[发明专利]具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌及其应用

说明书

本发明公开了具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌及其应用。本发明所分离的具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌菌株系从蚕豆宿主中获得，对该菌株经形态，理化性能以及全基因组分析鉴定，该菌株属于细菌界，变形菌门，α‑变形菌纲，根瘤菌目，根瘤菌科，根瘤菌属的新菌株系，其微生物保藏编号是CGMCC No.24092。本发明的蚕豆根瘤菌通过PEG模拟干旱胁迫、根瘤菌回接蚕豆人工控水盆栽干旱试验以及雨养农业区大田接种验证试验证明本发明提供的蚕豆根瘤菌具有耐旱性、高效结瘤、固氮能力强等特性，接种该根瘤菌能有效提高蚕豆抗旱能力，增加蚕豆的生物量以及产量，在提高豆科作物的抗逆性、促进生长以及提高其产量等方面具有应用前景。

技术领域

本发明涉及根瘤菌(Rhizobium)，尤其涉及从蚕豆宿主中分离获得的具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌及其在提高豆科作物抗旱能力及促进生长或提高其产量中的应用，属于蚕豆根瘤菌分离及其应用领域。

背景技术

根瘤菌(Rhizobium)是一类能够固定大气中游离态的氮与豆科植物建立共生关系的α-和β-变形菌，蚕豆-根瘤菌构成的共生固氮体系可为蚕豆提供生长所需80％的氮源，一个生长季节能够固定并提供约200kg N/ha，远远高于大豆。然而根瘤菌与豆科植物之间有很强的选择性，只有接种与豆科作物相匹配的根瘤菌，才能形成有效共生固氮体系，生物固氮作用才得以充分发挥。干旱缺水虽使得土著根瘤菌的数量相对较少，结瘤能力弱，生物固氮作用在该地区不能得到充分发挥，但在这种环境中却能孕育出能够耐干旱的根瘤菌，研究表明接种根瘤菌能够改善干旱胁迫在内的非生物胁迫条件下植物的生长状况，使宿主植物结瘤固氮，提高其抗旱性。大豆、苜蓿、白三叶等大宗豆科作物和牧草根瘤菌接种提高抗逆性的研究屡屡报道，但蚕豆方面的研究缺少有报道。而某个区域内最有效的根瘤菌往往来自本地区或与本地区条件相似地区的菌株，因此在高效根瘤菌的筛选中，必须重视菌剂应用的地域适应性。

根瘤菌与豆科植物之间有很强的选择性，只有接种与豆科作物相匹配的根瘤菌，才能形成有效共生固氮体系，生物固氮作用才得以充分发挥。文献报道中尚未见针对蚕豆耐旱根瘤菌筛选及应用的研究报道。

目前在豆科作物上普遍推广接种高效根瘤菌的主要是大豆，而对种植面积相对少的杂粮豆科作物蚕豆的高效根瘤菌推广应用鲜见报道，大部分集中在蚕豆根瘤菌的生物地理分布、遗传多样性及系统发育等方面，针对蚕豆根瘤菌抗逆性研究及回接提高蚕豆抗逆性的研究开展不深入，没有实质性的工作进展，特别是针对西北干旱地区蚕豆根瘤菌抗逆性研究报道更少。而某个区域内最有效的根瘤菌往往来自本地区或与本地区条件相似地区的菌株，因此在高效根瘤菌的筛选中，必须重视菌剂应用的地域适应性。因此，从西北干旱地区蚕豆根瘤中分离获得能够提高蚕豆抗逆性、促进蚕豆生长或提高蚕豆产量的根瘤菌，这对于提高西北干旱地区蚕豆根瘤菌在生产实践上的应用，发挥生物固氮的作用，减少氮肥的使用，对于保护生态环境，节约能源，降低农业生产成本，推进农业可持续发展等方面均具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌；

本发明的目的之二是将所述的具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌应用于提高豆科作物抗逆性、促进豆科作物的生长或者提高豆科作物的产量等方面。

本发明的上述目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明的一方面是提供了一株从蚕豆中分离获得的具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌(Rhizobium)，将其命名为QHCD22，其微生物保藏编号是CGMCC No.24092；其分类命名是：根瘤菌Rhizobium sp.；保藏时间是：2021年12月13日；保藏单位是：中国微生物保藏管理委员会普通微生物中心；保藏地址是：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。

本发明的第二方面是提供了该具有耐旱性能的蚕豆根瘤菌在提高豆科作物抗逆性能中的应用。

作为本发明的一种优选的具体实施方案，所述的提高豆科植物抗逆性能是提高豆科作物的耐旱性或耐盐碱性。