[发明专利]一种人工构建植物促生复合功能菌群的方法

说明书

本发明公开了一种人工构建植物促生复合功能菌群的方法，其包括：(1)从优势植物根际分离并筛选高活性ACC脱氨酶活性菌株，并结合其固氮、固碳、解磷和产IAA、铁载体能力综合评价，得到优势功能菌株；(2)基于16S rRNA基因序列分析优势功能菌株的系统发育地位，筛选出每一物种代表菌株；(3)测定每一代表菌株的生长曲线，筛选出生长规律一致的菌株；(4)测定(3)中筛选出的不同菌株两两之间的相互作用，从中选取对其他菌株生长有促进作用或无影响的菌株；(5)将(4)中所筛选的菌株按照等比例混合人工构建复合功能菌群；(6)测定复合功能菌群的生态位，验证其比单菌生态位更宽。本发明适用于土壤修复、农业增产等领域。

技术领域

本发明属于微生物菌种构建复合功能菌群的生物技术领域，具体涉及一种构建植物促生复合功能菌群的方法，该复合功能菌群用于促进植物生长、提高植物抗逆性。

背景技术

植物促生根际细菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)是一类自由生活在土壤或植物根际，能够通过分泌植物生长物质或防治植物病害功能促进植物生长的一类有益细菌。PGPR已被证实能够通过分泌ACC脱氨酶、植物生长激素、铁载体及解磷、固氮等直接作用机制来调节植物根际微生态平衡，提高植物抗逆性，增加土壤肥力，促进植物健康生长，被广泛应用于污染土壤修复以及农作物防病增产。

然而，以往关于PGPR的应用大多还停留在人工接种单一或少数几个菌种来改善植物根际微环境，促进植物生长。仅有的利用合成功能菌群促进植物生长的研究，也往往忽略了菌株之间的相互作用及其协同效应，只是基于各菌株功能活性的简单叠加。事实上，生物之间往往是相互依赖、相辅相成的，实际构成调控植物微生态平衡的有益微生物也并非单一或少数几个物种，而是由不同功能特性、在应对不良外界环境、促进植物健康、生长等方面协同相互作用的微生物组成的群落。随着植物微生物组学研究的逐步深入，现在更加强调微生物群落对植物生长及健康方面的重要作用。基于微生物群落的功能冗余的研究表明，核心微生物群是整个微生物群落结构与功能变化的内动力，核心微生物通过交流和分工行驶互补功能来适应外界环境的变化。合成菌群的菌株来自于与优势植物共生的关键功能物种，相对于自然微生物群落和单菌株来说有很多优势。首先，合成菌群中的物种是已知的，可以起到加权效应，能够实现对微生物组更简便和高效的利用；其次，合成菌群可以优化代谢路径，同时执行多项功能，来减少细胞代谢的负担。

人工构建微生物菌群的效用已成功证明可为植物提供诸多益处，包括改善植物性状、增加养分获取、提高抗病害能力、延缓衰老期等。目前通过人工构建功能菌群研究植物微生物组仍处于起步阶段，但这个领域将会由于大量微生物基因组的测序以及微生物菌株的获得而快速发展。然而，目前缺乏高效统一的方法来人工构建复合功能菌群，严重制约了有益微生物在环境修复及农作物防病增产中的应用。

发明内容

针对现有技术中的不足与难题，本发明旨在提供一种“六步法”人工构建植物促生复合功能菌群的方法，通过人工调控根际微环境，高效利用菌株间的协同效应，增强植物对营养元素的获取，提高植物抗逆性，促进植物健康生长。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种人工构建植物促生复合功能菌群的方法，该方法包括以下步骤：

第一步：从生长良好、抗逆性强的优势植物根际、根内、根表分离筛选具有ACC脱氨酶活性菌株，以Pseudomnas putida UW4作为阳性对照菌株，挑选其中ACC脱氨酶活性高于Pseudomnas putida UW4的菌株；测定所获得菌株的固氮、固碳、解磷、产IAA和产铁载体能力，挑取其中六种功能活性均具备及每一种功能活性最高的优势功能菌株；

第二步：基于16S rRNA基因全长序列分析每一株优势功能菌株的系统发育地位，从中筛选出每一物种的代表菌株；

第三步：测定以上所获得的每一代表菌株的生长曲线，从中筛选出生长规律一致的菌株；