[发明专利]一株具有水稻促生功能的根瘤菌及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及具有促进植物生长功能的根瘤菌及其用途。

背景技术

植物内生菌是指能够定殖在植物各种组织和器官的细胞间或细胞内、并与植物建立和谐联合关系的一类微生物，包括真菌和细菌。一部分植物内生细菌可通过分泌生长素，富集根际土壤中的铁离子和固氮作用等不同机制，对植物发挥抗生促生作用，为我们提供了一类新的微生物资源。近年来，有关植物内生细菌的论著数量日趋增加，随着植物内生细菌研究的深入，不同学者从不同植物中不仅分离鉴定出多种细菌新种，还获得了一大批具有防病、促生或固氮等生物学功能的内生细菌，显示出了良好的研究和应用前景，已成为植物学、微生物学、植物保护学及植物育种学等多学科的研究热点。

近年来的研究发现，在自然条件下，根瘤菌作为多种非豆科植物的内生菌广泛存在，如棉花、玉米、小麦、油菜、甘蔗、胡萝卜、水稻等植物。从不同地区不同品种的水稻中，已报道的内生根瘤菌主要包括如下：Rhizobium leguminosarum、R.loti、R.oryza、Bradyrhizobium elkanii、B.japonicum、Azorhizobium caμLinodans、Ensifer(Sinorhizobium)meliloti、Mesorhizobium hukuii以及Agrobacterium属不同种的菌株等，同时还从在水稻根部分离到可与菜豆结瘤的Burkholderia cepacia菌株，根瘤菌能够定殖在植株根、茎、叶组织但并不形成真正的根瘤。目前的许多试验已经证明，根瘤菌对水稻的生长有着促进作用。在埃及，将水稻和埃及车轴草进行轮作系统已经有几个世纪的历史，这种轮作系统好像是R.leguminosarum bv.trifolii的生物库。从水稻根内分离到的R.leguminosarum bv.trifolii接种水稻的田间试验表明，根瘤菌可以显著地提高水稻的产量和氮利用率(Nitrogen-use efficiency，NUE)，并增加产量的30％或者更高，尤其是施肥量在推荐水平的三分之一的情况下增产更加明显。然而，进一步研究表明，产量的增加并不是因为生物固氮作用，而是归功于根的结构变化，通过根瘤菌分泌的植物生长素IAA和GA7刺激根的结构发生改变，加强了对氮和土壤中其他营养物地摄取，从而促进作物的增长，增加作物产量及氮利用率。Biswa等用六种不同的根瘤菌接种水稻也得到上述相似的结果，可分别提高水稻产量的8％-22％和秸秆产量4％-19％，N、P、K的吸收增长10％-28％，Fe的吸收增长10％-64％。利用N15同位素研究同样发现，氮吸收的增加并非是因为生物固氮，而是产生IAA及根的结构变化。Singh等分离自无菌水稻根部、可与扁豆结瘤固氮的三株菌，其中两株属于Burkholderia cepacia，另一株为R.leguminosarum bv.phaseoli，在温室条件下，可显著促进水稻产量和植物量。还有研究发现，接种根瘤菌对水稻植株的光合作用产生影响，并提高水稻产量。也有报道根瘤菌在水稻植株中具有固氮功能。在非洲，Chaintreuil等从敏感和萌(Aeschynomene sensitiva，一种豆科植物)生长的湿地中采集的野生稻根部分离到20株慢生根瘤菌菌株，在温室条件下接种水稻，用乙烯还原法可以测得固氮酶活性，并可以提高水稻产量20％。

发明内容

本发明的目的是提供能够促进植物生长，有效固氮的细菌。

本发明所提供的细菌为祁阳根瘤菌(Rhizobium qiyangensis)ZYY136，该菌株已于2011年08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，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号)，保藏编号为CGMCC No.5171。

本发明的另一个目的是提供一种菌剂，它的活性成分为所述的祁阳根瘤菌(Rhizobium qiyangensis)ZYY136CGMCC No.5171。

该菌剂除包含作为活性成分的祁阳根瘤菌(Rhizobium qiyangensis)ZYY136CGMCC No.5171外，还可包括辅料，如草炭、动物的粪便、各类作物的秸秆、松壳、稻草、花生皮等。

该菌剂可用于促进植物生长、用于固氮、用于产生固氮酶、用于产生吲哚乙酸(IAA)等。在本发明的实施例中所述植物具体为水稻。