[发明专利]一株天然耐铵固氮类芽孢杆菌23及其应用

说明书

本发明涉及固氮微生物技术领域，具体涉及一株天然耐铵固氮类芽孢杆菌23及其应用。本发明提供一株类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23，其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.18767。该菌含有固氮酶结构基因nifH，在高浓度铵(50‑300mM)条件下能够进行高效的生物固氮，突破了高铵条件对生物固氮的抑制作用，可在农业生产中推广使用，有效减少化肥的使用量。

技术领域

本发明涉及固氮微生物技术领域，具体涉及一株天然耐铵固氮类芽孢杆菌23及其应用。

背景技术

氮素是植物生长必需的大量元素。地球表面的氮素含量丰富,但大多数以惰性氮气的形式存在于大气中,不能被生物体所利用。为了保障粮食作物及蔬菜瓜果的高产，多需大量使用化学氮肥。但长期过量施用化学氮肥，会导致土壤恶化、环境污染和产品品质下降，阻碍农业经济的可持续发展。

生物固氮是指少数原核微生物在体内固氮酶作用下，将空气中的氮气还原成铵的过程。但生物固氮的效率受环境中铵的影响，高浓度的铵抑制固氮作用。换言之，在贫瘠的土壤里，固氮微生物能充分发挥固氮作用，而在肥沃的土壤里，固氮微生物则只生长而不固氮。通常，固氮微生物只有在氨同化机制被化学或遗传改造修饰的情况下,才能在过量铵存在下表达固氮酶。几乎所有的天然固氮菌只能够在低铵条件下进行固氮。目前报道的固氮微生物在高浓度铵条件下的固氮活性均较低。获得在高浓度铵条件下能够高效固氮的微生物，使固氮微生物在贫瘠和肥沃的土壤里都能充分发挥固氮作用，对在农业生产中减少化肥的用量，具有重要的应用价值。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一株天然耐铵固氮类芽孢杆菌23及其应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一株耐铵固氮类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23，该菌株是从自然环境中分离得到，并于2019年10月30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：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，邮编100101)，分类命名为类芽孢杆菌Paenibacillus sp.，保藏编号为CGMCC No.18767。

本发明提供的类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23在LD固体培养基上菌落为圆形，凸起，表面光滑并具有完整的边缘，直径大约为0.5-1.5mm。

本发明提供的类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23含有结构基因为nifH，编码该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明提供的类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23的16S rDNA基因序列如SEQ IDNO.2所示。

本发明还提供包含所述类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23的菌剂。

本发明中，所述包含类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23的菌剂可以为液体菌剂或固体菌剂。所述包含类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23的菌剂可以采用常规技术手段、加入微生物制剂领域允许的辅料制备得到。

本发明的类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23的固氮酶活性明显高于本领域公认的类芽孢杆菌(Paenibacillus)属内固氮酶活性最高的菌株Paenibacillus durusATCC35681，因此具有更高的应用潜力。

本发明通过实验证实，类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)23能够耐受50～300mM的高浓度铵，在所处环境中NH₄⁺的浓度达到50～300mM时仍能够保持较高的固氮酶活性、进行高效的生物固氮。