[发明专利]滋养节杆菌Ar13及其作为植物根际促生菌的应用

说明书

技术领域

本发明涉及滋养节杆属菌株及其应用，具体地，涉及滋养节杆菌(Arthrobacter pascens)Ar13及其作为植物根际促生菌的应用。

背景技术

农业生产中，农药和化肥的大量使用在提高作物产量的同时也产生了极大的环境问题，使用植物根际促生菌作为生物肥料，被视为一种可减少农业化肥的替代品。随着现代生物科学技术的进步，人们对微生物-植物共生系统给予了高度重视，并在多个方面有广泛的研究与应用植物根际环境中的微生物与植物存在共生关系，表现在植物的生长发育、营养物质的吸收利用、病害控制等方面，通过调整根际环境中的有益微生物菌株数量与质量，即可实现农作物高产、稳产。

植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria，简称PGPR)，是寄居于植物根际、根表的微生物，能够直接或间接的促进植物的生长和发育。PGPR以其特有的病害生防潜力和对生态环境的维护作用，近年来已受到国内外越来越多的青睐。传统的研究主要研究有益菌株的活体应用能力，现代研究则趋向于利用生物技术研究促生和生防机制，了解其促生功能的本质，从而为更加合理有效地应用PGPR开辟了更加广阔的空间。目前，已从土壤中分离的根际细菌中获得了大量的植物根际促生菌，尤以荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)在很多植物的根际都占有绝对优势，可达60％-93％的比例。澳大利亚、美国、欧盟合作组织、日本等多个国家都开展了PGPR的专项研究，也在促进植物生长、增加作物产量，有效地用于植物病害的生物防治方面积累了大量的事实。

有关植物根际促生菌制剂的研究与应用尤为活跃，主要涉及促进植物生长和防治作物病虫害这两个方面。促生作用指PGPR合成的次生代谢产物等增强植物对营养元素、水分的吸收。同时，PGPR可通过对病原微生物的生物防治，减轻或抑制有害根际微生物间接促进植物生长。PGPR对病原菌的作用机制则主要有：竞争和定殖、产嗜铁素、抗生作用、系统诱导抗性等。目前，国内外PGPR制剂应用广泛，最早成功地应用和商业化生产的PGPR是枯草芽饱杆菌A13，A13能抑制植物病原菌，促进多种植物生长，用A13处理种子，可以提高胡萝卜产量48％，燕麦产量33％和花生产量37％。商业化最成功的产品是Agrobacteriumradiobacter K84，目前美国上市的荧光假单孢菌类PGPR生物制剂就有8种以上。

节杆菌(Arthrobacter sp.)为革兰氏阳性菌，在自然界中广泛存在，模式种为球形节杆菌(Artrobacter globiformis)。节杆菌在生活史中细胞形态有显著变化，幼龄菌体完全或大部分是杆状或不规则杆状，老细胞则缩短为球形或类球形；呼吸代谢，从不发酵代谢；可利用葡萄糖或其他糖产生少量酸或不产酸；接触酶阳性；细胞壁不含有消旋二氨基庚二酸和阿拉伯糖；专性好氧菌，通常生长在加生物素的简单培养基中，氧化代谢。最适生长温度20～35℃；节杆菌属菌种可应用于有机物污染的土壤修复、提高植物氮磷钾营养物质的吸收、可促进植物生长提高产量等。该菌属的部分菌种还可产生黄嘌呤氧化酶、脂肪酶、烟碱脱氢酶和谷胺酰胺合成酶，在工业上有较高的应用价值。

小麦纹枯病(Rhizoctonia cerealis)又称立枯病、尖眼斑病，主要发生在世界各温带小麦区。病田病株率一般为10％-20％，轻者可减产5％-10％，重者减产20％-40％，并造成枯孕穗、枯白穗，更严重的是导致田区颗粒无收。防治小麦纹枯病主要采用化学防治技术，即喷洒农药，以三唑类药剂及井冈霉素为主。然而，化学药剂虽能有效防治病害，但对小麦产量仍存在不同程度负面影响，且化学药剂的使用不可避免带来土壤环境的污染和药物残留问题。国内外关于节杆菌属菌株作为PGPR菌株，尤其是作为小麦纹枯病的生防菌株及其表现出的优良促生作用的研究几乎为空白，在菌株的作用机制及应用方面也比较落后，因此该菌属菌株的研究，尤以其促生防病潜能为开发和利用生物肥料及农药的理论和应用上的支持，具有深远的经济、社会、生态价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一株对植物具有生物防病和促生作用的滋养节杆菌及其应用。

本发明提供的菌株Ar13于2012年3月7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：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101)，保藏编号为CGMCC No.5853，分类名为滋养节杆菌(Arthrobacter pascens)。