以下技术方案：
一种促进植物茎部生长的微生物混合菌群，它是由拜氏固氮菌、安徽根瘤菌和多粘类芽孢杆菌组成。
其中，拜氏固氮菌为拜氏固氮菌Azotobacter beijerinckii CGMCC9044，中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture CollectionCenter,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2009年1月19日，保藏编号：CGMCC No.9044。
其中，安徽根瘤菌为安徽根瘤菌Rhizobium anhuiense CGMCC15545，中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological Culture Collection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2015年12月30日，保藏编号：CGMCC No.15545。
其中，多粘类芽孢杆菌为多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa CGMCC15984，中国普通微生物菌种保藏管理中心(China General Microbiological CultureCollection Center,CGMCC)，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期：2016年11月30日，保藏编号：CGMCC No.15984。
上述微生物混合菌群是采用下述方法制备得到的：将拜氏固氮菌、安徽根瘤菌和多粘类芽孢杆菌分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得。
本发明的突出优势在于：
①本发明的混合菌群优于单一菌株，对植物茎部促生效果优于三种单一菌株之和，且菌种间协同作用在实际土壤根际复杂环境中适应性更强。
②确定菌株数量及比例的混合菌群配比方案优于原始环境中的混合菌群，因为配方稳定可控，功能明确。
③细菌组合优于真菌组合。细菌培养时间较短，真菌培养时间较长，因此，细菌培养效率优于真菌。另外，细菌较之真菌，对复杂恶劣环境的耐受能力更强，在实际土壤根际环境中的适应性更强。
具体实施方案
下面结合具体实例对本发明做进一步说明。
实施例1
微生物混合菌群促进水培植物茎部生长
具体实施步骤如下：
拜氏固氮菌Azotobacter beijerinckii CGMCC9044(记为菌A)、安徽根瘤菌Rhizobium anhuiense CGMCC15545(记为菌B)、多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxaCGMCC15984(记为菌C)，分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600≈2.0，分别按1:1:1、1:2:1、1:1:2、2:1:1的体积比混合，同时分别选取其中两种菌以1:1的体积比混合，再取三种菌的单菌培养液。上述各培养液均按照106CFU/ml的微生物终浓度加入水培体系的油菜根际部位，继续培养1周。同时本发明设置一组空白对照实验，在水培体系的油菜根际部位加入等量清水作为空白对照组。检测株高、单株干重等指标，如下表1所示。
表1微生物混合菌群对水培植物茎部促生实验结果
株高(cm) 单株干重(g)
A+B+C组合1:1:1 18.138 0.436
A+B+C组合1:2:1 15.243 0.394
A+B+C组合1:1:2 15.638 0.387
A+B+C组合2:1:1 16.594 0.385
A+B组合1:1 15.677 0.345
A+C组合1:1 14.705 0.362
B+C组合1:1 13.638 0.359
单菌A 12.653 0.326
单菌B 12.586 0.338
单菌C 12.627 0.339
空白对照 11.357 0.307
由实施例1可知，三株菌都存在且按1:1:1比例使用时效果最优，对于水培植物，与空白对照相比，无论是株高还是单株干重的增长量，本发明的微生物混合菌群的效果都要优于三种单一菌株的效果之和。
实施例2
微生物混合菌群促进土培植物茎部生长
具体实施步骤如下：
拜氏固氮菌Azotobacter beijerinckii CGMCC9044(记为菌A)、安徽根瘤菌Rhizobium anhuiense CGMCC15545(记为菌B)、多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxaCGMCC15984(记为菌C)，分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600≈2.0，分别按1:1:1、1:2:1、1:1:2、2:1:1的体积比混合，同时分别选取其中两种菌以1:1的体积比混合，再取三种菌的单菌培养液。上述各培养液均按照106CFU/ml的微生物终浓度加入土培体系的油菜根际部位，继续培养1周。同样的条件下，在土培体系的油菜根际部位加入等量清水做为空白对照组。试验结束检测株高、单株干重等指标，如下表2所示。
表2微生物混合菌群对土培植物茎部促生实验结果
Figure BDA0002118790510000031
Figure BDA0002118790510000041
由实施例2可知，三株菌都存在且按1:1:1比例使用时效果最优，对于土培植物，与空白对照相比，无论是株高还是单株干重的增长量，本发明的微生物混合菌群的效果都要优于三种单一菌株的效果之和。这是由于本发明的混合菌群采用特定种类和比例配置且三种菌株都具备赤霉素分泌能力，菌种间在根际原位环境中具有协同增效的作用，多菌种相互作用可能也会刺激微生物分泌更多的促进茎部生长的物质，且多种菌种混合后，微生物多种代谢产物间也可相互作用，促进整个菌群体系的良好代谢，增加对植物的促生作用。本发明的混合微生物菌群在实际土壤环境中的适应性也更强，具有实际应用推广意义。
实施例3
微生物菌株分泌赤霉素能力测定
具体实施步骤如下：
拜氏固氮菌Azotobacter beijerinckii CGMCC9044(记为菌A)、安徽根瘤菌Rhizobium anhuiense CGMCC15545(记为菌B)、多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxaCGMCC15984(记为菌C)，分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为O.D600≈2.0。分别取三株菌培养液100mL，采用高效液相色谱-串联质谱法测定其中的赤霉素含量，如下表3。
表3菌株分泌赤霉素实验结果
赤霉素分泌能力(g/L)
菌A 10.6
菌B 9.8
菌C 11.2
由实施例3可知，三株菌都具备分泌赤霉素的能力，在实际环境中能够促进植物茎部生长，提高作物产量。而由实施例1和2中的具体实验数据可以看出，微生物混合菌群对植物的促生长作用要明显优于三种单一菌株的效果之和，这可能是由于菌种间的协同作用刺激微生物分泌了更多的赤霉素，对茎部的促生长作用也更加明显。

Claims (1)

1.一种促进植物茎部生长的微生物混合菌群，其特征在于，它是由拜氏固氮菌、安徽根瘤菌和多粘类芽孢杆菌组成；所述微生物混合菌群是采用下述方法制备得到的：将拜氏固氮菌、安徽根瘤菌和多粘类芽孢杆菌分别接种至LB培养基中，30℃振荡培养至菌浓为OD600≈2.0，然后按照1:1:1的体积比混合即得;
所述拜氏固氮菌为拜氏固氮菌CGMCC No.9044;
所述安徽根瘤菌为安徽根瘤菌CGMCC No.15545;
所述多粘类芽孢杆菌为多粘类芽孢杆菌CGMCC No.15984。
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