一株有益根际假单胞菌及其应用

著录项
  • CN202111430838.0
  • 20211129
  • CN114480160A
  • 20220513
  • 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所;中国烟草总公司山东省公司
  • 谷医林;张玉芹;马毅楠;王为荣;魏海雷
  • C12N1/20
  • C12N1/20 A01N63/27 A01P3/00 A01P1/00 A01P21/00 C09K17/14 C05G3/60 C05G3/00 C05G3/80 C12R1/38 C09K101/00

  • 北京市海淀区中关村南大街12号
  • 北京(11)
摘要
本发明公开了一株有益根际假单胞菌及其应用。本发明提供的有益根际假单胞菌具体为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270,其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.226780。该菌株为假单胞菌属新菌种,对多种病原菌具有抑制作用,对小麦纹枯病的室内防效达到79.22%,还能水解有机磷、分解钾长石,产蛋白酶、铁载体、NH3,分泌IAA。此外,该菌株还能激发植物免疫反应引起细胞程序性死亡,诱导抗病相关基因显著上调表达,激发植物产生抗病能力。该菌株具有环境友好、对人畜安全等优势,且培养条件简单、容易保存,具有良好的工业化生产前景。
权利要求

1.假单胞菌,其特征在于:所述假单胞菌为Pseudomonas nyingchiensis,其菌株号为2270,其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCCNo.226780。

2.权利要求1所述假单胞菌的培养物,是将权利要求1所述的假单胞菌在细菌培养基中培养得到的物质。

3.菌剂,其特征在于:所述菌剂含有权利要求1所述的假单胞菌、权利要求1所述的假单胞菌的代谢物和/或权利要求2所述的培养物。

4.根据权利要求3所述的菌剂,其特征在于:所述菌剂为病原菌抑制剂、病害抑制剂、促进植物生长的菌剂和/或改良土壤的菌剂。

5.根据权利要求4所述的菌剂,其特征在于:所述病原菌抑制剂对立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasitica var.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)具有抑制作用;

所述病害为由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasitica var.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)引起的病害;

进一步地,所述病害为小麦纹枯病、稻瘟病、水稻白叶枯病、番茄青枯病、烟草黑胫病、瓜类细菌性果斑病和/或辣椒疫病。

10.根据权利要求4-9中任一所述的菌剂或应用或方法,其特征在于:所述植物为单子叶植物或双子叶植物;

进一步地,所述单子叶植物为禾本科植物;所述双子叶植物为十字花科植物或茄科植物或葫芦科植物;

更进一步地,所述禾本科植物为小麦属植物或稻属植物;所述十字花科植物为拟南芥属植物;所述茄科植物为烟草属植物或辣椒属植物或番茄属植物;所述葫芦科植物为瓜类植物;

更加具体地,所述小麦属植物为小麦;所述稻属植物为水稻;所述拟南芥属植物为拟南芥;所述烟草属植物为烟草;所述辣椒属植物为辣椒;所述番茄属植物为番茄;所述瓜类植物为西瓜。

6.如下任一应用:

A1)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在抑制病原菌中的应用;

A2)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备抑制病原菌的产品中的应用;

A3)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在抑制病害中的应用;

A4)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备抑制病害的产品中的应用;

A5)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在促进植物生长中的应用;

A6)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备促进植物生长的产品中的应用;

A7)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在激发植物免疫反应中的应用;

A8)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备激发植物免疫反应的产品中的应用;

A9)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在改良土壤中的应用;

A10)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备改良土壤的产品中的应用;

A11)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在水解有机磷中的应用;

A12)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备水解有机磷的产品中的应用;

A13)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在解钾中的应用;

A14)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备解钾的产品中的应用;

A15)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在产蛋白酶中的应用;

A16)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备产蛋白酶的产品中的应用;

A17)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在产氨中的应用;

A18)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备产氨的产品中的应用;

A19)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在产铁载体中的应用;

A20)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备产铁载体的产品中的应用;

A21)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在产生长素中的应用;

A22)权利要求1所述的假单胞菌或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂在制备产生长素的产品中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:所述病原菌为病原真菌和/或病原细菌;

进一步地,所述病原真菌为如下中的全部或部分:立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、烟草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)、辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici);所述病原细菌为如下中的全部或部分:稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli);

所述病害为由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasitica var.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)引起的病害;

进一步地,所述病害为小麦纹枯病、稻瘟病、水稻白叶枯病、番茄青枯病、烟草黑胫病、瓜类细菌性果斑病和/或辣椒疫病;

所述促进植物生长体现为如下中的全部或部分:促进植物侧根形成、提高植物生物量;

所述激发植物免疫反应体现为如下中的全部或部分:激发植物表层免疫反应引起细胞程序性死亡、诱导抗病相关基因上调表达。

8.如下任一方法:

B1)一种抑制病害的方法,包括如下步骤:对植物植株或者植物种子或植物根际土壤施用权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂;

B2)一种促进植物生长的方法,包括如下步骤:对植物植株或者植物种子或植物根际土壤施用权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂;

B3)一种激发植物免疫反应的方法,包括如下步骤:对植物植株或者植物种子或植物根际土壤施用权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂;

B4)一种改良土壤的方法,包括如下步骤:向待改良土壤中施用权利要求1所述的假单胞菌或权利要求1所述的假单胞菌的代谢物或权利要求2所述的培养物或权利要求3-5中任一所述的菌剂。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于:所述病害为由立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonasoryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasitica var.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)引起的病害;

进一步地,所述病害为小麦纹枯病、稻瘟病、水稻白叶枯病、番茄青枯病、烟草黑胫病、瓜类细菌性果斑病和/或辣椒疫病;

所述促进植物生长体现为如下中的全部或部分:促进植物侧根形成、提高植物生物量;

所述激发植物免疫反应体现为如下中的全部或部分:激发植物表层免疫反应引起细胞程序性死亡、诱导抗病相关基因上调表达。

说明书
技术领域

本发明涉及微生物领域,具体涉及一株有益根际假单胞菌及其应用。

植物病害的发生和流行严重影响全球粮食产量和经济状态,每年由于植物病原微生物侵染可导致全球30%的粮食减产,造成全球经济损失约2200亿美元。植物病害所造成的粮食安全和食物短缺等问题在很大程度上影响人们的生活,目前全球有超过8亿人(占全球人数的10%以上)正遭受粮食安全的威胁,尤其在发展中国家因植物病害发生引起的上述问题对人们造成的影响更加严重。化学杀菌剂的出现在很大程度上缓解了这一问题,为农业增收,保障粮食产量做出了重要贡献。然而,在实际生产中,为了更加高效的防控植物病害的发生,过量施用农药的现象屡见不鲜,这不仅没有帮助农业有效实现正增长,还逐渐的使其弊端凸显。严重破坏了土壤正常的理化性状和生态微环境,造成土壤板结、营养流失,土壤愈发贫瘠;过量的化学元素流失也造成江河湖海水体的富营养化,藻类疯长,破坏了水体生态平衡;对于病原微生物也产生了一个定向筛选的过程,加速抗药性的产生,同时也在一定程度影响田间生物多样性,杀灭有益生物等。不仅对粮食安全和生态环境造成很大影响,也严重制约农业健康发展。因此,探寻新的绿可持续防控途径迫在眉睫。

利用有益微生物资源开发生物防治产品是实施绿防控战略的重要措施之一。有益微生物种类众多,代谢产物丰富,作用机制多样,具有良好的环境适应性。利用有益微生物及其产生代谢产物来抑制病原菌,是一种安全高效,生态良好的植物病害防治方法,是病害综合治理的重要环节。

假单胞菌(Pseudomonas spp.)种类丰富、分布广泛,尤其在植物根际环境中普遍存在,具有定殖能力强、代谢产物多样、抗菌谱广等特点,其在病害防控和植物促生方面具有重要价值。尽管假单胞菌类众多,但目前得到商品化应用的有益假单胞菌株绝大多数为荧光假单胞菌,存在商业化微生物制剂相对单一的问题。有益微生物资源出现严重的趋同性,同样其作用机理的也存在单一化。因此,筛选新的有益假单胞菌,丰富有益微生物种质资源,能够为微生物制剂的开发和利用提供极为重要的资源,是保障农业的绿可持续发展的重要基石。

本发明针对植物病害防治困难,且难以实现可持续绿防控的问题,提出了一株有益根际假单胞菌及其应用。

第一方面,本发明要求保护一株假单胞菌(新菌种)。

本发明所要求保护的假单胞菌为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis),其菌株号为2270,其在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的登记入册编号为CGMCC No.226780。

林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270呈杆状,好氧型革兰氏阴性菌,在KB培养基上可产生荧光,菌落呈乳白,规则圆形,粘稠状。该菌株的生长温度范围在4-40℃,最适宜生长温度为28-32℃,生长pH值在6-9,最适宜pH值为7。林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的生理生化特征如表2所示。林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270具有SEQ ID No.1所示的16S rDNA。

第二方面,本发明要求保护林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的培养物。

林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的培养物是将林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270在细菌培养基中培养得到的物质(培养容器内的所有物质)。

上述培养物中,所述物质包括林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270(菌体自身)和林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物。

术语“代谢物”是指微生物新陈代谢过程中产生的初级代谢产物和/或次级代谢产物。初级代谢是指微生物从外界吸收各种营养物质,通过分解代谢和合成代谢,生成维持生命活动的物质和能量的过程。初级代谢的产物即为初级代谢产物,如单糖或单糖衍生物、核苷酸、维生素、氨基酸、脂肪酸等单体以及由它们组成的各种大分子聚合物,如蛋白质、核酸、多糖、脂质等。次级代谢是指微生物在一定的生长时期,以初级代谢产物为前体,合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。次级代谢的产物即为次级代谢产物,大多是分子结构比较复杂的化合物。根据其作用,可将其分为抗生素、激素、生物碱、毒素等类型。

上述培养物中,所述细菌培养基可为固体培养基或液体培养基。

术语“培养物”是指经人工接种和培养后,长有微生物体的液体或固体培养基的统称。即通过将微生物进行生长和/或扩增而获得的产物,其可以是微生物的生物学纯培养物,也可以含有一定量的培养基、代谢物或培养过程中产生的其他成分。术语“培养物”还包括通过将微生物传代而获得的传代培养物,其可以是某一代的培养物,也可以是若干代的混合物。

在本发明的具体实施方式中,所述细菌培养基具体为LB液体培养基或者PDA固体培养基。

第三方面,本发明要求保护一种菌剂。

本发明要求保护的菌剂含有林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270、林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物和/或前文第二方面所述培养物。

其中,所述菌剂可为病原菌抑制剂、病害抑制剂、促进植物生长的菌剂和/或改良土壤的菌剂。

进一步地,所述病原菌抑制剂可对立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthoracapsici)具有抑制作用。

进一步地,所述病害可为由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthoracapsici)引起的病害。

更进一步地,所述病害可为小麦纹枯病、稻瘟病、水稻白叶枯病、番茄青枯病、烟草黑胫病、瓜类细菌性果斑病和/或辣椒疫病。

上述菌剂中,所述菌剂的活性成分可为林芝假单胞菌(Pseudomonasnyingchiensis)2270、林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物和/或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的培养物,所述菌剂的活性成分还可含有其他生物成分或/和非生物成分。所述菌剂的其他活性成分本领域技术人员可根据抑菌效果、抗病效果、促进植物生长效果、土壤改良效果确定。

上述菌剂中,所述菌剂除所述活性成分外,还含有载体。所述载体可为农药领域常用的且在生物学上是惰性的载体。所述载体可为固体载体或液体载体;所述固体载体可为矿物材料、植物材料或高分子化合物;所述矿物材料可为粘土、滑石、高岭土、蒙脱石、白碳、沸石、硅石和硅藻土中的至少一种;所述植物材料可为玉米粉、豆粉和淀粉中的至少一种;所述高分子化合物可为聚乙烯醇和/或聚二醇;所述液体载体可为有机溶剂、植物油、矿物油或水;所述有机溶剂可为癸烷和/或十二烷。

上述菌剂中,所述菌剂的剂型可为多种剂型,如液剂、乳剂、悬浮剂、粉剂、颗粒剂、可湿性粉剂或水分散粒剂。

根据需要,所述菌剂中还可添加表面活性剂(如吐温20、吐温80等)、粘合剂、稳定剂(如抗氧化剂)、pH调节剂等。

上述菌剂中,林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物可从林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的发酵液中获得(如无菌发酵滤液)。

第四方面,本发明要求保护如下任一应用:

A1)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在抑制病原菌中的应用;

A2)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在制备抑制病原菌的产品中的应用;

A3)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在抑制病害中的应用;

A4)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在制备抑制病害的产品中的应用;

A5)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在促进植物生长中的应用;

A6)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在制备促进植物生长的产品中的应用;

A7)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在激发植物免疫反应中的应用;

A8)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在制备激发植物免疫反应的产品中的应用;

A9)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在改良土壤中的应用;

A10)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在制备改良土壤的产品中的应用;

A11)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在水解有机磷中的应用;

A12)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在制备水解有机磷的产品中的应用;

A13)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在解钾中的应用;

A14)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述培养物或前文第三方面所述菌剂在制备解钾的产品中的应用;

A15)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在产蛋白酶中的应用;

A16)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在制备产蛋白酶的产品中的应用;

A17)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在产氨中的应用;

A18)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在制备产氨的产品中的应用;

A19)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在产铁载体中的应用;

A20)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在制备产铁载体的产品中的应用;

A21)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在产生长素(IAA)中的应用;

A22)林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂在制备产生长素(IAA)的产品中的应用。

所述产品可为微生态制剂或生物肥料。

在所述应用中,所述病原菌可为病原真菌和/或病原细菌。

进一步地,所述病原真菌可为如下中的全部或部分:立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、烟草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)、辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici);所述病原细菌可为如下中的全部或部分:稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)。

在所述应用中,所述病害可为由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthoracapsici)引起的病害。

进一步地,所述病害可为小麦纹枯病、稻瘟病、水稻白叶枯病、番茄青枯病、烟草黑胫病、瓜类细菌性果斑病和/或辣椒疫病。

在所述应用中,所述促进植物生长可体现为如下中的全部或部分:促进植物侧根形成、提高植物生物量;

在所述应用中,所述激发植物免疫反应可体现为如下中的全部或部分:激发植物表层免疫反应引起细胞程序性死亡、诱导抗病相关基因上调表达。

进一步地,所述诱导抗病相关基因具体可为如下中的全部或部分:Pti5基因、WRKY7基因、WRKY8基因、Hin1基因、Hsr203J基因、PR1a基因和NPR1基因。

在所述应用中,所述改良土壤可体现为如下中的全部或部分:水解有机磷、解钾、产蛋白酶、产氨、产铁载体、产IAA。

在本发明的具体实施方式中,所述解钾具体为解钾长石。

第五方面,本发明要求保护如下任一方法:

B1)一种抑制病害的方法,可包括如下步骤:对植物植株或者植物种子或植物根际土壤施用林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonasnyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂。

B2)一种促进植物生长的方法,可包括如下步骤:对植物植株或者植物种子或植物根际土壤施用林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂。

B3)一种激发植物免疫反应的方法,可包括如下步骤:对植物植株或者植物种子或植物根际土壤施用林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂。

B4)一种改良土壤的方法,可包括如下步骤:向待改良土壤中施用林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270或林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的代谢物或前文第二方面所述的培养物或前文第三方面所述的菌剂。

在B1)-B3)所示方法中,当对所述植物种子施用林芝假单胞菌(Pseudomonasnyingchiensis)2270时,具体可为:将所述植物种子置于浓度为1×107~5×108cfu/ml(如5×108cfu/ml)的林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270发酵液中浸泡10~30min(如30min)。

在所述方法中,所述病害可为由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)、烟草疫霉(Phytophthora parasiticavar.nicotianae)、西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)和/或辣椒疫霉菌(Phytophthoracapsici)引起的病害。

进一步地,所述病害可为小麦纹枯病、稻瘟病、水稻白叶枯病、番茄青枯病、烟草黑胫病、瓜类细菌性果斑病和/或辣椒疫病。

在所述方法中,所述促进植物生长可体现为如下中的全部或部分:促进植物侧根形成、提高植物生物量;

在所述方法中,所述激发植物免疫反应可体现为如下中的全部或部分:激发植物表层免疫反应引起细胞程序性死亡、诱导抗病相关基因上调表达。

进一步地,所述诱导抗病相关基因具体可为如下中的全部或部分:Pti5基因、WRKY7基因、WRKY8基因、Hin1基因、Hsr203J基因、PR1a基因和NPR1基因。

在所述方法中,所述改良土壤可体现为如下中的全部或部分:水解有机磷、解钾、产蛋白酶、产氨、产铁载体、产IAA。

在本发明的具体实施方式中,所述解钾具体为解钾长石。

上文中,林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的培养物可为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的发酵液。林芝假单胞菌(Pseudomonasnyingchiensis)2270的发酵液可按照如下方法制备:将林芝假单胞菌(Pseudomonasnyingchiensis)2270种子液接种于LB液体培养基中,于28℃,200rpm下摇培48h,获得所述发酵液。其中包含林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270菌体和分泌到培养基内的物质。

上文中,所述植物可为单子叶植物或双子叶植物。

进一步地,所述单子叶植物可为禾本科植物;所述双子叶植物可为十字花科植物或茄科植物或葫芦科植物。

更进一步地,所述禾本科植物可为小麦属植物或稻属植物;所述十字花科植物可为拟南芥属植物;所述茄科植物可为烟草属植物或辣椒属植物或番茄属植物;所述葫芦科植物可为瓜类植物。

更加具体地,所述小麦属植物可为小麦;所述稻属植物可为水稻;所述拟南芥属植物可为拟南芥;所述烟草属植物可为烟草;所述辣椒属植物可为辣椒;所述番茄属植物可为番茄;所述瓜类植物可为西瓜。

实验证明,本发明提供的假单胞菌新菌种——林芝假单胞菌(Pseudomonasnyingchiensis)2270是一株稳定、高效、广谱的植物防病促生菌。该菌株对引起小麦纹枯病的病原立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、水稻白叶枯病的病原稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)、稻瘟病的病原稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)、辣椒疫病的病原辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)、烟草黑胫病病原烟草疫霉菌(Phytophthora parasitica)、瓜类细菌性果斑病病原西瓜嗜酸菌(Acidovoraxcitrulli)、番茄青枯病病原青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)等病原真菌和病原细菌具有显著的抑制作用,对小麦纹枯病的室内防效可以达到79.22%。林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270能够水解有机磷、分解钾长石,具有产蛋白酶、铁载体、NH3,以及分泌吲哚乙酸(IAA)等功能,有效改善土壤营养环境、促进植物生长。此外,该菌株还能够通过激发植物表层免疫反应引起细胞程序性死亡,诱导抗病相关基因显著上调表达,激发植物产生抗病能力。林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270是一株植物根际益生菌,具有环境友好、对人畜安全等优势,且培养条件简单、容易保存,具有良好的工业化生产前景。

保藏说明

分类命名:Pseudomonas nyingchiensis;

参椐的生物材料:2270;

保藏机构:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心;

保藏机构简称:CGMCC;

地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号;

保藏日期:2021年6月9日;

保藏中心登记入册编号:CGMCC No.22678。

图1为基于16SrDNA序列构建林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270与近源假单胞菌的系统进化树。

图2为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270的抑菌谱。其中,A为立枯丝核菌、B为稻黄单胞菌水稻致病变种、C为稻瘟病菌、D为辣椒疫霉、E为烟草疫霉、F为西瓜嗜酸菌、G为青枯雷尔氏菌。

图3为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270激发本氏烟免疫反应。A为接种本氏烟叶片表型,左侧叶片为5×108cfu/ml林芝假单胞菌(Pseudomonasnyingchiensis)2270的菌悬液,右侧为接种10mM MgCl2;B为本氏烟叶片接种林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270后免疫相关基因表达量,结果为接种林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270组与接种10mM MgCl2的对照组之间的比值,大于1则表示接种林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270后相应基因表达上调。

图4为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270和对照处理14d后拟南芥的生长情况。A为接种LB液体培养基,B为接种浓度为5×108cfu/ml的林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270发酵液,每株拟南芥下方接种2μl。

图5为Salkowski比法测定林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270产IAA检测结果。上排左一为植物生长素IAA标准样品,上排左二为培养基阴性对照,下排三个为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270发酵液的三个重复。

图6为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270产NH3检测结果。上排均为CK,下排三个为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270处理的三次重复。

图7为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270产蛋白酶检测结果。

图8为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270产嗜铁素检测结果。

图9为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270水解有机磷检测结果。

图10为林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270分解钾长石检测结果。

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南,并不以任何方式构成对本发明的限制。

下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。

下述实施实例中所用到的病原菌公众可从野外采集,也可从中国农业科学院农业资源与农业区划研究所获得,尽可用于重复本申请实验,不得他用。

1)引起小麦纹枯病的病原立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)(魏海雷,王烨,张力,唐文华.生防菌株2P24与CPF-10的鉴定及其生防相关性状的初步分析.植物病理学报,2004,34:80-85)。

2)引起稻瘟病的稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)(厉晓东,卢建平,刘小红,林福呈.稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)的凋亡诱导和检测.植物病理学报.2011,41(4):361-370)。

3)引起水稻白叶枯病的稻黄单胞菌水稻致病变种(Xanthomonasoryzaepv.oryzae,Xoo)(杨雅云,张敦宇,陈玲,陈越,殷富有,蒋春苗,肖素勤,柯学,余腾琼,王波,付坚,钟巧芳,陈功友,程在全.云南药用野生稻对四种水稻主要病害的抗性鉴定.植物病理学报.2019,1:101-112)。

4)番茄青枯病病菌-青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)(魏海雷,王烨,张力,唐文华.生防菌株2P24与CPF-10的鉴定及其生防相关性状的初步分析.植物病理学报,2004,34:80-85)。

5)烟草黑胫病病菌-烟草疫霉(Phytophthora parasitica var.nicotianae)(王万能,全学军,肖崇刚.烟草疫霉的产孢和接种方法研究.植物保护学报,2005,32(1):18-22)。

6)引起瓜类细菌性果斑病的西瓜嗜酸菌(Acidovorax citrulli)(阚玉敏,云晓敏,李玉文,李健强,罗来鑫.Bio-PCR方法检测葫芦科作物种子携带西瓜嗜酸菌的特异性引物筛选.植物病理学报,2018,48(2):263-270),以下简称西瓜嗜酸菌。

7)引起辣椒疫病的辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)(许静,张美祥,叶廷跃,沈丹宇,窦道龙.辣椒疫霉菌PiAvr3a-like基因的鉴定及功能分析.植物病理学报,2016,46(2):160-168)。

以下实施例中所用培养基配制方法如下:

PDA培养基:马铃薯200g,葡萄糖20g,琼脂18g,蒸馏水定容至1000ml。

KB液体培养基:蛋白胨20g,MgSO4·7H2O 0.4g,甘油10ml,K2HPO4 1.5g,蒸馏水定容至1000ml,pH7.0-7.2。

KB固体培养基:蛋白胨20g,MgSO4·7H2O 0.4g,甘油10ml,K2HPO4 1.5g,琼脂18g,蒸馏水定容至1000ml,pH7.0-7.2。

LB液体培养基:酵母提取物5g,胰蛋白胨10g,NaCl 10g,蒸馏水定容至1000ml,pH7.0-7.2。

LB固体培养基:酵母提取物5g,胰蛋白胨10g,NaCl 10g,琼脂18g,蒸馏水定容至1000ml,pH 7.0-7.2。

营养琼脂培养基(NA培养基):牛肉浸膏3g,蛋白胨5g,葡糖糖2.5g,琼脂18g,pH7.0,蒸馏水定容至1000ml。

营养肉汤培养基(NB培养基):牛肉浸膏3g,蛋白胨5g,葡糖糖2.5g,pH 7.0,蒸馏水定容至1000ml。

V8培养基:V8混合蔬菜汁(金宝汤公司,美国;货号F057)100ml,CaCO3 1g,蒸馏水定容至1000ml。

实施例1、林芝假单胞菌(Pseudomonas nyingchiensis)2270(CGMCC NO.22678)的分离和鉴定

一、菌株2270的分离

菌株2270分离自西藏林芝县青稞根围土。称取2g根围土壤样品,加入盛有18ml无菌蒸馏水的三角瓶中,在28℃,200rpm条件下,震荡1h。室温静置5min后,取1ml上层清液,通过10倍梯度稀释至10-5。每个浓度取100μl涂布于LB培养基平板,每个浓度梯度重复3个平板,置于28℃培养箱培养48h。挑取菌落单一且形态不同的菌落重新划线纯化,并编号XXXX,菌株2270便为其中之一。

二、菌株2270的鉴定

对上述分离得到的菌株2270经形态观察,生理生化特性分析和遗传进化分析鉴定,方法如下:

菌落的形态、大小、凹凸度、边缘,革兰氏染及生理生化特征检测具体方法参照《常见细菌系统鉴定手册》。结果表明,菌株2270为革兰氏阴性,呈杆状,严格好氧。菌落呈乳白,表面光滑,规则圆形,粘稠状;可在KB培养基上产生明显荧光。菌株2270可在pH值在6-9和温度4-40℃范围内生长,最适pH值为7,最适生长温度为28-32℃。

菌株2270全基因组测序委托金唯智生物科技有限公司进行。通过对该菌株全基因组测序,从中分析拼接获得SEQ ID No.1所示的16S rDNA序列,基于该序列在NCBI BLAST比对分析并构建系统进化树(图1)。发现菌株2270与地中海假单胞菌(Pseudomonasmediterranea)在同一分支,然而进一步对菌株2270和P.mediterranea CFBP 5447的16SrRNA序列比对分析,两者之间的序列相似性为97.95%。推测该菌株可能为假单胞菌属的一个新种。

菌株2270基因组草图测序及组装获得53个scaffolds,测序深度434×,N50长度为481,926bp,基因组全长6,587,045bp,G+C含量为59.26%。利用在线分析网站https://www.ezbiocloud/tools/ani计算平均核苷酸一致性(ANI)和http://ggdc.dsmz.de/ggdc.php

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