[发明专利]一种复合微生物肥料及其在促进南方红豆杉生长及紫杉醇积累中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物肥料领域中的微生物菌剂技术领域，具体涉及一种由分离自南方红豆杉根际高效解荧光假单胞菌及丛枝菌根真菌地表球囊霉(G.versiforme)制成的复合肥料及其在促进南方红豆杉生长和紫杉醇积累中的应用。

背景技术

南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)是中国特有树种，为第三纪孑遗树种和国家一级保护珍稀树种，是新型抗癌天然药物紫杉醇(Taxol)的主要来源之一。紫杉醇是美国化学家Wall等(1971)首先从太平洋紫杉(Taxus brevifolia)树皮中提取的具有五甲基十五碳烯骨架的二萜类化合物。它是世界上公认的广谱、高活性的抗癌药物。由于国内外对红豆杉提取物紫杉醇的迫切要求，使我国出现了前所未有的红豆杉资源开发热潮，各地天然红豆杉资源遭到了严重破坏，有的地方甚至濒临灭绝。因此，如何保护、开发和利用红豆杉资源，实现紫杉醇产业的可持续发展，已成为亟需解决的重要课题。

南方红豆杉是红豆杉属种生长速度最快、分布最广的一个物种，是中国红豆杉人工栽培的主要品种。人工栽培南方红豆杉，提高紫杉醇及其前体在植株体内的生物合成是解决紫杉醇资源瓶颈的重要途径。为实现南方红豆杉短周期药用林的高产高效经营，施肥是一个重要的环节。目前，以微生物为基础开发的各种微生物肥料已经在农林业生产中得到广泛应用，该类肥料具有肥效高、本身无毒、不污染环境、成本低、节约能源等特点，是化学肥料的最有效的替代品。

解磷细菌在土壤磷素循环相关的生物学系统中担任着重要的角色，它可以将难溶磷转化为植物可以吸收利用的可溶性磷，尤其是在植物根际部分解磷细菌还起到一定程度的促生作用。EI-Tarabily等(2008)将石灰性土壤上分离的解磷细菌施入土壤后，增加了大豆的生物量，不仅提高了土壤中有效磷含量，而且提高了大豆植株对N、P、K、Zn、Mg等营养元的吸收。

丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae，AM)真菌是土壤中最重要的成员之一。AM真菌显著影响植物的初生代谢过程，它可以促进植物根系对磷、铜、锌、镉等矿质元素及养分的吸收，调节植物激素的合成和分配，改善植物的根际微生物环境并增强植物的抗病性，同时提高植株对环境胁迫的耐受力，从而全面改善宿主植物的生长状况。近年来，许多研究已经观察到AM真菌与植物次生代谢的相关性，AM真菌能够直接或间接地影响植物的次生代谢过程。Rojas-Andrade等(2003)以玫瑰红巨孢囊霉(Gigaspora rosea)接种牧豆树(Prosopis laevigata)时发现，AM真菌侵染的牧豆树根中葫芦巴碱(trigonelline，一种吡啶生物碱)的含量比对照增加了1.8倍。已有的一些研究结果还表明，菌根真菌通过侵染形成菌根对植物次生代谢的影响有明显的种属差异。赵昕等(2006)用6种AM真菌对喜树幼苗进行接种后，发现不同接种处理喜树碱(camptothecin，CPT)含量有差异，幼套球囊霉、透光球囊霉、蜜色无梗囊霉和光壁无梗囊霉提高喜树幼苗中喜树碱的含量，地表球囊霉影响不明显，而木薯球囊霉却降低了喜树碱的含量。目前，在药材栽培研究中应用AM真菌技术已经逐渐引起人们的重视。许多药用植物活性成分如生物碱、萜类等都属于次生代谢产物，目前药用植物AM真菌对其宿主植物次生代谢产物的影响研究较少，数量和深入程度都显得不够。AM真菌可侵染南方红豆杉根部形成典型的AM(王森等，2008；任嘉红等，2008)，但目前国内外尚未见AM真菌对南方红豆杉生长及其次生代谢产物紫杉醇含量影响的相关报道。因此，从南方红豆杉根际筛选优良AM真菌，利用菌根生物技术来促进南方红豆杉生长的及次生代谢产物紫杉醇和前体的积累，这将有助于珍贵树种南方红豆杉的人工驯化栽培以及野生南方红豆杉资源的恢复。