[发明专利]湖南类芽孢杆菌及其应用

说明书

湖南类芽孢杆菌及其应用，属于微生物技术领域。本发明一方面提供了一种湖南类芽孢杆菌(Paenibacillus hunanensis)RS13，保藏号为CCTCC NO:M2021713，另一方面提供了该湖南类芽孢杆菌(Paenibacillus hunanensis)RS13的用途。本发明提供的菌株具有固氮功能、抗逆性、耐浸种剂、促生功能等功能，为对推动绿色、可持续发展农业提供了一种稳定高效、世代间传递的微生物资源。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及湖南类芽孢杆菌及其应用。

背景技术

氮元素是有机体的必需营养成分，是决定作物生物量和产量的核心因素之一。长期以来，以追求产量为主要目标的农业生产模式导致氮肥的过量施用，这不仅增加了农业生产成本，并且导致了一系列环境问题，包括气候变化、土壤酸化及水体富营养化等。大气中大约78.1％都是氮气(N₂)，但大部分生物不能直接利用 N₂，只能利用化合态形式的氮。自然界中只有某些固氮原核生物具有将空气中氮气还原为氨的生物固氮作用，而且通过生物固氮作用产生的氮化合物被原位利用不易渗出和挥发。因此，筛选高效固氮微生物菌种、优化生产发酵工艺，或与其他富含植物营养的物料复合加工成固氮微生物肥料对实现我国农业绿色可持续发展具有重要意义。

从国际上来看，微生物肥料已有一百多年的研究以及应用历史。微生物肥料主要产品有以下三类：(1)农用微生物菌剂，是由一种或一种以上的功能微生物经浓缩或经载体吸附而制成的液体、粉剂或颗粒型的活菌制品；(2)生物有机肥，由特定功能微生物与以动植物残体为来源并经无害化处理、腐熟的有机物料复合而成的微生物肥料；(3)复合微生物肥料，由微生物菌剂与营养物质(N、P、K) 复合而成的活菌制品，本肥料的特点是含有功能菌、N、P、K养分以及有机成分，能够平衡肥料的速效与长效供给需求。微生物肥料不仅可以通过有益菌的大量繁殖，疏松土壤，改善土壤结构，提高土壤生物肥力。并且，功能菌株对植物的生长及抗病性有直接或间接的促进作用，直接促进植物生长的机制包括固氮、解磷、铁载体、生长素和细胞分裂素等植物激素的产生；间接促进生长是通过争夺空间和养分、产生抗生素或水解酶、抑制毒素和诱导植物防御机制来阻止植物病原菌的生长或活性。尽管微生物肥料作用如此广泛，但其在大田应用中会受到多重因素的影响，如生物因素包括土壤及植物中土著微生物群落的竞争性、植物自身防御机制等，非生物因素包括气候、土壤类型、土壤管理措施等。因此，选育抗逆性强、环境适应性强、能优先占据生态位的微生物菌种，对于充分发挥微生物肥料促进绿色农业的发展非常迫切。

种子是裸子植物和被子植物特有的繁殖体，是植物生命周期中的一个重要阶段，在自然生态系统中，种子还促进了植物在环境中的传播、适应并持续存活。处于萌发期的种子和幼苗特别容易受到干旱、食种动物、种传和土壤病原菌威胁，也面临着资源限制和总体生境适宜性不足的威胁，这使得自然和农业生态系统中的种子到幼苗的过渡成为植物生命周期中最重要的瓶颈之一。近年来的多组学分析表明，植物种子内具有高度多样性和丰富的微生物群落。内生微生物(细菌或真菌)是一类关键的植物共生体，它们生活在植物组织内，不会引发任何疾病症状，并且与植物的整个生活史(从种子萌发到果实发育)有关。植物宿主在与种子内生菌共进化过程中选择性地传递有利微生物(抗病性，促生能力强)给下一代，这些“继承”的内生菌在种子萌发和幼苗建成等关键过渡期起到重要作用。因此，种子内生微生物菌种具有优先占据植物生态位、稳定遗传的特性。

水稻是世界上主要的农作物和近一半人口的主食，其产量在维持全球粮食供应方面起着核心作用。目前，全球环境恶化和气候变化等各种因素增加了水稻的病虫害，威胁到全球粮食安全。利用杀菌剂和杀虫剂进行种子处理是水稻早期病虫害防治的主要措施，我国从上世纪50年代就开始运用药剂浸种、拌种来防治农作物种传病害。目前，市面上的微生物肥料主要通过拌种、大田或叶面喷施、种子包衣和种子丸粒化等方式应用于农业生产。我国微生物肥料的菌种主要集中在芽孢杆菌属，而类芽孢杆菌在水稻固氮促生方面的研究相对较少。因此，筛选耐浸种剂和抗逆性强的类芽孢杆菌菌种，对我国水稻产业的发展具有重要的应用价值。

发明内容