[发明专利]一株基因改性的高效解磷工程菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物和基因工程技术领域中的一株经基因工程技术改性（本文中改性含义与改造相同）的高效解磷细菌及其在制备生物肥料中的微生物肥料中的应用。

背景技术

磷是限制植物生长的主要营养元素之一，其在土壤中主要以难溶的矿物态存在。溶磷微生物在土壤磷循环相关的生物学系统中担任着重要的角色，它们可以将难溶性无机磷转化为可溶性磷（如磷酸一氢钙等），提高作物对磷的利用率。但植物根围的解磷微生物通常数量不足，难以发挥其效用。因此，有必要从自然环境中筛选出高效解磷菌株，制成菌剂后再施入土壤中以促进植物对磷的吸收利用。

由于芽孢杆菌具有抗逆性强，在土壤中容易定殖，适宜工业化生产等优点，目前通过注册的商品化微生物菌肥中有很多都是芽孢杆菌（Bacillus）。

微生物溶解无机磷的机理较为复杂，许多微生物的解磷过程与细胞内有机酸的合成密切相关，弱酸性环境可促进难溶磷酸钙溶解。

基因工程技术是把外源基因导入到宿主菌细胞，有目的的改造宿主菌的遗传形状的一种方法，通过此方法构建的工程菌株，可以在分子的水平上定向的改变菌株的遗传特性。目前，国内外对解磷细菌的研究大量集中在解磷细菌的菌株筛选、对比、诱变、以及机理初探方面，对基因解磷机理的研究很少，解磷细菌的基因工程育种仅限于一些零星的、基础性的研究报道。尽管分子育种是新型解磷菌选育的发展方向，但目前尚未见到利用基因工程技术对解磷微生物进行改造的报道。

与本发明相关的现有技术如下：

现有技术一：“一种解磷真菌及其在制备生物菌肥中的应用”（中国专利文献，申请号：201010590115.2）。该发明采用常规方法从云南省晋宁县磷矿厂矿土中利用解磷微生物筛选培养基，筛选获得解磷真菌Penicillium oxalicum Mo-Po菌株。其利用Mo-Po菌株堆肥发酵烟草废弃物制备的生物菌肥能作为各种蔬菜种植中的基肥，在土壤含磷量较高的农田里能够作为化学磷肥的替代品。其缺点是筛选解磷真菌时采集的样品来源范围小，使得筛选的解磷真菌的种类较少，且在传代的过程中容易蜕化，在进一步的纯化过程中容易失去解磷能力。此外，该发明所用的筛选方法为常规方法，未涉及利用基因工程技术对解磷菌进行遗传改造。

现有技术二：“一株具有解磷作用的枯草芽孢杆菌及其应用”（中国专利文献，申请号：201010532768.5）。该发明从山东省济宁市田间土壤中分离到一株枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis XF-8)，该菌株能产生中性植酸酶，对有机磷具有解磷作用。其缺点为所使用的枯草芽孢杆菌只对土壤有机磷具有解磷作用，对难溶性无机磷无效。此外，该发明未涉及利用基因工程技术对解磷菌株进行遗传改造。

现有技术方案三：“芽孢杆菌解磷工程菌株的构建”（中国专利文献，申请号：02145369.1）。该发明应用诱变效率高、突变幅度大的新型诱变技术—离子束注入方法构建工程菌，使芽孢杆菌分解有机磷和无机磷的能力增强。其缺点为得到的工程菌利用的是物理诱变技术，此技术一方面产生的有益突变频率低，另一方面难以有效的控制变异的方向和性质。此外，该发明也未涉及利用基因工程技术对解磷菌进行遗传改造。

发明内容

本发明的目的是提供一株对土壤中的无机磷具有较好的溶解效果的高效解磷工程菌。

本发明所提供的高效解磷芽孢杆菌，为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）PS57H1 CGMCC No.6089。

所述解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）PS57H1 CGMCC No.6089是革兰氏阳性杆菌，顶端生芽孢；在YPD培养基上生长良好，48h形成直径2-3mm大小的圆形菌落，有运动性，好氧，菌落呈白色有光泽，表面湿润、平坦，边缘整齐；生长温度范围：25℃-37℃，最适生长温度：30℃-37℃；生长酸碱度范围：pH 2-9，最适pH值为7.0。

本发明进一步提供一种高效解磷微生物菌剂，其活性成分为前述的解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）PS57H1CGMCC No.6089的发酵液或发酵液干燥得到的固体菌剂。

该高效解磷微生物菌剂，为所述发酵液与草炭、轻质碳酸钙经混合、粉碎得到的，三者混合比例为1:3-5:0.03-0.05，优选1:4:0.04（重量比）。