[发明专利]一株根瘤菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株根瘤菌及其应用，特别涉及一株与苜蓿植物根能有效建立共生体系的根瘤菌及其应用。

背景技术

化学肥料在世界农业发展史上占有重要的地位，为农业的稳产、增产、挽回损失做出了重要贡献，但同时也因过量施用和滥用而导致地力衰退、环境污染、对非靶标生物影响等严重问题。尤其近年来农产品中氮肥的大量使用，导致亚硝酸盐等污染，严重威胁着人民的生活健康。随着社会文明的进步，农业可持续发展使人类对资源与环境的认识有了新的飞跃，对肥料的使用提出了安全、有效、环境友好型的要求。世界各国都在采取措施减少农用化学品的使用，并加强对农产品生产过程中农药肥料施用量和产品污染指标的严格控制，日本等国已明文规定对进口农产品中各类污染物含量进行严格限制。为了解决农产品提高产量和保证质量之间的矛盾，寻找和应用生物因子来改善植物营养环境已经越来越受到各国政府、科技工作者和民众的关注。如美洲多年来一直大力发展粮食作物与大豆轮作，以减少化学氮肥用量，取得了显著的经济和生态效益。

固氮菌是一类能与植物和谐共存，促进植物生长的益生细菌。正常环境条件下固氮菌就可轻而易举地利用空气中的N₂合成氨。它所固定的氮除了供自身生长需要外，绝大部分转化成作物可利用的含氮有机物供给植物体。人们将这个过程称为生物固氮。微生物的生物固氮作用，在改善植物的氮素营养、节约化学氮肥、减少化学氮肥对环境的污染和维护自然界的生态平衡等方面均有着十分重要的作用。生物固氮包括自生固氮、联合固氮和共生固氮。其中自生固氮和联合固氮能力有限，而共生固氮能能为人类提供大量氮，是人们研究的焦点。据估计，每年生物固氮为全球提供约2亿吨氮，其中75％由共生固氮生物提供，大大超过了全球的工业固氮量。

根瘤菌与豆科植物是共生固氮中作用最强的体系，其固氮量占全部生物固氮量的65％，根瘤菌可将空气中游离的氮转化成化合态氮供豆科植物生长，这种共生体系是长期进化的结果。豆科植物固定的氮不仅用作自身共生体系营养，而且也可为其它非豆科植物提供氮素，因此它们对植物中维持适当的氮源起着关键的生态作用。所以，开发利用根瘤菌的共生固氮具有深远意义。有关调查研究表明，与根瘤菌共生使豆科植物具有很强的抗逆能力，其中，根瘤菌的数量和固氮活性与豆科植物的抗逆性成正相关，一般新种植区的土壤中没有根瘤菌存在，因此，国际上公认新区种植豆科植物必须人工接种能与其够共生的根瘤菌。以紫花苜蓿为例，研究表明，接种根瘤菌可以使紫花苜蓿在生物量及植物品质方面均有显著提高。

目前，随着我国农业种植结构的调整，作物品种呈现出多样化，其中具有固氮能力的苜蓿、花生及豆类蔬菜作物的种植面积急剧增加，呈现迅速发展的态势。另一方面，随着人民生活水平的提高和生活质量意识的不断加强，人们对畜产品的质量要求越来越高，优质高产的草食家畜饲养业的发展已成为客观需要，随之，优质牧草的生产也成为当务之急。在农业结构调整和国内外牧草产品市场需求的拉动下，以紫花苜蓿为主的牧草产业呈现迅速发展的态势。紫花苜蓿被誉为“牧草皇后”，为豆科苜蓿属植物，它的主根可深入土壤7-9厘米或更深，含有高蛋白、矿物质和十多种维生素。目前优质高产紫花苜蓿新品种的引进、筛选及推广已被列入国家和各省重点农业使用技术推广项目。但是，目前用于苜蓿生长中的根瘤菌大多来自于非苜蓿宿主，其抗逆能力、定殖能力、竞争结瘤能力、固氮活性及与不同苜蓿品种的共生协同固氮效果等不理想，影响了紫花苜蓿的生产。因此筛选与苜蓿具有高效固氮效果的根瘤菌对于苜蓿的生产具有重要作用。

发明内容

本发明的一个目的是提供一株菌，该菌株可与苜蓿植物的根形成有效共生体系。

本发明所提供的菌株为根瘤菌(Sinorhizobium sp.)NX2004062，保藏编号为CGMCC No.2883。

该菌的菌落为圆形，乳白色半透明，随着培养时间增长，菌落不断扩展突起，边缘整齐，菌落表面光滑，生长在其上的细胞物质易在液体中分散。光学显微镜下菌为杆状，大多数运动，鞭毛周生，菌大小为(0.6-0.8)×3^-5μm，革兰氏染色后染色均匀，并可见菌被染成红色。

该菌株的分类命名为中华根瘤菌(Sinorhizobium sp.)，已于2009年1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(简称CGMCC，地址：北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏编号为CGMCCNo.2883。