[发明专利]一种产酸克雷伯氏菌及其在促进潞党参生长中的应用

说明书

本发明公开了一种产酸克雷伯氏菌，其分类命名为产酸克雷伯氏菌(Klebsiella oxytoca)，菌株号LDS17，已保藏于中国典型培养物保藏中心，菌种保藏编号为CCTCC NO：M 2017583，保藏日为2017年10月16日。本发明菌株通过富集培养，可以在以1‑氨基环丙烷‑1‑羧酸(ACC)为惟一氮源的培养基中正常生长，且具有较强的ACC脱氨酶活性和其他促生特性(产IAA、嗜铁素、产HCN、产NH₃、固氮和溶磷)；该菌株制成菌剂接种于潞党参盆栽幼苗，结果表明，该菌剂能明显促进其生长发育。干旱胁迫下接种菌株LDS17有效促进潞党参的生长及其抗旱性。因此，本发明能为将来开发潞党参专用微生物肥料提供优良的菌株资源。

技术领域

本发明属于生物肥料领域中的微生物肥料技术领域，具体涉及一种潞党参根际高效产ACC脱氨酶产酸克雷伯氏菌及其应用。

背景技术

中药党参为桔梗科植物党参(Codonopsis pilosula)的干燥根，有增强免疫力、扩张血管、降压、改善微循环、增强造血功能等作用(关琳静等，2015)。党参为我国常用大宗中药材之一，道地药材为山西潞党参。潞党参主产于山西省东南部的晋城、长治等地区，特别是晋城市陵川县占县域总面积70％的东部山区，这里气候冷凉，昼夜温差较大，所产党参品质上乘，历来就是潞党参的主产区之一。党参轮作现象严重，常年采收易造成地力衰退，再加上我省常出现季节性干旱、低温和土壤污染等非生物逆境，而其喜凉爽、湿润的习性，更易遭受逆境的胁迫，影响党参的正常生长，降低产量与品质。目前，主要靠增施肥料、改进栽培、培育抗性品种等措施来防止地力衰退和提高党参抗逆能力(李晓霞等，2012)。但这些措施存在投入大、周期长、见效慢或环境风险等问题。而且化肥的大量使用会引起水体和土壤污染、土壤板结等一系列环境问题。另外，我国中药材生产质量管理规范(GAP)给中药材栽培提出了高要求，严防高毒农药、化肥影响药材品质安全，确保药材质量达到安全、有效、稳定、可控及优质无公害的要求。因此，有必要利用其自身的代谢特点探寻新的生物学措施来提高逆境条件下我省重要道地药材-潞党参的丰产栽培。

山西省地处华北生态环境脆弱地带，属干旱、半干旱气候，受水文气象条件的制约，年降水量从北向南约为350～700mm，且分布不均匀，多集中于7～9月份，因此干旱成为山西省药用植物种植产业可持续发展的主要障碍之一(武建凯等，2010)。干旱胁迫会影响中药材的生长发育，并进一步抑制其分泌次生代谢产物。据报道，在干旱胁迫下，植物体内活性氧代谢系统失调，导致其根系的乙烯代谢明显增强，而乙烯含量的异常增加会抑制植物生长，加快叶片成熟、衰老和死亡，降低叶片光合作用，从而降低其产量，并且会阻碍植株在胁迫因子消除后的复原(Zahir等，2008)，具体表现为可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸以及保护酶活性的变化。

含有1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性的植物根际促生菌是一类能够通过吸收、分解植物根系分泌出的ACC，并利用其分解产物α-丁酮酸和氨分别作为C源和N源，促使根系不断的向外分泌ACC，从而降低根系中ACC和应激乙烯的水平，减轻逆境下乙烯对植物的伤害，促进植物生长发育，提高植物产量的有益微生物(Farzad et al.，2009)。并且，这些根际细菌往往能通过产生3-吲哚乙酸(IAA)和嗜铁素等促生因子，来直接或间接地促进药用植物生长发育、提高其抗逆能力。冯维维等江苏沿海滩涂盐生药用植物中华补血草(Limonium sinense)根际分离筛选出多种促生特性(固氮、溶磷、产IAA)的ACC脱氨酶细菌，具有一定研究价值(冯维维等，2016)；田磊等从人参(Panax ginseng C.A.Mey)内生菌中获得了一株具有较高ACC脱氨酶活性的菌株JJ8-3，且具有解磷特性、固氮潜能和产生嗜铁素能力，并证明能明显促进人参种子及根部的生长(田磊等，2014)；但到目前为止，关于潞党参促生菌的研究还较少，而且，对接种产ACC脱氨酶细菌潞党参在干旱胁迫下的膜脂过氧化作用、可溶性蛋白含量以及保护酶活性的研究更是鲜见报道，而明确这些生理指标对干旱胁迫下接种产ACC脱氨酶细菌对提高潞党参抗旱性具有重要意义。因此，分离筛选获得具有促生抗逆性能的微生物并研制成菌肥加以应用对于发展潞党参产业刻不容缓。