[发明专利]产芥子酶的深绿木霉菌株及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种木霉菌株及其应用。具体是一株能代谢产生芥子酶、对常见植物病原真菌有强烈拮抗作用的深绿青霉(Trichederma atroviride)及其在以芸薹属植物为土壤熏蒸材料时促进硫代葡萄糖甙降解的应用。属于利用微生物对农业废弃物或农副产品下脚料通过生物降解提高其生物有效性或实现废弃物的高附加值的具体应用。

背景技术

土传病害是危害设施蔬菜生产的重要病害之一，主要通过土壤、植物残体或土壤中的病菌残体传播。土壤消毒处理是控制土传病害的重要措施，其中以溴甲烷为代表的土壤熏蒸剂因为其较好的使用效果一直在多种作物土传病害的防治上被广泛应用，但由于它对臭氧层的破坏作用，联合国环境规划署在1997年规定工业国家在2005年禁用溴甲烷，而发展中国家也将于2015全面禁用溴甲烷。因此，溴甲烷替代技术研究将是当前及未来很长时间内土壤消毒的研究热点之一。

生物熏蒸是利用外源加入到土壤中的植物有机质在分解过程中产生的挥发性杀生气体抑制或杀死土壤中的有害生物的方法。1994年Angus等将芸薹属(Brassica spp.)植物组织深翻到小麦田，发现能够减少小麦全蚀病菌(Gaeumannomyces graminis var.tritici)的数量，并首次将该种土壤处理方法称为生物熏蒸。芸薹属植物组织中含有大量的硫代葡糖酸酯(Glucosinolates，GSLs)，GSLs本身的杀生活性不高，但植物组织在腐烂过程中，GSLs可被植物自身产生的植物源酶—黑芥子酶(Myrosinase)水解而形成挥发性和杀生性很强的异硫氰酸酯(Isothiocyanates，ITCs)类物质，对农业生产中的寄生线虫、镰刀菌(Fusarium spp.)、立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)大丽花轮枝孢(Verticillium dahliae)、根腐丝囊霉(Aphanomyces euteiches)、疫霉(Phytophthoraspp.)和畸雌腐霉(Pythium irregulare)等多种重要土传植物病原菌和杂草昆虫等具有很强的抑制杀生作用。此外，生物熏蒸还能提高土壤有机质含量、改善土壤结构、对环境无污染、对植物无药害，因此被视为很有应用前景的环保型土壤处理措施。

生物熏蒸材料的降解是由微生物或酶参与的生物学过程，大量的应用和研究发现，即使是相同的植物原料，生物熏蒸效果仍然不稳定，可预见性差，影响生物熏蒸效果的因素主要有熏蒸材料中GSLs的总含量及GSLs的种类、土壤水份含量、土壤温度以及熏蒸材料的降解速度和降解程度，因此，如何通过优化以上影响提高生物熏蒸的效果将是生物熏蒸技术研究的热点。国外已有的研究表明，在土壤处理时间内，芸薹属植物中硫代葡萄糖苷的降解率仅为30-50％，排除土壤条件及材料的破碎程度的影响后，促进熏蒸材料中GSLs降解的芥子酶的含量及活性高低是重要的影响因素，而通过在土壤中添加能促进生物熏蒸材料快速降解、释放杀生气体的微生物菌株将为生物熏蒸研究提供新的思路和技术支撑。

芥子酶普遍存在于所有含硫甙葡萄糖苷植物的种子、根、茎和叶中。目前在分属15个科500多种双子叶植物中均鉴定到黑芥子酶的存在，但在实际的熏蒸过程中，植物内源的芥子酶的活性仍不能满足GSLs降解的要求。此外，国外研究还发现微生物体内以及一些以含黑芥子酶的植物为宿主的昆虫中也存在黑芥子酶，例如Aspergillus sp.NR46F13、啤酒酵母、交链孢霉属的Alternaria brassicae、茎点霉(Lepthosphaeria maculans或Phoma lingam)、拟步行虫(Tenebrio molitor)、黄条跳甲(Phyllotreta undulate)、甘蓝蚜(Brevicoryne brassicae)、小菜蛾(Plutella xylostella)和粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)等。但国内对微生物或昆虫体内芥子酶的研究几乎还处于空白状态。更未有通过添加产芥子酶的微生物提高生物熏蒸效果的公开报道。

深绿木霉由于其较强的生态竞争能力、对许多植物病原真菌的生长抑制作用以及对作物生长的促进作用，已被国内外作为一种重要的生防菌在农业生产上应用，但对于能代谢产生芥子酶的深绿木霉，国内外未见公开报道。

发明内容