CN117467557A - 具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种及其应用 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及微生物领域，具体涉及具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种及其培养方法和应用，其中所述类芽孢杆菌包含SEQ ID NO：1所示的16S rDNA序列或其互补序列或与SEQ ID NO：1相比至少85％同一性序列。本申请首次提出类芽孢杆菌Paenibacillussp.Paen552及其在促进作物生长和/或防治由尖孢镰刀菌引起的植物病害中的应用，对提高农作物产量并促进农业绿色生产具有重要意义。

Description

具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种及其应用
技术领域
本申请涉及微生物领域，具体涉及具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种及其培养方法和应用。
背景技术
早期研究将类芽孢杆菌归为芽孢杆菌属。Carol Ash于1993年通过16s rDNA序列分析，发现部分芽孢杆菌与其他芽孢杆菌在序列上存在高度特异性，因此将这部分芽孢杆菌独立出来，新建了类芽孢杆菌属。类芽孢杆菌广泛存在于根际土壤、水体、食品等多种环境中。据国际细菌命名法委员会，截至2023年4月，类芽孢杆菌属中共计有382个不同菌种(https://lpsn.dsmz.de/)。研究表明，类芽孢杆菌属具有丰富的生物合成基因簇，能产生多种生物活性物质(如胞外多糖、抗菌物质、植物激素等)，可广泛应用于农业、工业和医药领域(如用于生物肥料、生物农药、酶生产、抗感染、抗肿瘤等)。
随着世界人口增长、耕地减少，粮食安全已成为人们关注的热点。然而，化肥农药的过量施用带来了一系列环境影响。化肥过量施用易导致土壤结构破坏、土壤养分流失、土壤板结和土壤环境次生盐碱化；农药不合理施用会带来农产品农药残留过高、环境污染的问题。植物根际促生菌是指能在植物根际定殖，且对植物生长、发育和抗逆有促进作用的有益微生物。开发利用植物根际促生菌资源可减少化肥施用量，提高化肥利用率，部分替代农药施用，缓解化肥农药带来的环境影响。
由此，亟待开发新的植物促生和生防菌种以减少化肥和农药的使用，从而降低环境污染。
发明内容
为此，本申请的实施例提供了具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种及其培养方法和应用。
本申请第一方面实施例提出了一种类芽孢杆菌，包含SEQ ID NO：1所示的16SrDNA序列或其互补序列或与SEQ ID NO：1相比至少85％同一性序列。
在一些实施例中，所述类芽孢杆菌为类芽孢杆菌属(Paenibacillus)；优选地，所述类芽孢杆菌具有如SEQ ID NO：1所示的16S rDNA序列；更优选地，所述菌株为具有保藏编号GDMCC 63375的Paenibacillus sp.Paen552。
本申请第二方面的实施例提供一种培养上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌的方法，所述方法包括将所述类芽孢杆菌接种于培养基培养，所述培养的温度为20至40℃。
在一些实施例中，所述培养基的pH为7.0至8.0，优选为7.4至7.6，所述培养的温度为25℃至35℃，优选为26℃至30℃，更优选为28℃。
在一些实施例中，所述培养基包括蛋白胨8g/L至12g/L优选为10g/L，牛肉膏2g/L至4g/L优选为3g/L，和氯化钠4g/L至6g/L优选为5g/L。
本申请第三方面的实施例提出了一种农用制剂，包括如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌。
在一些实施例中，所述农用制剂还包括辅料。
在一些实施例中，所述辅料包括：有机质辅料和/或无机质辅料。
在一些实施例中，所述农用制剂的剂型选自：可湿性粉剂、水分散粒剂、悬浮剂、水乳剂、颗粒剂、种衣剂、或其组合。
本申请第四方面的实施例提出如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌或如上述第三方面任一实施例所述的农用制剂在生物固氮中的应用。
本申请第五方面的实施例提出如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌或如上述第三方面任一实施例所述的农用制剂在抑制尖孢镰刀菌中的应用。
本申请第六方面的实施例提出如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌或如上述第三方面任一实施例所述的农用制剂在促进植物生长和/或防治由尖孢镰刀菌引起的植物病害中的应用。
在一些实施例中，所述植物病害包括：小麦镰刀菌病、玉米镰刀菌病、番茄根腐病、黄瓜霉斑病、大豆根腐病和/或大豆枯萎病。
在一些实施例中，所述应用包括使用如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌或如上述第三方面任一实施例所述的农用制剂在植物播种期和/或幼苗期进行灌根处理。
在一些实施例中，植物可以包括禾本科植物和豆科植物，优选地，所述禾本科植物选自玉米、谷子和陆稻，所述豆科植物选自大豆和苜蓿。
本申请的实施例实现了如下有益效果：
本申请首次提出类芽孢杆菌Paenibacillus sp.Paen552及其在促进作物生长和/或防治由尖孢镰刀菌引起的植物病害中的应用，尤其是能够有效固氮、抑制真菌尖孢镰刀菌以及促进植物生长，从而降低化肥和农药的施用量，缓解化肥农药带来的环境影响。本申请提出的具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种对提高农作物产量具有重要意义。同时通过Paenibacillus sp.Paen552制作成适宜农业生产使用的微生物菌肥，可以减少化肥施用量，促进农业绿色生产。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例2的Paen552的聚类图。
图2为根据本申请实施例3的Paen552在牛肉膏蛋白胨培养基上的平板生长图。
图3为根据本申请实施例4的Paen552在无氮培养基上的平板生长图。
图4为根据本申请实施例5的平板对峙法检验Paen552抑菌能力的平板生长图。
图5为根据本申请实施例6的华谷12生长图。
图6为根据本申请实施例7的金镶玉、陆引46、华谷12、中黄13和紫花苜蓿的田间生长图，其中，A为金镶玉，B为中黄13，C为华谷12，D为陆引46，E为紫花苜蓿。
图7为根据本申请实施例3的Paen552的显微形态。
菌种保藏说明：
Paenibacillus sp.Paen552：保藏登记号为GDMCC No:63375，保藏机构为：广东省微生物菌种保藏中心；保藏单位地址：广东省广州市越秀区先烈中路100号大院实验大楼5楼；保藏时间为2023年4月21日。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，并非限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
本申请是基于发明人的以下认识做出的：
农业生产中化肥和农药的过度施用带来了一系列环境问题，例如土壤结构被破坏、土壤养分流失、土壤板结和土壤环境次生盐碱化，以及农产品中农药残留量过高和环境污染等问题。
土壤作为微生物资源的宝库，其间的微生物的组成复杂、种类繁多，1g土壤中大约含有2000-18000种微生物。根系微生物极易受到植物宿主、土壤类型、营养状况以及气候因子的影响。植物宿主对微生物的选择好像并不完全随机，似乎是通过分泌特定的小分子营养物质，吸引一些对植物生长有益的，潜在的植物益生菌定值在其周围，同时修改土壤的pH,改善土壤的质量等。但是微生物如何帮助植物生长，提高作物的产量依然未知。
了解植物周围的微生物组成，解析微生物，植物生长以及环境条件之间的相互关系，找到植物生长所需的最优微生物组成，建立微生物辅助作物健康，高效生长以及高产的可控模型，促使粮食生产最大化。这就需要通过建立大规模植物相关的微生物组成和功能基因信息与作物的生长，产量表型的关联分析来找到这些潜在植物益生菌和功能特性。在大数据分析结果的指导下有目的的筛选出具有应用价值的潜在益生菌，可以为农业应用提供可能。
本申请实施例通过大量实验和数据分析，从大豆根际土壤样本中分离出一种类芽孢杆菌的新菌种Paen552，能够显著促进农作物生长同时具备固氮和抑菌作用，能够在促进植物生长的同时，降低农药和化肥的施用量。进一步地，本申请实施例通过平板固氮和抑菌实验、盆栽促生长实验以及田间实验等一系列的实验验证了这些菌株的促生、固氮和抑菌功能。
本申请的第一方面实施例提出了一种类芽孢杆菌，包含SEQ ID NO：1所示的16SrDNA序列或其互补序列或与SEQ ID NO：1相比至少85％同一性序列。
在本申请实施例中，同一性的百分比通常描述两个序列相同的程度，即它通常描述在其序列位置上对应于参考序列的相同核苷酸的核苷酸的百分比。在本申请实施例中，所述“至少85％同一性的序列”是指与SEQ ID NO:1所示的序列相比，具有85％至100％之间的任意数值(包括端点值)所示的同一性的序列，例如可以具有85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的序列同一性，以及两个相邻的整数之间的无数个小数所示的序列同一性，例如具有与SEQ ID NO:1所示的序列相比，至少98.57％、99.64％、99.7％、99.8％或99.9％的序列同一性。
在一些实施例中，所述类芽孢杆菌为类芽孢杆菌属(Paenibacillus)；优选地，所述类芽孢杆菌具有如SEQ ID NO：1所示的16S rDNA序列；更优选地，所述菌株为具有保藏编号GDMCC No.63375的Paenibacillus sp.Paen552。
类芽孢杆菌属拉丁学名(Paenibacillus Ash,Priest&Collin,1994)细胞呈杆状，革兰氏染色阳性、阴性或可变，以周生鞭毛运动。通过进化树分析，本申请实施例中提出的Paen552为类芽孢杆菌属下的一个新种。Paen552为一种类芽孢杆菌，其属于类芽孢杆菌属，将其命名为Paenibacillus sp.Paen552；保藏登记号为GDMCC No:63375，保藏机构为：广东省微生物菌种保藏中心；保藏单位地址：广东省广州市越秀区先烈中路100号大院实验大楼5楼；保藏时间为2023年4月21日。
在本申请实施例中，具有SEQ ID NO:1所示序列的菌株Paen552可以由本领域的技术人员理解为原始菌株。与SEQ ID NO:1所示序列具有至少85％同一性的基因组序列的菌株可以由本领域的技术人员理解为具有SEQ ID NO:1所示序列的菌株Paen552的变体菌株。可以理解的是，菌株如菌株Paen552可以发生自发突变或经过人工培养以形成变体菌株，例如发生核苷酸的缺失、核苷酸的添加、或核苷酸的替换。“变体菌株”与“菌株Paen552”具有高度相同的基因序列以及极其相似的生物学功能，突变的基因基本上不会影响菌株Paen552的保守序列，因而不会影响菌株Paen552的遗传稳定性。更具体地说，该“变体菌株”也是Paen552种的菌株，表现Paen552种的生理活性特征。菌株1对应的具体属及其属下的所有种同样落入本申请的保护范围内。
本申请实施例所分离的新的菌株Paen552在单独使用时，能够有效用于改善植物的农艺性状，尤其是能够有效固氮、抑制真菌尖孢镰刀菌以及促进植物生长，从而降低化肥和农药的施用量，缓解化肥农药带来的环境影响。本申请提出的具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种对提高农作物产量具有重要意义。
本申请第二方面的实施例提供一种培养上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌的方法，所述方法包括将所述类芽孢杆菌接种于培养基培养，所述培养的温度为20至40℃。
在一些实施例中，所述培养基的pH为7.0至8.0，优选为7.4至7.6，所述培养的温度为25℃至35℃，优选为26℃至30℃，更优选为28℃。
在一些实施例中，所述培养基包括蛋白胨8g/L至12g/L优选为10g/L，牛肉膏2g/L至4g/L优选为3g/L，和氯化钠4g/L至6g/L优选为5g/L。
本申请第三方面的实施例提出了一种农用制剂，包括如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌。
由于上述菌株还包含菌株Paen552的同属的突变菌株，则菌株Paen552的具体属及其属下的所有种同样落入本申请的农用制剂的保护范围内。
在一些实施例中，所述农用制剂还包括辅料，其中所述辅料可以为有机质和/或无机质。在本申请实施例中，有机质可以为除菌株Paen552外，其它能够促进植物生长的附加菌肥，例如：增加土壤氮素和作物氮素营养的菌肥，如根瘤菌肥、固氮菌肥、固氮蓝藻肥等；分解土壤有机质的菌肥，如有机磷细菌肥料、综合性菌肥；分解土壤难溶性矿物质的菌肥，如磷细菌肥料、钾细菌菌肥、菌根真菌肥料；刺激植物生长的菌肥，如促生菌肥；增加作物根系抗逆能力的菌肥，如抗生菌肥料、抗逆菌类肥料。在本申请实施例中，有机质还可以是植物生长所需的有机肥料，如粪肥等。可以理解的是，本申请实施例中的有机质单独或其组合只要能够保证对植物生长有促进作用即可，本申请对此不作限制。
在本申请实施例中，无机质可以为农业上可使用的化学组分，例如农业上可以接受的载体、赋形剂、稀释剂、辅剂、媒介物，赋形剂、载体或其组合，和/或具有不影响农业制剂中微生物活性浓度的无机肥料，本申请对此不作限制。
在本申请实施例中，农用制剂的剂型可以选自：可湿性粉剂、水分散粒剂、悬浮剂、水乳剂、颗粒剂、种衣剂、或其组合。可以理解的是，本申请实施例中农用制剂的剂型只要保证能够以一定的形态施用至植物即可，本申请对此不作限制。
本申请实施例所提出的农用制剂，通过使用Paen552，能够有效用于改善植物的农艺性状，尤其是能够有效固氮、抑制真菌尖孢镰刀菌以及促进植物生长，从而降低化肥和农药的施用量，缓解化肥农药带来的环境影响。本申请提出的具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种对提高农作物产量具有重要意义。
本申请第四方面的实施例提出如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌或如上述第三方面任一实施例所述的农用制剂在促进作物生长和/或防治由尖孢镰刀菌引起的植物病害中的应用。
“尖孢镰刀菌(F.oxysporum)”半知菌类(Imperfecti fungi)、从梗孢目(Moniliales)、瘤座孢科(Tuberculariaceae)、镰刀菌属(Fusarium)，是一种世界性分布的土传病原真菌，寄主范围广泛，可引起瓜类、茄科、香蕉、棉、豆科及花卉等100多种植物枯萎病的发生。本申请实施例中提出的类芽孢杆菌或包含其的农用制剂能够有效抑制尖孢镰刀菌，从而能够有效防治由尖孢镰刀菌引起的瓜类、茄科、香蕉、棉、豆科及花卉等植物的枯萎病害。
在本申请实施例中，如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌或如上述第三方面任一实施例所述的农用制剂可用于防治的植物病害包括：小麦镰刀菌病、玉米镰刀菌病、番茄根腐病、黄瓜霉斑病、大豆根腐病和/或大豆枯萎病。
在一些实施例中，所述应用包括使用如上述第一方面任一实施例所述的类芽孢杆菌或如上述第三方面任一实施例所述的农用制剂在植物播种期和/或幼苗期进行灌根处理。
在一些实施例中，使用本申请实施例中提出的类芽孢杆菌或包含其的农用制剂对植物进行生防的植物具体可以是禾本科植物和/或豆科植物，其中禾本科植物包括但不限于玉米、谷子、陆稻等；豆科植物包括但不限于苜蓿和大豆等。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
如无特殊说明，以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。
实施例1：新菌种Paen552的分离
采集大豆根际土壤样本，将根际土壤样本倒入研钵，加入2-3ml的无菌水，直接研磨至粉末状，制得研磨液。将研磨液采用无菌水分别稀释为10-2至10-5的梯度浓度。分别将梯度稀释液涂布到牛肉膏蛋白胨固体培养集中，同时涂布不含菌液的无菌水作为空白对照。涂布完成后，于28℃倒置培养48-72小时。挑取单菌落于液体牛肉膏蛋白胨培养基中扩增培养，然后反复多次划线扩增，纯化得到编号为Paen552的单克隆菌株。
实施例2：新菌种Paen552的鉴定和进化地位确定
对单克隆菌株Paen552的16S rDNA基因进行测序，测序得到Paen552的16S rDNA基因序列如下方SEQ ID NO：1所示。
ACCACTTCGGCGGCTGGCTCCTTGCGGTTACCCCACCGACTTCGGGTGTTGTAAACTCTCGTGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGACCCGGGAACGTATTCACCGCGGCATGCTGATCCGCGATTACTAGCAATTCCGACTTCATGCAGGCGAGTTGCAGCCTGCAATCCGAACTGAGACCGGCTTTTTAGGATTAGCTCCACCTCGCGGCTTCGCGGCCCGTTGTACCGGCCATTGTAGTACGTGTGTAGCCCAGGTCATAAGGGGCATGATGATTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCACCTTAGAGTGCCCACCCGAAGTGCTGGCAACTAAGATCAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAACCATGCACCACCTGTCTCCTCTGTCCCGAAGGAAAGGTGTATCTCTACACCGGTCAGAGGGATGTCAAGACCTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATACTCCACTGCTTGTGCGGGTCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAGTCTTGCGACCGTACTCCCCAGGCGGAATGCTTAATGTGTTAACTTCGGCACCAAGGGTATCGAAACCCCTAACACCTAGCATTCATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCACGCTTTCGCGCCTCAGCGTCAGTTACAGCCCAGAGAGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTCCACATCTCTACGCATTTCACCGCTACACGTGGAATTCCACTCTCCTCTTCTGCACTCAAGTCATCCAGTTTCCAGTGCGATCCGGGGTTGAGCCCCGGGATTAAACACCAGACTTAAATGACCGCCTGCGCGCGCTTTACGCCCAATAATTCCGGACAACGCTTGCCCCCTACGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTTAGCCGGGGCTTTCTTCTCAGGTACCGTCACCTTGAGAGCAGTTACTCTCCCAAGCGTTCTTCCCTGGCAACAGAGCTTTACGATCCGAAAACCTTCATCACTCACGCGGCATTGCTCCGTCAGGCTTTCGCCCATTGCGGAAGATTCCCTACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGGCCGTGTCTCAGTCCCAGTGTGGCCGATCACCCTCTCAGGTCGGCTACGCATCGTCGCCTTGGTGAGCCGTTACCTCACCAACTAGCTAATGCGCCGCAGGCCCATCCTCAAGTGACAGATTGCTCCGTCTTTCCAGTTCCCTCCAGGCGAAGAAAACAAGTATTCGGTATTAGCTACCGTTTCCGGTAGTTGTCCCAAGCTTGAGGGCAGGTTGCCTACGTGTTACTCACCCGTCCGCCGCTAAGCATCAAGGAAGCAAGCTTCCTATCAACTCCGCTCGACTTGCATGTATTAGCAG(SEQ ID NO：1)将测序获得的Paen552约1.4Kb近乎16S rDNA全长的序列(即SEQ IDNO：1)在EzBioCloud的16S rDNA基因数据库中进行比对。比对结果表明，数据库中与Paen552的16S rDNA基因同源性最高的两个菌株是Paenibacillus dongdonensisKUDC0114(序列号：KF425513)和Paenibacillus pabuli NBRC 13638(序列号：BCNM01000057)，相似度分别为98.39％和97.99％(均小于新菌判定标准98.65％)。根据16SrDNA的信息可初步判定Paen552是属于Paenibacillus属的一个新种。
进一步地，将Paen552的近缘菌株序列使用MAGA以邻位归并法(1000次重复)构建***发育树，结果如图1所示。由图1可以看出Paen552不与其他种的菌聚类在一起，这也证明了实施例1所分离的菌株1是Paenibacillus属下的一个新菌种。
因此，结合16S rDNA序列比对和MAGA建树结果，可确定Paen552为Paenibacillus属的一个新菌种，并于2023年4月21日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏号为GDMCCNo.63375，命名为Paenibacillus sp.Paen552。
实施例3：新菌种Paen552的菌落特征
本申请所提供的新菌种Paen552在牛肉膏蛋白胨固体培养基平板上呈乳白色，不透明，菌落圆形、光滑，菌体粘稠(如图2所示)。
显微观察：对Paen552的显微形态进行观察(如图7所示)发现，该菌株的菌体为杆状，革兰氏染色呈阳性。
实施例4：新菌种Paen552的固氮特性
用接种环挑取菌株Paen552的菌落在Ashby无氮培养基上划线后，置于30℃恒温生化培养箱中培养48小时，观察结果。结果显示Paen552可在Ashby无氮培养基上生长良好，确认菌株具有较好的固氮能力(如图3所示)。Ashby无氮培养基的配方为：10g/L甘露醇，0.2g/L KH2PO4，0.2g/L MgSO4·7H2O，0.2g/L NaCl，0.1g/L CaSO4·2H2O，5g/L CaCO3。
实施例5：新菌种Paen552的抑菌特性
利用平板对峙法检验Paen552的抑菌能力。将病原真菌尖孢镰刀菌从斜面上活化至PDA平板中央，25℃，培养5-7d。菌落长至平板直径一半时根据菌落特征和显微特征确定是目标菌株后备用。将尖孢镰刀菌制成直径5mm的菌饼并接到PDA平板的中央，吸取5μLPaen552菌液点接到平板边缘处。病原菌长满平板时测量病原菌距细菌近端的半径。结果表明，Paen552对尖孢镰刀菌具有抑制效果(如图4所示)，因而能够用于由尖孢镰刀菌引起的植物病害的防治。
实施例6：新菌种Paen552的盆栽促生长实验
6.1将菌株Paen552活化后，接入牛肉膏蛋白胨培养基，28℃、180r/min震荡发酵5天。之后，将菌液OD600调至0.5，取菌液，5000rpm离心10min，去除上清，使用无菌水重悬菌体，待用。
6.2将华谷12种植于装有田间土壤的花盆中，待种子发芽5天后，在每个盆中的发芽的植株根部周围分别浇入5ml步骤6.1中制得的菌液，每个处理设置3个平行组。之后，每隔5天浇灌一次，共浇灌3次。
6.3 25天后，取出盆中植物并测量其根长和株高。具体测量数据如表1所示，处理组和对照组的生长情况如图5所示。
表1接种Paen552对谷子盆栽生长的影响
由图5可见，在盆栽试验中，施用本发明所提供新菌种Paen552后的谷子相较于对照组生长更为茂盛，植株普遍偏高且健壮挺拔、叶片浓绿，说明本发明所提供新菌种Paen552对谷子的茎秆和叶片的生长具有良好的促进作用。同时，根据表1谷子生长数据统计情况，接种Paen552后谷子株高、根长和茎粗指标均极显著高于对照组，与对照组相比，增长率分别为22.18％、79.98％和26.23％，说明Paen552菌株对谷子具有极明显的促生长和促生根效果。
实施例7：本发明新菌种Paen552的田间验证实验
将菌株Paen552活化后，接入牛肉膏蛋白胨培养基，28℃、180r/min震荡发酵5天，获得Paen552发酵液。使用时将发酵菌液与自来水按照1：100比例稀释。在田间小区分别种植禾本科作物以及豆科植物以验证Paen552的促生作用，具体种植的植物类型为玉米、陆稻、谷子、大豆、苜蓿，作物品种分别为金镶玉、陆引46、华谷12、中黄13、紫花苜蓿。分别于作物生长播种时和幼苗期进行接种，每株作物浇灌等量发酵稀释液。于生长35天后，对作物进行取样并统计生物量数据。具体测量数据分别如表2、表3、表4、表5所示，处理组和对照组的生长情况如图6所示。
表2接种Paen552对大豆田间生长的影响
不同处理 株高(mm) 根长(mm) 地上鲜重(g) 地下鲜重(g) 茎粗(mm)
对照组(平均值±标准差) 504.17±50.74 130.00±10.00 15.74±3.72 1.11±0.22 5.36±0.64
Paen552(平均值±标准差) 557±26.83 175±50.74 23.57±4.09 1.86±0.51 5.87±0.37
增长率 10.48％ 34.62％ 49.74％ 68.18％ 9.47％
p值 0.0457 0.0209 0.0613 0.0107 0.234
p值符号 * * *
表3接种Paen552对陆稻田间生长的影响
表4接种Paen552对谷子田间生长的影响
不同处理 株高(mm) 根长(mm) 地上鲜重(g) 地下鲜重(g) 茎粗(mm)
对照组(平均值±标准差) 350.40±33.27 126.50±48.71 1.08±0.24 0.06±0.03 2.70±0.39
Paen552(平均值±标准差) 372.00±48.72 143.00±33.18 1.22±0.42 0.07±0.02 2.66±0.40
增长率 6.16％ 13.04％ 12.29％ 8.06％ -1.33％
p值 0.893 0.336 0.63 0.91 0.89
p值符号
表5接种Paen552对玉米田间生长的影响
表6接种Paen552对苜蓿田间生长的影响
不同处理 株高(mm) 根长(mm) 地上鲜重(g) 地下鲜重(g)
对照组(平均值±标准差) 49±6.69 25.7±2.52 20.65±5.82 2.99±0.43
Paen552(平均值±标准差) 71.18±12.6 30.05±1.37 46.59±10.29 8.23±3.95
增长率 45.26％ 16.93％ 125.63％ 174.90％
p值 0.00116 0.114 0.096 0.0344
p值符号 ** *
由图6可见，在田间试验中，施用本发明所提供新菌种Paen552后的植株相较于对照组地上和地下部分均更为茂盛，地上部分普遍偏高且健壮挺拔、叶片浓绿，说明本本发明所提供新菌种Paen552对植物的茎秆、叶片、根的生长具有良好的促进作用。
表2-6分别为施用本发明所提供新菌种Paen552后对大豆、陆稻、谷子、玉米、苜蓿各生长指标的测量值。由表2可见，显著性差异分析显示施用Paen552菌株能显著提高大豆的株高、根长和地下鲜重，与对照组相比增长率分别为10.48％、34.62％和68.18％，证明Paen552菌株作用于大豆具有明显的促生长和促生根效果。由表3可见，显著性差异分析显示施用Paen552菌株能极显著提高陆稻的根长、地上鲜重和茎粗，与对照组相比增长率分别为34.86％、61.72％和99.24％，证明Paen552菌株能有效促进陆稻根系生长和茎粗。由表4可见，与对照组相比施用Paen552菌株能提高谷子的地上和地下部分，增长率为6.16％-13.04％，说明Paen552菌株能在一定程度上促进谷子生长和生根。由表5可见，显著性差异分析显示施用Paen552菌株能显著提高玉米的株高、地上鲜重、地下鲜重和最大叶长，与对照组相比增长率分别为23.02％、72.76％、155.86％和32.24％，证明施用Paen552菌株能明显促进玉米茎秆、叶片和根系的生长。由表6可见，显著性差异分析显示施用Paen552菌株能极显著提高苜蓿的株高，显著提高苜蓿地下鲜重，与对照组相比增长率分别为45.26％和174.90％，证明施用Paen552菌株能明显促进苜蓿茎秆和根系的生长。
由此，本申请实施例中新分离并鉴定的根际促生菌株Paen552对多种作物的生长均具有良好的促进作用，具体来说，主要体现在对作物茎秆、叶片和根系生长的促进作用，说明本申请实施例中新分离并鉴定的根际促生菌株Paen552及包含其的农用制剂在实现植物病害防治之外，还能够有效用于包括禾本科作物及豆科植物等多种植物的促生，这能够有效降低化肥和农药的施用量，缓解化肥农药带来的环境影响。本申请提出的具有促生长和生防功能的类芽孢杆菌新菌种Paen552对提高农作物产量、防治植物病害以及环境保护具有重要意义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种类芽孢杆菌，其特征在于，包含SEQ ID NO：1所示的16S rDNA序列或其互补序列或与SEQ ID NO：1相比至少85％同一性序列。
2.如权利要求1所述的类芽孢杆菌，其特征在于，所述类芽孢杆菌为类芽孢杆菌属(Paenibacillus)；优选地，所述类芽孢杆菌具有如SEQ ID NO：1所示的16S rDNA序列；更优选地，所述菌株为具有保藏编号GDMCC 63375的Paenibacillus sp.Paen552。
3.一种培养如权利要求1或2所述的类芽孢杆菌的方法，其特征在于，所述方法包括将所述类芽孢杆菌接种于培养基培养，所述培养的温度为20至40℃，
可选地，所述培养基的pH为7.0至8.0，优选为7.4至7.6，所述培养的温度为25℃至35℃，优选为26℃至30℃，更优选为28℃，
可选地，所述培养基包括蛋白胨8g/L至12g/L优选为10g/L，牛肉膏2g/L至4g/L优选为3g/L，和氯化钠4g/L至6g/L优选为5g/L。
4.一种农用制剂，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的类芽孢杆菌，
可选地，所述农用制剂的剂型选自：可湿性粉剂、水分散粒剂、悬浮剂、水乳剂、颗粒剂、种衣剂或其组合。
5.如权利要求4所述的农用制剂，其特征在于，所述农用制剂还包括辅料，
可选地，所述辅料包括：有机质辅料和/或无机质辅料。
6.如权利要求1或2所述的类芽孢杆菌或如权利要求4或5所述的农用制剂在生物固氮中的应用。
7.如权利要求1或2所述的类芽孢杆菌或如权利要求4或5所述的农用制剂在抑制尖孢镰刀菌中的应用。
8.如权利要求1或2所述的类芽孢杆菌或如权利要求4或5所述的农用制剂在促进植物生长和/或防治由尖孢镰刀菌引起的植物病害中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述植物病害包括：小麦镰刀菌病、玉米镰刀菌病、番茄根腐病、黄瓜霉斑病、大豆根腐病和/或大豆枯萎病。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括使用如权利要求1或2所述的类芽孢杆菌或如权利要求4或5所述的农用制剂在植物播种期和/或幼苗期进行灌根处理；优选地，所述植物选自禾本科植物和豆科植物，更优选地，所述禾本科植物选自玉米、谷子和陆稻，所述豆科植物选自大豆和苜蓿。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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