一株具有解磷能力的巨大芽孢杆菌及其在溶解磷矿粉中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一株具有解磷能力的巨大芽孢杆菌及其在溶解磷矿粉中的应用，属于农业生物技术领域。我国磷肥发展遇到产量不能满足农业生产，每年需要大量进口；缺乏高浓度高质量磷肥等问题。这些问题都严重阻碍了农业生产，所以应该寻找提高肥料质量、提升土壤肥力的方法与途径，比如利用微生物活化磷矿粉或土壤中的难溶磷来释放土壤中无效磷，将其转化为植物可以利用的磷，以提高土壤肥力。研究表明巨大芽孢杆菌HX63菌株能够分泌有机酸、产生磷酸酶，并且可以提高种子发芽率、促进植株生长发育等，能够用于难溶磷素的溶解。因此，本发明专利技术中的巨大芽孢杆菌HX63菌株能为微生物菌肥开发提供良好的菌株资源，具有良好的开发应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一株具有解磷能力的巨大芽孢杆菌及其在溶解磷矿粉中的应用
本专利技术属于农业生物
，具体涉及一种巨大芽孢杆菌HX63菌株，该菌株具有解磷能力，尤其是对土壤中难溶解的磷酸盐具有很好的溶解效果。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。磷是作物体内重要有机化合物的组分，作物体内的核酸、核蛋白、磷脂、植素、磷酸腺苷和许多酶的组成中都含有磷，磷是核酸的重要组成元素。磷的正常供应，有利于细胞分裂、增殖和促进作物的生长发育。当磷素供应不足时，影响核酸、核蛋白的合成，使细胞的形成和增殖受到抑制，导致作物生长和发育停滞，根系发育不良，植株矮小。磷是作物代谢过程的调节剂。作物体内碳水化合物的合成、分解、互变和转移都需要磷的参与。在光合作用中，磷会参与光合磷酸化作用，并把光能贮藏在ATP中，同时形成NADPH。作物体内蔗糖和淀粉的合成也需要有磷的参与。因为己糖在作物体内需要经过磷酸化作用，形成磷酸己糖，然后才能合成蔗糖和淀粉。磷还能促进碳水化合物的运转。磷酸不足就会影响到蔗糖的运转，使糖累积起来，有利于花青素的形成；磷是植物体内氮素代谢过程中多种酶的组分，能促进氨基化作用、脱氨基作用和氨基转移作用等过程的进行；磷还有利于植物体内硝态氮的转化与利用；可以改变豆科作物的磷素营养、增加结瘤数量和单个根瘤质量，有利于提高豆科植物的固氮效率。除此之外，磷还能促进脂肪代谢，增强作物的抗旱、抗寒、抗病和抗倒伏的能力，从而增强作物抗逆性。土壤中的无机磷化合物主要分为三类，一类是磷酸钙、磷酸镁类化合物，这类化合物主要存在于碱性或中性土壤中；另一类是磷酸铁、铝化合物，这类化合物主要存在于酸性土壤中；第三类是闭蓄态磷，闭蓄态磷是指磷酸盐被铁铝化合物胶膜包裹后形成的难溶磷酸盐。磷素固定的方式有多种，可以把这些方式归结为两类：沉淀和吸附。磷矿粉中存在各种形态的磷，比如Ex-P(Exchangeable/looselyboundphosphorus)、Al-P(Aluminum-boundphosphorus)、Fe-P(Iron-boundphosphorus)、Ca-P(AuthigenicphosphorusandCa-phosphorus)、De-P(Detritalphosphorusandotherinorganic)、Or-P(OrganicboundP)等。其中Ex-P代表松散吸收和可交换的磷，由于其结合比较松散，所以容易被浸提出来；Al-P主要以化学吸附的形式存在于岩石中，Al-P的释放易受时间的影响，而且岩石中的Al-P可转化为易溶或弱吸附的磷；Fe-P是指氧化铁共沉淀的磷酸盐或氢氧化物，其含量受外源磷的输入影响很大；De-P主要来源于岩浆或变质岩,是在磷酸盐外面涂一层氢氧化铁胶体形成；Ca-P是指自体和生物磷灰石与碳酸钙，包括鱼等生物骨碎片骨头、藻类；Oc-P(Occluded-boundphosphorus)指的是舀合形态的磷，而且不容易被生物体利用；Or-P指的是与有机物结合的磷。作物吸收的磷(包括无机磷和有机磷)主要以无机磷为主。无机磷中，正磷酸盐是作物吸收的主要形式。另外，作物也能吸收偏磷酸盐和焦磷酸盐，并在体内很快被水解成正磷酸盐而为作物利用。H2PO4-最易被作物吸收，HPO42-次之，而PO43-仅能存在于很强的碱性介质中，不适于作物的吸收。在有机磷化合物中，能被作物吸收利用的有己糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、甘油磷酸脂、核糖核酸和植素等，但土壤中的部分有机磷不能被作物直接吸收利用，要提高土壤中有效磷的含量，增加作物产量，单单靠增施磷肥是不行的。磷肥施用过多，使土壤有效磷含量与磷肥用量呈负相关。不仅增加了农业成本，而且使土壤积累过多不能被作物吸收利用的无效磷，引起土壤板结。部分还通过径流进入水体，导致水体富营养化。解磷微生物可以将土壤中无效磷转变为有效磷，有的还能分泌磷酸酶直接将难溶解的有机磷化合物水解为植物可以吸收利用的磷，从而促进作物生长发育。自然界中的微生物参与磷的地球生物化学循环，其作用是多方面的，微生物对磷的分解作用强于合成作用，微生物可以推动土壤中磷的有效化。微生物分解含磷化合物的作用，分为有机磷化合物的分解和无机磷化合物的分解两个方面。前者主要是微生物产生的各种酶参与的结果。在土壤这个复合体中，有机磷的变化非常复杂，经常形成一些难分解的化合物。如有机磷化合物在泥炭、腐殖质中，可与某些有机质形成络合物。这些复杂的化合物只有在微生物相应酶的作用下才能分解。例如芽孢杆菌对植素的水解是根际有效磷的一个重要来源，细菌产生植酸酶可以水解植素。但专利技术人发现：现有技术中虽然已有用解磷微生物解决土壤磷素缺乏的实例，但效果不甚理想。
技术实现思路
针对目前现有技术中的空白之处，本专利技术采用以无机磷酸三钙为唯一磷源的固体培养基，初步筛选得到解磷菌株，并进一步利用摇瓶实验，通过复筛，最终确定解磷微生物菌株的解磷能力，以及对各种不同难溶性磷酸盐的溶解能力。利用16SrDNA以及生理生化实验，将其鉴定为巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)。进一步通过摇瓶实验和盆栽实验，确定了解磷微生物菌株对磷矿粉的促溶效果，并利用盆栽实验，验证了与磷矿粉混施后对植物生长的影响。该结果表明，解磷微生物HX63菌株可以作为微生物磷肥施用于农田，对提高土壤肥力、减少磷肥用量具有重要的应用价值及实践意义。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供了一种具有解磷能力的巨大芽孢杆菌，分类命名为巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)HX63菌株，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，保藏编号CGMCCNo:19471，保藏日期为：2020年3月13日，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所。本专利技术的第二个方面，提供了上述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌在促进磷溶解中的应用。研究发现：HX63菌株以难溶性磷酸盐为唯一磷源时，会产生有机酸及磷酸酶，从而促进HX63菌株对难溶性磷的溶解。本专利技术的第三个方面，提供了上述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌在促进有机磷、卵磷脂或植酸钙溶解中的应用。本专利技术的第四个方面，提供了上述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌在提高磷矿粉肥效中的应用。本专利技术的巨大芽孢杆菌HX63菌株与磷矿粉混施后，巨大芽孢杆菌HX63菌株可以很好地在磷矿粉表面定殖，有效地促进磷矿粉中的磷及其它植物生长有益元素释放出来，提高了植株对土壤营养元素的吸收与利用。本专利技术的第五个方面，提供了上述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌在提高种子发芽率中的应用。本专利技术的第六个方面，提供了上述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌在促进植物生长发育中的应用。本专利技术的巨大芽孢杆菌HX63与磷矿粉混施后，由于促进了磷矿粉中的磷及其他植物生长有益元素释放出来，提高植株对土壤营养元素的吸收与利用，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有解磷能力的巨大芽孢杆菌，其特征在于，分类命名为巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium HX63菌株，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，保藏编号CGMCC No:19471，保藏日期为：2020年3月13日，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有解磷能力的巨大芽孢杆菌，其特征在于，分类命名为巨大芽孢杆菌BacillusmegateriumHX63菌株，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，保藏编号CGMCCNo:19471，保藏日期为：2020年3月13日，保藏地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所。


2.如权利要求1所述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌，其特征在于，所述具有解磷能力的巨大芽孢杆菌促进了有机磷、卵磷脂或植酸钙溶解。


3.如权利要求1所述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌，其特征在于，所述具有解磷能力的巨大芽孢杆菌提高了磷矿粉肥效。


4.如权利要求1所述的具有解磷能力的巨大芽孢杆菌，其特征在于，所述具有解磷能力的巨大芽孢杆菌提高了种子发芽率。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗睿，倪海平，刘鲁民，钟传青，赵佳，周英萍，
申请(专利权)人：青岛和协生物科技有限公司，山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东;37