CN110438026B - 一种解淀粉芽孢杆菌gld-191及其菌剂、制备方法和应用 - Google Patents

一种解淀粉芽孢杆菌gld-191及其菌剂、制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生物防治及微生物菌肥领域,具体涉及一种解淀粉芽孢杆菌GLD‑191及其菌剂、制备方法和应用。本发明提供一种解淀粉芽孢杆菌GLD‑191,解淀粉芽孢杆菌GLD‑191菌株,已于2018年12月19日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.17011。本发明还提供一种解淀粉芽孢杆菌GLD‑191制备的微生物菌剂及其制备方法,解淀粉芽孢杆菌GLD‑191及其菌剂在植物病害防治中的应用。本发明将解淀粉芽孢杆菌GLD‑191与板蓝根渣固体培养基二次发酵,制备新型微生物菌剂,提高了植物对板蓝根渣中营养物质的利用率,解淀粉芽孢杆菌GLD‑191可以产生对植物病原真菌有抑菌活性的抗菌物质,可以增加有益微生物种群,扩大了病害防治谱。

Description

一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191及其菌剂、制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物防治及微生物菌肥领域,具体涉及一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191及其菌剂、制备方法和应用。
背景技术
解淀粉芽孢杆菌自身具有广泛地抑制真菌与细菌的能力,可以改变其周围菌群环境和种类,因而成为生物杀菌剂和微生物菌肥最具开发潜力的微生物种类。国际上大量研究发现解淀粉芽孢杆菌可以产生对植物病原真菌有抑菌活性的抗菌物质,这些抗菌物质主要有低分子量的抗生素如肽类、脂肽类、细菌素以及高分子量蛋白类抗菌物质等。
板蓝根渣是抗病毒药剂经过提取后的副产品,富含丰富的有机质和营养物质,但通常都作为废弃物丢弃,是一种植物资源的极大浪费。板蓝根渣中仍含有少量的抗病毒及抗病害的活性产物,并含有大量的植物有机质和营养物质,如果直接使用,植物仍无法得到有效利用,由于板蓝根渣含有大量的有机物质和植物蛋白等营养成分以及纤维,可用作生防菌的培养基原料和吸附载体。因此,若能通过有益微生物接种和发酵,克服上述缺点,可提高植物对其的利用率。
发明内容
本发明的目的在于依据存在的现有问题以及现有技术的不足,提供了一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191及其菌剂、制备方法和应用,解淀粉芽孢杆菌GLD-19可应用于植物病害防治中,将解淀粉芽孢杆菌 GLD-191与板蓝根渣固体培养基二次发酵,可制备出具有生防功能的新型微生物菌剂。本发明对综合防治病害、提高土壤有机质含量和微生物种群数量以及促进农副产品循环利用具有重要意义,在农业生产实践中特别是绿色农业发展中具有广泛应用前景。
为实现上述目的,本发明通过以下方案予以实现:
本发明提供一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191,该解淀粉芽孢杆菌 GLD-191菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCC No.17011,保藏日期为2018年12月19日,保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
解淀粉芽孢杆菌GLD-191的16S rDNA核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,***进化树如图1所示,该菌是一种嗜温、好氧、产芽孢的杆状细菌,其生理特征多样,该菌在自然界中广泛存在,对人畜无毒无害,不污染环境,能产生多种抗菌素和酶(最早是因为发现该菌种可以分泌α-淀粉酶而命名),具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力。
本发明还提供一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191制备的微生物菌剂。
进一步地,微生物菌剂为固体菌剂。
进一步地,固体菌剂由解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液和板蓝根固体培养基制成。
进一步地,微生物菌剂的制备方法包括以下步骤:
(1)将解淀粉芽孢杆菌GLD-191接种到改良营养肉汤液体培养基,以转速为200-350rpm、27-34℃摇瓶培养48h,得到种子液;
(2)将步骤(1)获得的种子液按3-10%体积比接入LB液体培养基,进行液体发酵生产,其发酵条件为:pH 6.5-7.8,发酵温度范围为 27-34℃,搅拌速度为200-350rpm,通气量0.5:1,发酵时间为72-96h,发酵液的活孢子数≥1×109个/ml,得到解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液;
(3)将步骤(2)所得得到解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液种子发酵液按60-100ml/Kg的量接种到板蓝根固体培养基中,进行二次固体发酵腐熟,发酵过程中隔天翻堆1次,发酵温度为20-50℃,发酵5-9天,发酵结束后,在温度不高于70℃下通风干燥,使含水量控制在20%以下,包装密封备用,即得固体菌剂。
进一步地,板蓝根固体培养基各组分质量百分比为:板蓝根渣 3-25%、豆粕15-40%、小麦麸皮10-35%、酵母浸粉15-30%、尿素0.3-1.5%、NaCl 1-5%、KCl 0.5-3%、MgSO4 0.5-0.8%、CaCO3 1.2-1.9%, pH 6.5-8,板蓝根渣为板蓝根径粉碎后过200-300目筛后获得的颗粒细粉,板蓝根渣作为解淀粉芽孢杆菌GLD-191的培养基基质,并充当菌剂的吸附载体。
进一步地,改良营养肉汤液体培养基含有:牛肉膏0.6%、蛋白胨 0.7%、NaCl0.3%,其余为蒸馏水,pH 6.3-7.8;LB液体培养基含有蛋白胨10g、NaCl 5.0g、酵母膏10g、蒸馏水1000ml,pH 7.2。
本发明提供的解淀粉芽孢杆菌GLD-191在植物病害防治中的应用。
本发明提供的微生物菌剂在植物病害防治中的应用。
本发明的有益效果:
本发明将解淀粉芽孢杆菌GLD-191具有广谱抗菌活性和极强的抗逆能力,在植物病害防治中具有很好的应用效果。本发明将解淀粉芽孢杆菌GLD-191与板蓝根渣固体培养基二次发酵,制备新型微生物菌剂,解淀粉芽孢杆菌GLD-191可以产生对植物病原真菌有抑菌活性的抗菌物质。
将解淀粉芽孢杆菌GLD-191与板蓝根渣固体培养基二次发酵,可制备出具有生防功能的新型微生物菌剂。板蓝根渣是抗病毒药剂经过提取后的副产品,富含丰富的有机质和营养物质及少量的抗病毒及抗病害的活性产物,本发明使用板蓝根渣作生防菌的培养基原料和吸附载体,提高了植物对板蓝根渣中营养物质的利用率,解决了板蓝根渣直接使用时植物无法利用以及效果不佳、甚至会出现伤苗的问题,解决了农副产品废物利用的问题。板蓝根渣通过本发明解淀粉芽孢杆菌 GLD-191接种和发酵,所得微生物菌剂可用于防治西瓜枯萎病,也可以在促进植物生长和土壤改良中应用。
本发明对综合防治病害、提高土壤有机质含量和微生物种群数量以及促进农副产品循环利用具有重要意义,在农业生产实践中特别是绿色农业发展中具有广泛应用前景。
附图说明
图1为本发明解淀粉芽孢杆菌GLD-191的16S rDNA序列***发育树;
图2为本发明解淀粉芽孢杆菌GLD-191与西瓜枯萎病菌的平板对峙试验结果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
解淀粉芽孢杆菌GLD-191的分离
解淀粉芽孢杆菌GLD-191是从陕西省秦岭原始森林土壤中分离获得。
具体方法是:采集于陕西省太白县白云乡的原始森林土壤,经自然风干,室温下保存,用于拮抗菌的分离。将1g该土壤用无菌水稀释为10-3、10-4、10-5梯度。各吸取100μL至LB培养基,用玻璃涂布器涂布均匀。于28~30℃培养箱中培养48~72h后,挑取菌落形态不同的细菌进行分离纯化。以西瓜枯萎病菌为指示菌,采用平板对峙法对西瓜枯萎病菌的拮抗菌进行筛选,28℃生长培养箱6d后,选出具有抑菌圈的菌株进行下一步复筛。
采用十字交叉法将初筛后的菌株点接在距平板中央3.5cm处的4 个角上,平板中央同时移入直径4.5mm的长有西瓜枯萎病菌的琼脂块, 28℃培养6d后,选出具有抑菌圈且拮抗作用持久的菌株。测量、记录抑菌圈直径的大小并计算抑制率。抑制率(%)=(对照组病原菌菌落直径-处理组病原菌菌落直径)/对照组病原菌菌落直径×100%,如图2 所示。
实施例2
解淀粉芽孢杆菌GLD-191的鉴定
对实施例1中所分离的菌株GLD-191按常规的方法进行生理生化特性和16SrDNA分析,鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),并命名为解淀粉芽孢杆菌GLD-191。
该菌株GLD-191,在LB培养基上生长不产生色素,菌落扁平或圆形、乳白色不透明、菌落边缘不整齐。表面有褶皱。革兰氏阳性、杆状、形成芽孢,芽孢椭圆或柱形。参照《常见细菌鉴定手册》进行菌株的生理生化鉴定:甘露醇试验阳性、乳糖试验阳性、V-P试验阳性、7%NaCl生长试验阴性、甲基红试验阴性、吲哚试验阳性、pH5.7生长试验阳性、柠檬酸盐利用试验阳性、L-***糖试验阳性、淀粉水解试验阳性、D-木糖试验阳性、明胶液化试验阳性、分解酪素试验阳性、脂肪酶阴性、硝酸盐还原试验阳性、丙二酸盐的利用阴性、纤维素分解阳性、精氨酸双水解阴性。
将16SrDNA扩增产物回收纯化后测序,解淀粉芽孢杆菌GLD-191 的16S rDNA核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,具体为:
SEQ ID NO.1:
<110>陕西绿顿作物科技有限公司
<120>一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191及其菌剂、制备方法和应用
<210>1
<211>1401
<212>DNA
<213>解淀粉芽孢杆菌GLD-191
AGTCGAGCGGACAGATGGGAGCTTGCTCCCTGATGTTAGCG GCGGACGGGTGAGTAACACGTGGGTAACCTGCCTGTAAGACTGG GATAACTCCGGGAAACCGGGGCTAATACCGGATGGTTGTTTGAAC CGCATGGTTCAGACATAAAAGGTGGCTTCGGCTACCACTTACAGA TGGACCCGCGGCGCATTAGCTAGTTGGTGAGGTAACGGCTCACC AAGGCGACGATGCGTAGCCGACCTGAGAGGGTGATCGGCCACAC TGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTA GGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGACGGAGCAACGCCGC GTGAGTGATGAAGGTTTTCGGATCGTAAAGCTCTGTTGTTAGGGA AGAACAAGTGCCGTTCAAATAGGGCGGCACCTTGACGGTACCTAACCAGAAAGCCACGGCTAACTACGTGCCAGCAGCCGCGGTAATA CGTAGGTGGCAAGCGTTGTCCGGAATTATTGGGCGTAAAGGGCTC GCAGGCGGTTTCTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCCCGGCTCAACC GGGGAGGGTCATTGGAAACTGGGGAACTTGAGTGCAGAAGAGG AGAGTGGAATTCCACGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATGTGG AGGAACACCAGTGGCGAAGGCGACTCTCTGGTCTGTAACTGACG CTGAGGAGCGAAAGCGTGGGGAGCGAACAGGATTAGATACCCTG GTAGTCCACGCCGTAAACGATGAGTGCTAAGTGTTAGGGGGTTTC CGCCCCTTAGTGCTGCAGCTAACGCATTAAGCACTCCGCCTGGGG AGTACGGTCGCAAGACTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCC GCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGAAG AACCTTACCAGGTCTTGACATCCTCTGACAATCCTAGAGATAGGA CGTCCCCTTCGGGGGCAGAGTGACAGGTGGTGCATGGTTGTCGT CAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGC AACCCTTGATCTTAGTTGCCAGCATTCAGTTGGGCACTCTAAGGT GACTGCCGGTGACAAACCGGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAA TCATCATGCCCCTTATGACCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGA CAGAACAAAGGGCAGCGAAACCGCGAGGTTAAGCCAATCCCAC AAATCTGTTCTCAGTTCGGATCGCAGTCTGCAACTCGACTGCGTG AAGCTGGAATCGCTAGTAATCGCGGATCAGCATGCCGCGGTGAAT ACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCACGAGAGT TTGTAACACCCGAAGTCGGTGAGGTAACCTTT
测序所得序列通过NCBI数据库进行BLAST比对,通过MEGA5.2 软件与模式菌进行***发育分析。如图1所示,拮抗菌GLD-191与解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloloquefaciens亲缘关系最接近,菌株 GLD-191被鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)。将解淀粉芽孢杆菌GLD-191于2018年12月19日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心进行了保藏,保藏号为:CGMCC No. 17011。
实施例3
解淀粉芽孢杆菌GLD-191对西瓜枯萎病的防效试验
以无菌水为阴性对照,多菌灵作为常用的药剂对照,测定解淀粉芽孢杆菌GLD-191对盆栽西瓜枯萎病的防治效果。
将实施例1中所分离的菌株GLD-191放入灭完菌的含生理盐水的且含有有玻璃珠的具塞试管中,然后振荡器振荡,形成菌悬液,菌悬液的浓度为1×109CFU/ml。
分别用无菌水、菌悬液、多菌灵(按使用说明稀释1000倍)对盆栽西瓜(共90株,每组30株)进行叶面喷施,48h后接种1×105个/mL 的西瓜枯萎病菌孢子悬液。黑暗保湿72h,25℃恒温培养,观察发病情况。用发病率计算防治效果,防治效果%=[(对照区发病率-处理区发病率)/对照区发病率]×100。
试验结果表明,无菌水对照组防效为0(发病株数为30),对照药剂多菌灵防效为63.3%(发病株数为11),解淀粉芽孢杆菌GLD-191 防效为86.7%(发病株数为4)。试验结果表明,解淀粉芽孢杆菌GLD-191 对西瓜枯萎病有良好的防效,对农业生产实际应用具有指导意义。
实施例4
以解淀粉芽孢杆菌GLD-191制备的微生物菌剂,其制备方法具体以下步骤:
(1)将解淀粉芽孢杆菌GLD-191接种到改良营养肉汤液体培养基,改良营养肉汤液体培养基含有:牛肉膏0.6%、蛋白胨0.7%、NaCl 0.3%,其余为蒸馏水,pH 6.3-7.8,以转速为250rpm、30℃摇瓶培养 48h,得种子液;
(2)将步骤(1)获得的种子液按5%体积比接入LB液体培养基, LB液体培养基含有:蛋白胨10g,NaC l5.0g,酵母膏10g,蒸馏水1000 ml,pH 7.2,进行液体发酵生产,其发酵条件为:pH6.5-7.8,发酵温度范围为30℃,搅拌速度为300rpm,通气量0.5:1,发酵时间为84h,发酵液的活孢子数≥1×109个/ml,得到解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液;
(3)将步骤(2)所得解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液按 80ml/Kg的量接种到板蓝根固体培养基中,进行二次固体发酵腐熟,板蓝根固体培养基各组分质量百分比为:板蓝根渣20%、豆粕20%、小麦麸皮30%、酵母浸粉20%、尿素1%、NaCl 4%、KCl 3%、MgSO40.5%、CaCO3 1.5%,pH 6.5-8,发酵过程中隔天翻堆1次,发酵温度为 40℃,发酵6天,发酵结束后,在温度不高于70℃下通风干燥,使含水量控制在20%以下,包装密封备用,即得微生物菌剂。
实施例5
板蓝根渣微生物菌剂防治西瓜枯萎病和促进西瓜生长的田间效果试验
为了表明本发明微生物菌剂,对西瓜枯萎病的防治效果以及对西瓜促进生长效果,在室内盆栽试验的基础上,进行了田间药效试验。在西北农林科技大学试验田,设置两组处理:处理1不施药作为对照;处理2施加实施例4中制备的微生物菌剂。选择西瓜苗生长一致的西瓜地,结合西瓜苗基肥进行土壤处理,使用量50Kg/亩,处理后连续观察3个月,调查田间发病情况,按照实施例3方法计算田间防效,以及测量西瓜株长,记录试验结果。
试验结果表明,板蓝根渣微生物菌剂处理组的发病指数明显低于空白对照组,能有效降低西瓜枯萎病发病率,田间防效达到76.7%;同时,板蓝根微生物菌剂可以促进西瓜苗的生长,处理组平均株长达到0.98m,比空白对照组高0.11m。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
SEQ ID NO.1:
<110> 陕西绿顿作物科技有限公司
<120> 一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191及其菌剂、制备方法和应用
<210> 1
<211> 1401
<212> DNA
<213> 解淀粉芽孢杆菌GLD-191
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Claims (8)

1.一种解淀粉芽孢杆菌GLD-191,其特征在于,所述解淀粉芽孢杆菌GLD-191菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号为CGMCCNo.17011,保藏日期为2018年12月19日。
2.根据权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌GLD-191,其特征在于,解淀粉芽孢杆菌GLD-191的16S rDNA核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
3.根据权利要求1所述的解淀粉芽孢杆菌GLD-191制备的微生物菌剂。
4.根据权利要求3所述的微生物菌剂,其特征在于,微生物菌剂为固体菌剂。
5.根据权利要求4所述的微生物菌剂,其特征在于,所述固体菌剂由解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液和板蓝根固体培养基制成。
6.根据权利要求5所述的微生物菌剂,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:
(1)将解淀粉芽孢杆菌GLD-191接种到改良营养肉汤液体培养基,以转速为200-350rpm、27-34℃摇瓶培养48h,得到种子液;
(2)将步骤(1)获得的种子液按3-10%体积比接入LB液体培养基,进行液体发酵生产,其发酵条件为:pH6.5-7.8,发酵温度范围为27-34℃,搅拌速度为200-350rpm,通气量0.5:1,发酵时间为72-96小时,发酵液的活孢子数≥1×109个/ml,得到解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液;
(3)将步骤(2)所得解淀粉芽孢杆菌GLD-191种子发酵液按60-100ml/Kg的量接种到板蓝根固体培养基中,进行二次固体发酵腐熟,发酵过程中隔天翻堆1次,发酵温度为20-50℃,发酵5-9天,发酵结束后,在温度不高于70℃下通风干燥,使含水量控制在20%以下,包装密封备用,即得固体菌剂。
7.根据权利要求6所述的微生物菌剂,其特征在于,板蓝根固体培养基各组分质量百分比为:板蓝根渣3-25%、豆粕15-40%、小麦麸皮10-35%、酵母浸粉15-30%、尿素0.3-1.5%、NaCl1-5%、KCl0.5-3%、MgSO40.5-0.8%、CaCO31.2-1.9%,pH6.5-8,板蓝根渣为板蓝根径粉碎后过200-300目筛后获得的颗粒细粉,板蓝根渣作为解淀粉芽孢杆菌GLD-191的培养基基质,并充当菌剂的吸附载体。
8.根据权利要求6所述的微生物菌剂,其特征在于,改良营养肉汤液体培养基含有:牛肉膏0.6%、蛋白胨0.7%、NaCl0.3%,其余为蒸馏水,pH6.3-7.8;LB液体培养基含有:蛋白胨10g、NaCl5.0g、酵母膏10g、蒸馏水1000ml,pH7.2。
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