[发明专利]一株酚酸类化感物质降解菌及其菌剂的制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一株酚酸类化感物质降解菌及其菌剂的制备和应用，属于农用微生物技术领域。

背景技术

某些植物可通过地上部淋溶、根系分泌和植株残茬腐解等途径，释放一些物质对同茬或下茬同种或同科植物生长产生抑制作用，这种现象称为自毒作用。产生自毒作用的物质有有机酸、直链醇、简单酚类、酚酸、单宁、醛类、萜类、氨基酸和生物碱等。研究证明，苯甲酸、对羟基苯甲酸、肉桂酸、根皮苷等酚酸类化合物是杨树、黄瓜、苹果等植物主要的自毒物质。连作条件下，自毒物质的积累是造成连作障碍的主要原因之一。酚酸类化感物质主要通过以下方式维持自毒作用。

(1)影响细胞膜的功能，抑制植物对养分的吸收。酚酸类化感物质对细胞膜的破坏可能是化感物质所产生的自毒效应的起点。研究发现，苯甲酸和肉桂酸处理12h后能增加大豆根系离子的渗透量，诱导类脂的过氧化作用、抑制抗氧化酶系统的活性，从而破坏细胞膜的完整性而影响大豆对营养物质的吸收。

(2)影响各种酶的功能和活性。酚酸类化感物质可影响许多酶的活性，研究发现，对羟基苯甲酸和苯丙烯酸能够强烈抑制黄瓜根系脱氢酶、根系结合ATP酶、硝酸还原酶、超氧化物歧化酶的活性，且随处理浓度的增大抑制作用增强。酚类化合物如肉桂酸及其衍生物抑制ATP酶的水解作用，丹宁等可强烈抑制纤维素酶的活性，使纤维素、半纤维素的分解减慢，也可以使过氧化氢酶的活性降低。

(3)影响植物的光合、呼吸作用和根尖的生长。酚酸类化感物质对呼吸作用的影响主要是抑制线粒体的电子传递和氧化磷酸化，而对光合作用的影响主要表现为使叶绿素含量和光合速率降低。据报道，苯丙烯酸浓度在80μmol·L^-1时，显著降低了黄瓜幼苗的叶面积、叶绿素a含量、光合速率、蒸腾速率、根系活力，叶绿体和线粒体超微结构也受到破坏，浓度达到150μmol·L^-1时，显著减少了全株干重和气孔总数，细胞器出现解体现象。另外，研究表明，茄子的自毒物质2，6-二叔基苯酚和邻苯二甲酸二甲酯使叶绿素含量、光合速率、气孔导度下降，并且对叶片的光合机构造成了伤害。

微生物可以影响自毒物质的数量和种类，对缓解自毒作用起到重要作用。一方面，某些微生物能够利用苯甲酸等酚酸类自毒物质作为唯一碳源，减弱或消除自毒作用。另一方面，某些有益微生物能够抑制土壤中病原菌的数量或干扰病原菌对寄主植物的侵染，改善植株根际的土壤生态环境，从而间接缓解自毒作用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一株酚酸类化感物质降解菌及其菌剂的制备和应用，能够降解酚酸类化感物质的细菌，可用于防治杨树、苹果、黄瓜等植物的连作障碍。

一株保藏编号为CGMCC No.6635的蜡状芽孢杆菌BJS-1-3(Bacillus cereus BJS-1-3)，已于2012年9月27日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)，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所；其16S rDNA核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

该菌株对苯甲酸具有较强的降解能力；能够分别利用阿魏酸、对羟基苯甲酸、香草醛、肉桂酸或根皮苷作为唯一碳源生长繁殖；能够在杨树、苹果、黄瓜根际稳定定殖。

利用上述蜡状芽孢杆菌BJS-1-3生产的微生物菌剂，其活性成分为蜡状芽孢杆菌BJS-1-3芽孢，所述的微生物菌剂为液体菌剂或固体粉剂。

一种蜡状芽孢杆菌BJS-1-3微生物菌剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)菌种活化：将低温保存的蜡状芽孢杆菌BJS-1-3菌株接种于LB固体培养基平板上，在32℃下培养24-36h；挑取单菌落转接于LB斜面培养基上，在32℃下培养16-24h，用无菌水洗下培养基表面菌体作为接种液。

(2)一级种子液制备：按照0.1％-0.5％(体积百分比)的接种量向LB液体培养基接入步骤(1)制备的接种液，转速200r/m，温度32℃，摇瓶培养12-16h，作为一级种子液。

(3)二级种子液制备：按照5％-10％(体积百分比)的接种量向LB液体培养基中接入步骤2)制备的一级种子液，转速180r/m，温度32℃，摇瓶培养6-12h，作为二级种子液。