[发明专利]一株产胞外多糖可固沙的溶杆菌SCSIO17111及其应用

说明书

本发明公开了一种产胞外多糖可固沙的溶杆菌SCSIO 17111及其应用。本发明的溶杆菌SCSIO 17111于2017年8月18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(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，保藏编号：CGMCC NO.14537。本发明所提供的溶杆菌SCSIO 17111可以使沙粒团聚并保持相对稳定的状态，从而起到固沙的效果，可以应用于防治干旱、半干旱地区沙漠化和岛礁生物土壤结皮的构建。相较于物理固沙、化学固沙和植被的培植，利用微生物结皮固沙作为新型固沙方式，具有适应性强、成本低、见效快等优势。

技术领域：

本发明属于微生物领域，具体涉及一株产胞外多糖，具有固沙能力的溶杆菌SCSIO17111及其应用。

背景技术：

溶杆菌属(Lysobacter)属于变形菌门、γ-变形菌纲、黄单胞菌目、黄单胞菌科。溶杆菌属菌株细胞呈细杆状，大小一般为0.2～0.5×1.0～15(有些能达到70)μm，无鞭毛，具滑行能力，可弯曲，为革兰氏阴性、好氧细菌，其基因组DNA中G+C含量高，达到61.7％～70.7％。溶杆菌属菌落具有较强黏性，颜色一般为奶油色、粉红色或黄褐色。

近二、三十年来，随着人口数量增加，城市规模不断扩大，人类经济活动的加剧，对土地资源的不合理利用和破坏，使干旱、半干旱和具有干旱灾害的半湿润地区的土地发生退化，即土地退化，也叫“沙漠化”。在人类诸多的环境问题中，荒漠化是最为严重的灾难之一，全球沙化土壤正以每年5～7万平方公里的速度扩展，有10亿以上的人、40％以上的陆地表面受到荒漠化的影响。

干旱、半干旱地区沙漠化的扩张越来越严重，导致土地退化，土壤肥力、生物多样性降低，极端环境和社会经济因素加剧了土地的退化。目前防沙固沙的主要方法是物理固沙、化学固沙和植被的培植，但成本相对较高，且干旱半干旱地区降水不足、蒸发强烈，植树造林的成活率较低。利用微生物结皮固沙作为新型固沙方式，具有适应性强、成本低、见效快等优势。沙漠结皮中的微生物既是结皮形成的参与者，又是结皮的重要组成部分，具有增强土壤团聚稳定性、改善表层土壤水分状况、防止土壤侵蚀等作用。已有研究表明，土壤结皮之所以能形成，与微生物以及它所分泌的多糖类物质有着密不可分的关系。细菌在土壤结皮形成的初期，起到了重要作用，在其代谢过程中会分泌大量的胞外聚合物即胞外多糖。多糖物质能胶结土壤颗粒使之成为团聚体，在团聚体的形成与稳定过程中起到了粘结作用。有关细菌固沙的研究已有报道，Pan等将从新疆古尔班通古特沙漠生物土壤结皮底层分离出来的一株寡营养细菌制成菌剂喷洒于沙漠表面，可以起到固沙和减缓土壤水分蒸发的效果，从而对沙漠环境起到了一定的改善作用。张雪梅等将从古尔班通古特沙漠中分离纯化得到的一株产胞外多糖的固氮细菌(Azotobacter sp.)制成菌液喷洒在流沙表面形成了一层微生物结皮，对中麻黄、乌拉尔甘草等多年生干旱荒漠植物有保水、保苗作用。Wu等将从沙漠生物结皮中分离出的细菌接种到野外沙田后，刺激了表层土壤中异养微生物的聚集，细菌、放线菌的数量及总磷、速效氮、速效磷含量显著增加，对土壤具有固沙、保水、防化学侵蚀的作用，同时对生物结皮的恢复起到有效的作用。

现阶段，已用于固沙的微生物主要集中在蓝藻门，主要包括丝状蓝藻，如念珠藻属(Nostoc)、颤藻属(Oscillatoria)、柱孢藻属(Cylindrospermum)和席藻属(Phormidium)等。蓝藻作为土壤调节剂的使用已被断断续续地研究了几十年，随着人们逐渐认识到蓝藻在生物结皮形成过程中的重要性，最近又重新成为关注的重点。将蓝藻接种到沙地表面，可通过藻丝对沙粒的机械缠绕和细胞多糖等有机物的粘附作用形成团聚体，由团聚体构成的生物结皮能起到固沙作用。科研人员摸索研发在野外流沙上接种蓝藻的技术方法，取得了一定的成果，相关技术应用于修复荒漠化生境。溶杆菌虽可产生胞外多糖，但目前未见对溶杆菌的固沙能力的相关研究报道。

发明内容：