一株產ACC脫氨酶的固氮菌及其在土壤生態修復中的應用制造技術

本發明專利技術公開了一株產ACC脫氨酶的固氮菌及其在土壤生態修復中的應用。該固氮菌是云南微球菌(Micrococcus?yunnanensis)GD1925，其在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的保藏編號為CGMCC?No.12397。本發明專利技術從農田作物根際土壤中分離固氮菌，進一步篩選較高固氮酶活性的菌株，篩選到高效固氮菌微球菌GD1925，本發明專利技術的微球菌GD1925的固氮酶活性和ACC脫氨酶活性均極顯著高于微球菌GD192和微生物肥料常用生產菌種圓褐固氮菌ACCC11103，在改良土壤、提高土壤肥力、生荒地生態修復、蔬菜工廠化育苗接種劑、固氮微生物菌劑和生物有機肥生產中具有廣闊的應用前景。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一株產ACC脫氨酶的固氮菌及其在土壤生態修復中的應用。
技術介紹
氮肥是農業生產中最重要的生產資料之一。生產化學氮肥消耗大量能源，占生產總成本的70％～80％。煤炭、石油、天然氣等化石能源不可再生，依靠化學氮肥的農業生產難以持續發展。化學氮肥在提高作物產量、保障我國糧食安全方面發揮了巨大作用，但是不合理施氮已經形成了嚴重的環境污染，造成一系列的嚴重危害，如太湖藍藻事件令人觸目驚心。城市地下水硝酸鹽污染已經對飲用水安全造成了威脅。大氣中含有78％的氮素，但其存在形式是分子態氮氣，動植物不能直接利用，自然界只有某些原核微生物具有直接利用大氣中氮氣的能力，將其還原成氨，這就是生物固氮作用。選用高效固氮微生物菌種工廠化生產制成菌劑，或進一步與其它富含植物營養的物料復合加工成生物制品，應用于農業生產，可以提供作物氮素營養，改善作物根際生態環境，提高土壤生物肥力性狀，這就是通常所說的固氮微生物菌劑或固氮微生物肥料。生物氮肥具有多種優勢：①生物氮肥由可再生的生化制劑和活體微生物組成，可以再生，不存在資源枯竭問題，是可持續發展農資產品。②生物氮肥是環境友好型肥料，其生產和使用過程均不產生三廢等污染性物質，而且能改善土壤理化性質，提高土壤肥力，是生態農業農資產品。③生物氮肥生產耗能少、成本低，其成本僅為等效化學氮肥的20％～40％，可以為國家節省大量的煤炭和石油等能源戰略物資。④使用生物氮肥可以顯著降低農業生產成本，提高農產品品質，提升土壤肥力，使農民受益，促進社會和諧發展。修路、開礦、干旱、洪澇等對自然環境植被和土壤生態影響巨大，修復土壤生態環境需要新的技術手段。乙烯是高等植物的內源激素，植物生長發育通常只需要較低水平的乙烯，但在接近成熟或遇到干旱、淹水、高溫、機械損傷、病蟲害侵襲時會大量產生乙烯，這是植物對環境的一種生理應激反應，但過量乙烯會導致植物生長發育受阻甚至死亡。1-氨基環丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)是乙烯合成的前體物質，近年來發現，許多植物促生細菌(plantgrowthpromotingbacteria,PGPB)具有ACC脫氨酶活性，能夠把ACC分解成氨和α-丁酮酸減少乙烯合成，從而降低植物對逆境的敏感性，提高植物抗逆能力，而且可以促進有機物污染和重金屬污染土壤的植物修復，因此人們采用檢測ACC脫氨酶的方法來篩選植物促生細菌。近年來，微生物技術在生態環境修復中的作用越來越大。菌種是微生物肥料生產應用的基礎。目前，限制我國微生物肥料行業發展的瓶頸就是高效菌種的選育問題。農業生產迫切需要能夠高效固氮、提高作物抗逆性的微生物肥料生產用菌種。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一株具有較高固氮酶活性和1-氨基環丙烷-1-羧酸(ACC)脫氨酶活性的細菌。本專利技術提供的細菌是云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925，該菌株在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的保藏編號為CGMCCNo.12397，以下簡稱為云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925。含有云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925或/和云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的代謝物的菌劑也屬于本專利技術的保護范圍。該菌劑除包含云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925或/和云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的代謝物外，還可包括輔料，如草炭、動物的糞便、各類作物的秸稈、松殼、稻草、花生皮等。所述菌劑還可包括載體。所述載體可為固體載體或液體載體。所述固體載體為礦物材料、植物材料或高分子化合物；所述礦物材料可為粘土、滑石、高嶺土、蒙脫石、白碳、沸石、硅石和硅藻土中的至少一種；所述植物材料可為玉米粉、豆粉和淀粉中的至少一種；所述高分子化合物可為聚乙烯醇和/或聚二醇。所述液體載體可為有機溶劑、植物油、礦物油或水；所述有機溶劑可為癸烷和/或十二烷。所述菌劑中，云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925或/和云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的代謝物可以以被培養的活細胞、活細胞的發酵液、細胞培養物的濾液或細胞與濾液的混合物的形式存在。所述菌劑的劑型可為多種劑型，如液劑、乳劑、懸浮劑、粉劑、顆粒劑、可濕性粉劑或水分散粒劑。所述菌劑可為下述1)-9)中的任一菌劑：1)用于固氮的菌劑；2)產生固氮酶的菌劑；3)促進植物生長的菌劑；4)改良培肥土壤的菌劑；5)抑制植物產生乙烯的菌劑；6)降低植物對逆境敏感性的菌劑；7)提高植物抗逆性的菌劑；8)產生1-氨基環丙烷-1-羧酸(ACC)脫氨酶的菌劑；9)修復土壤生態的菌劑。上述菌劑的活性成分可為云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925或/和云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的代謝物，上述菌劑的活性成分還可含有其他生物成分或非生物成分，上述菌劑的活性成分本領域技術人員可根據固氮酶活性和/或ACC脫氨酶活性確定。上文中，云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的代謝物可從云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的發酵液中獲得。云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的代謝物具體可按照如下方法制備：在液體培養基中培養云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925，除去液體培養物(發酵液)中的云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925即得到云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925的代謝物。云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925或所述菌劑的下述P1)-P11)中的任一應用也屬于本專利技術的保護范圍：P1)在固氮中的應用；P2)在生產固氮酶中的應用；P3)在促進植物生長中的應用；P4)在改良培肥土壤中的應用；P5)在抑制植物產生乙烯中的應用；P6)在降低植物對逆境敏感性中的應用；P7)在提高植物抗逆性中的應用；P8)在生產1-氨基環丙烷-1-羧酸脫氨酶中的應用；P9)在修復土壤中的應用；P10)在蔬菜工廠化育苗中的應用；P11)在制備生物有機肥中的應用。上文中，所述抗逆性為對逆境的抗性，所述逆境為干旱、淹水、高溫、機械損傷、病蟲害侵襲和/或重金屬污染等。本專利技術的另一個目的是提供一種含有所述的云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925CGMCCNo.12397或所述菌劑的生物有機肥。本專利技術的又一目的是提供一種培養云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925CGMCCNo.12397的方法，包括將云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925CGMCCNo.12397在用于培養微球菌的培養基中培養的步驟。本專利技術的又一目的是提供一種制備所述菌劑的方法，該方法包括如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
云南微球菌(Micrococcus?yunnanensis)GD1925，其在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的保藏編號為CGMCC?No.12397。

【技術特征摘要】
1.云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925，其在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心的保藏編號為CGMCCNo.12397。2.一種菌劑，含有權利要求1所述的云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925CGMCCNo.12397。3.根據權利要求2所述的菌劑，其特征在于：所述菌劑為下述1)-9)中任一菌劑：1)用于固氮的菌劑；2)產生固氮酶的菌劑；3)促進植物生長的菌劑；4)改良培肥土壤的菌劑；5)抑制植物產生乙烯的菌劑；6)降低植物對逆境敏感性的菌劑；7)提高植物抗逆性的菌劑；8)產生1-氨基環丙烷-1-羧酸脫氨酶的菌劑；9)修復土壤的菌劑。4.根據權利要求3所述的菌劑，其特征在于：所述抗逆性為對逆境的抗性，所述逆境為干旱、淹水、高溫、機械損傷、病蟲害侵襲或/和重金屬污染。5.權利要求1所述的云南微球菌(Micrococcusyunnanensis)GD1925CGMCCNo.12397或權利要求2或3或4所述的菌劑的下述P1)-P11)中的任一應用：P1)在固氮中的應用；P2)在生產固氮酶中的應用；P3)在促進植物生長中的應用；P4)在改良培肥...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫建光，張春禹，冀春雷，王自力，蔡飛，徐軍，趙晉靈，
申請(專利權)人：中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，億利首建生態科技有限公司，北京北林先進生態環保技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11