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一种嗜芽孢杆菌菌株wp-1及其应用

阅读:486发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种嗜芽孢杆菌菌株wp-1及其应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种嗜 碱 芽孢杆菌菌株wp-1及其应用,涉及农业 微 生物 技术领域,所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M 2018427。本发明所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1具有耐盐、耐碱性环境的能 力 。嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1具有将难溶性的 磷酸 盐 转化为 植物 可吸收的可溶性磷的能力,还能够利用色 氨 酸合成吲哚乙酸(IAA),具有合成 铁 载体的能力。本发明所述的嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1能够降低小麦根部丙二 醛 含量,可用于提高植物的抗逆性。本发明所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1还具有在非胁迫环境和 盐胁迫 环境下促进植物生长的作用。,下面是一种嗜芽孢杆菌菌株wp-1及其应用专利的具体信息内容。

1.一种嗜芽孢杆菌菌株wp-1,其特征在于,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M 2018427。
2.根据权利要求1所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1,其特征在于,所述菌株wp-1的pH值耐受范围为6~11,盐度耐受范围为1~17%。
3.权利要求1或2所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在提高植物抗逆性中的应用。
4.权利要求1或2所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在合成吲哚乙酸中的应用。
5.权利要求1或2所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在促进难溶性磷转化为可溶性磷中的应用。
6.权利要求1或2所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在合成载体中的应用。
7.权利要求1或2所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在促进植物生长中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述菌株wp-1在提高盐碱胁迫下植物生长中的应用。

说明书全文

一种嗜芽孢杆菌菌株wp-1及其应用

技术领域

[0001] 本发明涉及农业生物技术领域,尤其涉及一种嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1及其应用。

背景技术

[0002] 土壤盐渍化是世界性问题,涉及到世界各个地区,其中在干旱、半干旱地区尤为严重。全球盐渍土面积约为1×109hm2,对发展综合性农业具有很大潜。我国是世界盐碱地大国之一,盐渍土总面积约为0.99×108hm2(朱建峰,崔振荣,吴春红,邓丞,陈军华,张华新.我国盐碱地绿化研究进展与展望[J].世界林业研究,2018,31(04):70-75),且分布广泛,从热带到寒温带、滨海到内陆、湿润地区到极端干旱的荒漠地区,均有大量盐渍土的分布。随着人口增长,粮食需求日益增多,工业化、城市化发展,农田面积日益减少,土地资源成为制约社会经济和农业可持续发展的重要因素之一。盐碱地是我国重要的后备土地资源,盐碱地的合理利用对确保国家耕地面积不低于18亿亩的红线,和推动整个国民经济可持续发展均具有重要战略意义。
[0003] 盐碱土是陆地上分布广泛的一种土壤类型,是陆地表面生态脆弱区域。盐碱胁迫从多方面影响植物的整个生命周期。盐碱胁迫能抑制种子萌发、幼苗生长,影响根、茎、叶、花、果实等器官的生长发育,抑制植物的光合作用过程,影响根系对矿质离子的吸收、转运、分布和利用,干扰植物、氮、的利用及次生代谢的形成,同时严重影响植物的呼吸作用,给农牧业生产造成了严重的损失。
[0004] 其中极端的高盐高碱环境导致动、植物难以生存,但却蕴藏着大量的耐盐碱、甚至嗜盐碱的微生物类群。这些微生物的生命活动在改变盐碱地土壤理化性质的同时,也受到其极端理化性质的影响,从而可能形成适应高盐碱环境的,与一般微生物不同的细胞结构、遗传特性和生理功能。例如有些微生物菌株除了具有耐盐碱能力之外并具有固氮、溶磷能力(无机磷、有机磷)、分泌植物激素的能力。许多研究证明这些具有多种功能的菌株能够促进作物的生长。通过接种有助于减轻盐分对植物产生的不良反应,被认为是一种环境友好、经济有效提高作物产量、改良盐渍化土壤的方法。磷、元素是植物生长过程中必须的营养元素,在植物的生长发育过程中发挥着极其重要的作用,土壤中含有丰富的磷钾元素,但绝大多数磷钾元素都是以难溶性盐的形式存在着,而植物并不能直接将其利用,如何将土壤中的难溶性磷、钾盐类转化成可以吸收的可溶性磷、钾备受关注。

发明内容

[0005] 本发明针对土壤盐渍化严重,并且盐碱土壤中植物长势较差的缺陷,提供了一种具有耐盐促生作用的嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1,可提高植物的抗逆性,分泌吲哚乙酸,合成载体,并且能够促进植物生长。
[0006] 为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
[0007] 本发明提供了一种嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M 2018427。
[0008] 优选的,所述菌株wp-1的pH值耐受范围为6~11,盐度耐受范围为1~17%。
[0009] 本发明提供了上述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在提高植物抗逆性中的应用。
[0010] 本发明提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在合成吲哚乙酸中的应用。
[0011] 本发明提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在促进难溶性磷转化为可溶性磷中的应用。
[0012] 本发明提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在合成铁载体中的应用。
[0013] 本发明还提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在促进植物生长中的应用。
[0014] 优选的,所述菌株wp-1在提高盐碱胁迫下植物生长中的应用。
[0015] 与现有技术相比,本发明的有益效果:
[0016] 本发明提供了一种嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M 2018427。本发明所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1具有耐盐、耐碱性环境的能力。如本发明实施例所示,嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1具有将难溶性的磷酸盐转化为植物可吸收的可溶性磷,经检测,对有机磷的转化量为0.29mg/L 2d;对无机磷的转化量为1.37mg/L 2d。所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1还能够利用色酸合成吲哚乙酸(IAA),培养48h后,发酵液中的IAA含量可达到21.16mg/L。所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1具有合成铁载体的能力,产铁载体活性为5.95%。
[0017] 本发明的实施例还显示,在无菌条件下(非胁迫环境)对小麦施用所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1,能够有效促进小麦地上部分鲜重、地上部分干重、地下部分鲜重以及根长,同时小麦根部的丙二含量减少,丙二醛是膜脂过氧化作用的最终分解产物,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度,可见本发明所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1具有促进植物生长,并提高植物抗逆性的作用。
[0018] 本发明的实施例还显示,在盐胁迫条件下对小麦施用所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1,对小麦地上部分鲜重、地下部分鲜重以及根长有促进作用,同时小麦根部的丙二醛含量减少,表明所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1具有在盐胁迫的条件下促进植物生长并提高植物抗逆性的作用。
[0019] 生物保藏信息
[0020] 嗜碱芽孢杆菌菌株(Bacilluspseudofirmus)wp-1,于2018年7月2日保藏于“中国典型培养物保藏中心”,地址:武昌珞珈山武汉大学校内中国典型培养物保藏中心,菌种保藏号为CCTCC NO:M 2018427。附图说明
[0021] 图1为本发明的嗜碱芽孢杆菌菌株(Bacilluspseudofirmus)wp-1在固体LB培养基上的菌落形态;
[0022] 图2为本发明菌株wp-1解有机、无机磷定量分析图;
[0023] 图3为本发明菌株wp-1IAA定量测定标准曲线图;
[0024] 图4为本发明菌株wp-1在无菌水条件下促生效果图;
[0025] 图5本发明菌株wp-1结合无菌水条件下小麦地上部分、地下部分鲜重分析图;
[0026] 图6本发明菌株wp-1结合无菌水条件下小麦地上部分干重分析图;
[0027] 图7本发明菌株wp-1结合无菌水条件下小麦株高及根长分析图;
[0028] 图8本发明菌株wp-1结合无菌水条件下小麦丙二醛含量分析图;
[0029] 图9本发明菌株wp-1结合盐胁迫下小麦盆栽促生效果图;
[0030] 图10本发明菌株wp-1结合盐胁迫下小麦地上部分、地下部分鲜重分析图;
[0031] 图11本发明菌株wp-1结合盐胁迫下小麦株高及根长分析图;
[0032] 图12本发明菌株wp-1结合盐胁迫下小麦丙二醛含量分析图;
[0033] 图13本发明菌株wp-1结合盐胁迫下小麦种子发芽效果图。

具体实施方式

[0034] 本发明提供了一种嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M 2018427。如图1所示,嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在固态培养基上形成圆形或近圆形、白色、较薄、不透明、表面光滑、边缘整齐的菌落。所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1的16S rRNA序列如SEQ ID NO.1所示:
[0035] CTTAGGCGGCTGGCTCCAAAAGGTTACCTCACCGACTTCGGGTGTTACAAACTCTCGTGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGCGGCATGCTGATCCGCGATTACTAGCAATTCCGGCTTCATGTAGGCGAGTTGCAGCCTACAATCCGAACTGAGAATGGCTTTATGGGATTCGCTCAACCTCGCGGTTTTGCAGCCCTTTGTACCATCCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCAGGTCATAAGGGGCATGATGATTTGACGTCATCCCCACCTTCCTCCGGTTTGTCACCGGCAGTCACCTTAGAGTGCCCAACTGAATGCTGGCAACTAAGATCAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAACCATGCACCACCTGTCACTTTGTCCCCCGAAGGGGAAAGCTCTATCTCTAGAGTGGTCAAAGGATGTCAAGACCTGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCTTCGAATTAAACCACATGCTCCACTGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTCAACCTTGCGGTCGTACTCCCCAGGCGGAGTGCTTAATGTGTTAACTTCGGCACTAAGGGCATCGAAACCCCTAACACCTAGCACTCATCGTTTACGGCGTGGACTACCAGGGTATCTAATCCTGTTTGCTCCCCACGCTTTCGCGCCTCAGCGTCAGTTACAGACCAGAGAGTCGCCTTCGCCACTGGTGTTCCTCCACATATCTACGCATTTCACCGCTACACGTGGAATTCCACTCTCCTCTTCTGTACTCAAGTCTCCCAGTTTCCAATGACCCTCCACGGTTGAGCCGTGGGCTTTCACATCAGACTTAAGAGACCGCCTGCGCGCGCTTTACGCCCAATAATTCCGGACAACGCTTGCCACCTACGTATTACCGCGGCTGCTGGCACGTAGTTAGCCGTGGCTTTCTGGTTAGGTACCGTCAAGGTGCCGCCTTATTCAAACGGCACTTGTTCTTCCCTAACAACAGAGCTTTACGATCCGAAAACCTTCATCACTCACGCGGCGTTGCTCCGTCAGACTTTCGTCCATTGCGGAAGATTCCCTACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGGCCGTGTCTCAGTCCCAGTGTGGCCGATCACCCTCTCAGGTCGGCTACGCATCGTCGCCTTGGTAAGCCGTTACCTTACCAACTAGCTAATGCGCCGCGGGCCCATCTGTAAGTGATAGCCAAAGGCCATCTTTTACCGCTCCACCATGAGGTGGAACGGGTTATCCGGTATTAGCCCCGGTTTCCCGGAGTTATCCCAGTCTTACAGGCAGGTTGCCCACGTGTTACTCACCCGTCCGCCGCTGACCTCAGGGAGCAAGCTCCCATTAGTCCGCTCGACTTGCATGTATTAGGCACGCCGCCAGCGTTCGTCCTGAGCCAGTTCCCAAACTCT
[0036] 本发明实施例表明,所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1的pH值耐受范围为6~11,盐度耐受范围为1~17%(质量体积比)。
[0037] 在本发明中,所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1可用LB培养基或其他细菌培养基进行培养。本发明优选的,采用pH值6~11,盐度1~17%的LB改良培养基制备所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1;所述LB改良培养基的pH值更优选为9~10时,所述菌株wp-1的生长量更高;所述LB改良培养基的盐浓度更优选为4~12%时,所述菌株wp-1的生长量更高。在本发明中,培养所述菌株wp-1的适宜温度优选为24~36℃,更优选为27~33℃,最优选为30℃。在本发明中,培养所述菌株wp-1时优选的还伴随搅拌,所述搅拌的速率优选为100~200rpm/min。
[0038] 本发明还提供了上述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在提高植物抗逆性中的应用。本发明的实施例表明,所述菌株wp-1能够降低小麦根系的丙二醛含量,丙二醛是膜脂过氧化作用的最终分解产物,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度,使用本发明所述菌株wp-1后的小麦根系中丙二醛含量比无菌水对照组降低了10.5%,在盐胁迫下,所述菌株wp-1较对照下降35.79%。
[0039] 本发明还提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在合成吲哚乙酸中的应用。如本发明实施例所示,所述菌株wp-1培养48h所得发酵液中吲哚乙酸的含量可达到21.16mg/L,该菌株具有利用色氨酸合成吲哚乙酸的作用。吲哚乙酸是植物生长激素,通过合成并分泌吲哚乙酸可促进植物生长。
[0040] 本发明还提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在促进难溶性磷转化为可溶性磷中的应用。如本发明实施例所示,所述菌株wp-1分别接种于蒙金娜有机磷培养基、PKO无机磷培养基,培养后可测得,所述菌株wp-1将难溶性有机磷转化为可溶性有机磷的转化量为0.29mg/L 2d,将难溶性无机磷转化为可溶性无机磷的转化量为1.37mg/L 2d。可见,本发明所述菌株wp-1具有显著的溶磷、解磷能力,能够用于促进难溶性磷转化为可溶性磷中。
[0041] 本发明还提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌wp-1在合成铁载体中的应用。铁载体是由微生物产生的、对铁具有高亲和性的小分子化合物,对三价铁离子具有高亲和力,用于螯合自然界或宿主细胞中的铁。铁载体的功能是向微生物细胞提供铁素养分。铁载体产量丰富的一些根圈细菌在与不能产生铁载体或铁载体产量很小的有害微生物(如根部病原菌)竞争铁素养分时将占有优势,进而抑制有害微生物在根圈的生长与繁殖并表现出生防作用。如本发明的实施例所示,所述菌株wp-1在LB培养基中培养48h后,发酵液中铁载体的活性为5.95%。
[0042] 本发明还提供了前述技术方案所述嗜碱芽孢杆菌菌株wp-1在促进植物生长中的应用。本发明所述菌株wp-1具有分泌植物生长激素IAA、促进难溶性磷转化为可溶性磷以及合成铁载体的能力,同时还能够提高植物抗逆性,一方面能够降低环境因素对植物的生长发育影响,另一方面该菌株的代谢产物也能够有效促进植物生长和营养吸收,从而共同作用,促进植物生长发育。
[0043] 本发明的实施例表明,所述菌株wp-1能够促进清水处理的小麦地上部分鲜重、地上部分干重、地下部分鲜重以及根长,相对于对照组分别提高25.5%、13.79%、184.2%、19.0%,即使用本发明所述菌株wp-1可有效促进植物生长。
[0044] 在本发明中,所述菌株wp-1优选的在提高植物抗盐碱胁迫中的应用。如本发明实施例所示,所述菌株wp-1能够促进盐碱胁迫下的小麦的地上部分鲜重、地下部分鲜重及根长,分别提高12.8%、25.8%、11.9%,还可提高小麦种子的发芽率,即所述菌株wp-1对于盐碱胁迫下的植物也具有显著的促生长作用。
[0045] 在本发明中,所述嗜碱芽孢杆菌wp-1在进行上述应用时可制成本领域各种已知剂型,包括但不限于液体制剂和固体制剂,优选的以固体或液体发酵培养基为底物,制备成颗粒状态或液体状态;也可以制成微生物菌剂或微生物肥料。在本发明中,所述嗜碱芽孢杆菌wp-1进行上述应用时还可以添加本领域已知的辅料,包括但不限于填充剂、稀释剂、稳定剂、冻干保护剂、pH值调节剂和表面活性剂中的一种或多种。
[0046] 下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
[0047] 实施例1
[0048] 1.1菌株的分离与纯化
[0049] 从新疆第八师146团盐碱地采集土壤,装入干净的采样袋,做好标记,于4℃箱中保存备用。将采集到的土样称取10g置于90mL灭菌水的250mL三瓶中,于摇床震荡150r/min 20min后,用1mL移液器从上清液中吸取1mL加入盛有9mL无菌水的试管中充分混匀,然后用移液器从此试管中吸取1mL加入另一盛有9mL无菌水的试管中,混合均匀,依此类推制成10-1,10-2,10-3,10-4,10-5,10-6不同稀释度的溶液后,各吸取0.1mL分别在细菌培养基(LB)平板上涂布均匀,倒置在30℃恒温箱中培养2~3d,挑取单菌落接于LB斜面上,待长出菌苔后在4℃冰箱保存。
[0050] LB培养基:酵母提取物5g,胰化蛋白胨10g,氯化钠10g,蒸馏水1000mL,固体加琼脂15g,121℃灭菌20分钟。
[0051] 1.2菌株wp-1的鉴定
[0052] 对上述分离纯化得到的纯培养菌株命名为wp-1,涂布于LB培养基进行菌落形态观察,并通过16S rRNA序列分析。所述菌株wp-1已保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏编号CCTCC NO:M 2018427。
[0053] 如图1所示,该菌株在固态培养基上形成圆形或近圆形、白色、较薄、不透明、表面光滑、边缘整齐的菌落。16S rRNA序列如SEQ ID NO.1所示。
[0054] 实施例2
[0055] 2.1菌株wp-1生长特性研究
[0056] 2.1.1不同pH对菌株wp-1生长影响
[0057] 培养基为基LB培养基,在配制培养基时将pH调制为6,7,8,9,10,11,121℃灭菌20分钟。于LB培养液过夜培养菌株,以1.0%接种量接种于不同pH的LB培养液中,150r/min、30℃振荡培养24h,采用722分光光度计检测光密度值(D600 nm),结果见表1,最适生长pH为10。
[0058] 表1不同pH对菌株wp-1生长影响
[0059]
[0060] 2.1.2不同温度对菌株wp-1生长影响
[0061] 于LB培养液过夜培养菌株,以1.0%接种量将菌株接种于LB培养液(1%NaCl,pH8)中,分别置于24-36℃的温度梯度中,150r/min振荡培养24h,采用722分光光度计检测培养液光密度值(D600 nm),结果见表2,最适生长温度为30℃。
[0062] 表2不同温度对菌株wp-1生长影响
[0063]
[0064] 2.1.3不同盐度对菌株wp-1生长影响
[0065] 于LB培养液过夜培养菌株,以1.0%接种量将菌株接种于不同NaCl浓度梯度(1%-17%)LB液体培养液中,150r/min、30℃振荡培养24h,采用722分光光度计检测其光密度值(D600 nm),结果见表3,最大生长量盐度为7%。
[0066] 表3不同盐度对菌株wp-1生长影响
[0067]
[0068] 实施例3
[0069] 3.1菌株wp-1溶磷能力定量测定
[0070] 蒙金娜有机磷培养基(1L):葡萄糖10.0g,(NH4)2SO40.5 g,MgSO4·7H2O 0.3g,NaCl 0.3g,KCl 0.3g,FeSO4·7H2O 0.03g,MnSO4·H2O 0.03g,卵磷脂0.2g,CaCO31.0 g,酵母粉0.5g,琼脂20.0g;蒸馏水1000mL;液体培养基不加琼脂,121℃灭菌20分钟。
[0071] PKO无机磷培养基(1L):葡萄糖10.0g,MgSO4·7H2O 0.3g,(NH4)2SO40.5 g,NaCl 0.3g,Ca3(PO4)22.0g,KCl 0.3g,MnSO4·H2O 0.03g,FeSO4·7H2O 0.036g,琼脂20g,蒸馏水
1000mL;液体培养基不加琼脂,121℃灭菌20分钟。
[0072] 将2μg·mL-1的磷标准液梯度稀释至含磷量为0.00、0.04、0.08、0.24、0.40、0.80、1.20μg·mL-1制作标准曲线。在室温下加入钼锑抗显色剂,显色20min,测定其吸光值并制作标准曲线。
[0073] 将保存的溶磷菌株挑取少许沉淀接种于LB液体培养基中,在30℃温度下140r·min-1振荡培养24h,使菌液吸光值OD600=1,吸取1mL菌液于液体PKO培养基;
[0074] 解磷菌株挑取少许沉淀接于LB液体培养基中,在30℃温度下140r·min-1振荡培养-1过夜,使菌液吸光值OD600=1,吸取1mL菌液于液体蒙金娜培养基,30℃温度下120r·min 振荡培养箱培养48h。取5mL菌液离心上清定容至25mL后加入显色剂,每组3个平行,通过钼锑抗比色法测定菌株的溶磷与解磷能力。
[0075] 测得菌株wp-1能够溶有机磷,转化量为0.29mg/L2d;解无机磷,转化量为1.37mg/L2d。
[0076] 实施例4
[0077] 4.1菌株wp-1产IAA定量测定
[0078] 吲哚乙酸(IAA)是植物激素的一种,对植物最明显的作用是促进细胞生长,使细胞的体积和重量增加,还具有促进细胞分裂和分化,调节生根等生理功能。
[0079] IAA标准曲线配置:精确称取32.8mg的IAA于100mL容量瓶中,用甲醇定容(该溶液含IAA328mg/L。再用甲醇依次稀释1倍,连续进行4次,配成5份浓度依次相差1倍的标准溶液,比色时也是等量的标准溶液加等量的比色液。
[0080] 对菌株wp-1分泌IAA能力进行定量测定,将菌株接种于含有L-色氨酸(100mg/L)的LB液体培养基,3个重复,150r/min 30℃摇床培养(30℃,180r/min)48h后,首先用分光光度法测定菌悬液的OD600值,然后将菌悬液以10000r/min离心10min,取上清液,加入等体积Salkowski比色液(50mL 35%HClO4+1mL 0.5mol/LFeCl3),避光静置30min,测定其OD530值。对照标准曲线计算单位体积培养液中IAA的含量。测定菌株wp-1IAA含量为21.16mg/L,结果分析如图3。
[0081] 实施例5
[0082] 5.1菌株wp-1产铁载体定量测定
[0083] 铁载体是微生物产生的一种对Fe3+具有超强络合力的低分子量有机化合物,其功能是向微生物细胞提供铁素养分。铁载体产量丰富的一些根圈细菌在与不能产生铁载体或铁载体产量很小的有害微生物(如根部病原菌)竞争铁素养分时将占有优势,进而抑制有害微生物在根圈的生长与繁殖并表现出生防作用。
[0084] 培养基及检测液配制:
[0085] MSA培养基:蔗糖20.0g,K2HPO41.0g,MgSO4·7H2O 0.5g,天冬氨酸2.0g,水1000mL,培养基的pH值为7.0,按30mL/瓶分装于50mL三角瓶中,121℃灭菌20分钟备用。
[0086] CAS检测液:取10mmol/L十六烷基三甲基溴化铵溶液6.0mL加入100mL容量瓶内并用双蒸水适度稀释。将1.5mL1 mM FeC13溶液与7.5mL 2mol/L刃天青(CAS)溶液混匀后,沿玻棒缓慢加入至上述容量瓶中。称取4.307g无水双二甲胺溶解于约30mL双蒸水中,再小心加入6.25mL12 mM HCl,即得pH-pKa-5.6缓冲液。将此溶液转入前述容量瓶中,并用双蒸水定容至100mL。于LB培养液过夜培养菌株,以1.0%接种量将菌株接种于上述MSA培养基内,150r/min 30℃摇床培养48小时。培养物离心15分钟(3500r/min),取上清液3mL加入等量CAS检测液中,得到检测液,充分混匀。1小时后采用722型分光光度计测定630nm波长处的吸光值(As),并取双蒸水作对照调零。另取3ml CAS检测液与3mL未接种的MKB液体培养基上清液充分混匀得到参比溶液,同法测定吸光值即为参比值(Ar)。根据公式:
[0087] 铁载体活性单位(%)=[(Ar-As)/Ar]×100
[0088] 其中,Ar为参比溶液的吸光度值,As为检测液的吸光度值。
[0089] 计算菌株产铁载体的量。实验测得Ar为1.250,菌株测定结果为As为1.175,该菌株产铁载体活性为5.95%。
[0090] 实施例6
[0091] 6.1菌株wp-1结合无菌水对小麦促生的盆栽实验
[0092] 设置2个处理(T1:无菌水;T2:无菌水+菌株菌悬液)。每个处理设置5个重复,每个重复花盆内放置3粒小麦种子。小麦种子先用自来水冲洗干净,用75%酒精消毒30s,再用0.1%升汞消毒7min,用无菌水冲洗5~6遍,先将种子浸泡在无菌水中2h,取大小一致饱满的种子,再将小麦种子浸泡在各处理溶液中8h,然后均匀排列在铺有灭菌滤纸的消毒发芽盒(直径12cm)中。待小麦种子露白后,立即播种到装有等量经灭菌的营养土(营养土3:蛭石
1)的花盆(上直径15cm,下直径10cm,高13cm)中,播种深度1cm左右,播种带上1次性手套均匀播种。及时等量浇水,50d后进行生长及生理生化指标的测定。促生效果图如图4。
[0093] 6.2各处理小麦生长生理指标测定
[0094] 小麦生长50d,将每盆内植株完好无损取出,测定小麦地上部分鲜重、干重,地下部分鲜重及小麦株高和根长,对小麦地上部分鲜重、干重、地下部分鲜重及根长有促进作用,分别提高25.5%、13.79%、184.2%、19.0%,结果如图5~7所示。
[0095] 测定小麦根部丙二醛含量:
[0096] 1、试剂配制:
[0097] 10%TCA:100g三氯乙酸,蒸馏水1L;0.6%TBA:0.6g硫代巴比妥酸,加少量氢氧化钠(1mol/L)溶解,用10%TCA定容100mL(避光);1mol/L氢氧化钠:称4gNaOH用蒸馏水溶解定容100mL。
[0098] 2、测定步骤:
[0099] 称取剪碎的小麦根部0.4g,加入2mL10%TCA和少量石英砂,研磨至匀浆,再加8mLTCA进一步研磨,匀浆离心(4000r)离心10min,上清液为样品提取液。显色反应和测定:
吸取离心的上清液2ml(对照加2mL蒸馏水),加入2mL 0.6%TBA溶液,混匀物于沸水浴上反应15min,迅速冷却后再离心。取上清液测定532nm、600nm和450nm波长下的消光度。
[0100] 根据植物组织的重量计算测定样品中MDA的含量:
[0101]
[0102] 其中,C2(umol/L)=6.45*(D532-D600)-0.56*D450;
[0103] C2为MDA的浓度;
[0104] D450、D532、D600分别代表450nm、532nm和600nm波长下的消光度值。
[0105] 丙二醛是膜脂过氧化作用的最终分解产物,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度,结果所得,经处理可减轻小麦根部丙二醛含量,较对照下降10.5%,如图8所示。
[0106] 实施例7
[0107] 7.1菌株wp-1在盐胁迫下对小麦促生的盆栽实验
[0108] 设置2个处理(T1:150mM NaCl溶液;T2:150mM NaCl溶液+菌株菌悬液)。每个处理设置5个重复,每个重复花盆内放置3粒小麦种子。小麦种子先用自来水冲洗干净,用75%酒精消毒30s,再用0.1%升汞消毒7min,用无菌水冲洗5~6遍,先将种子浸泡在无菌水中2h,再将小麦种子浸泡在各处理溶液中8h,取大小一致饱满的种子,然后均匀排列在铺有灭菌滤纸的消毒发芽盒(直径12cm)中。待小麦种子露白后,立即播种到装有等量经灭菌的营养土(营养土3:蛭石1)的花盆(上直径15cm,下直径10cm,高13cm)中,播种深度1cm左右,播种带上1次性手套均匀播种。及时等量浇水,50d进行小麦株高测定,促生效果图如图9。
[0109] 7.2各处理小麦生长生理指标测定
[0110] 小麦生长50d,将每盆内植株完好无损取出,测定小麦地上部分鲜重、干重,地下部分鲜重及小麦株高和根长,对小麦地上部分鲜重、地下部分鲜重及根长有促进作用,分别提高12.8%、25.8%、11.9%,结果如图10、11。
[0111] 测定小麦根部丙二醛含量:
[0112] 测定方法同6.2,结果所得,盐胁迫下小麦根部丙二醛含量在菌株wp-1处理下较对照降低35.79%,说明wp-1能够诱导植物产生系统抗性,从而提高植物整体的抗病能力,使膜脂过氧化作用减弱,产生丙二醛减少。
[0113] 实施例8
[0114] 8.1菌株wp-1在盐胁迫下对小麦发芽实验
[0115] 设置2个处理(T1:200mM NaCl溶液;T2:200mM NaCl溶液+菌株菌悬液)。每个处理设置3个重复,每个重复发芽盒内放置48粒小麦种子。小麦种子先用自来水冲洗干净,用75%酒精消毒30s,再用0.1%升汞消毒7min,用无菌水冲洗5~6遍,先将种子浸泡在无菌水中2h,再将小麦种子浸泡在各处理溶液中8h,取大小一致饱满的种子,然后均匀排列在铺有灭菌滤纸的消毒发芽盒(直径12cm)中。48h后计算每24h小麦发芽率,小麦发芽率在48h到
168h均高于对照,如图12所示。
[0116] 综上所述,本发明提供的嗜碱芽孢杆菌wp-1能够耐受盐碱胁迫,并可以合成吲哚乙酸和铁载体,同时还能够将土壤中的难溶性磷转化为可溶形式以增加植物对磷的吸收。本发明所述嗜碱芽孢杆菌还能够提高植物的抗逆性,促进植物生长。
[0117] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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