[发明专利]1-氨基环丙烷-1-羧酸作为细菌趋化物质的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种1-氨基环丙烷-1-羧酸作为细菌趋化物质的应用。

背景技术

细菌运动趋向某些化学吸引物(正趋化)或避开某些危害物(负趋化)的移动行为，称为细菌的趋化性。使细菌产生正趋化的物质称为正趋化物质，反之，使细菌产生负趋化的物质称为负趋化物质。如凤眼莲(Eichhornia crassipes)根系分泌物组分中的氨基酸甲硫氨酸、甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸对根际肠杆菌F2(Enterobacter sp. F2)有强烈的正趋化作用，是正趋化物质，而赖氨酸、精氨酸、苏氨酸、脯氨酸则对该细菌产生负趋化作用，是负趋化物质。

在许多植物根际发现有一类细菌能够促进植物生长、防治病害、增加作物产量的微生物被称为促生根际菌(plant growth-promoting rhizobacteria，简称PGPR)。PGPR的作用机理主要有固氮、解磷、解钾、抗生、产生植物激素和植物修复等。能够固氮的PGPR包括共生固氮菌如根瘤菌和自生固氮菌如固氮螺菌（Azospirillun）、固氮菌（Azotobacter）、芽孢杆菌（Bacillus）、肠杆菌(Enterobacter)和黄色杆菌（Xanthobacter）等。解磷是指能够使土壤中无效态磷转化为有效态磷，起解磷作用的有假单胞菌(Pseudomonas)、巨大芽孢杆菌（Bacillusmegaterium）和短小芽孢杆菌（B. pumillus）等解磷细菌。解钾是指能够使土壤中矿物态钾转化为有效形态的钾，起解钾作用的主要有扭脱芽胞杆菌(B. torquens)、胶质芽胞杆菌(B．mucilginos)、环状芽胞杆菌(B．circulans)等。起抗生作用的主要是抗生菌，通过定殖于植物根系，优先占领根际，产生抗生素、铁载体、诱导植物的系统抗性、产生HCN等，拮抗根际的病原菌和DRMO来保护促进植物生长发育，如假单胞菌、芽孢杆菌、链霉菌(Streptomyces)等。植物激素产生菌，其产生的植物激素有生长素（IAA）、细胞分裂素和赤霉素，以及降低植物的乙烯水平。乙烯产生于植物根部，可加快植物对生物或非生物环境条件变化的反应。高浓度的乙烯抑制植物根的生长，导致植物生产不正常。许多PGPR可分泌ACC脱氨酶（ACC，1-aminocyclopropane-1-carboxylate，1-氨基环丙烷-1-羧酸），ACC脱氨酶可降解ACC生成α-酮丁酸和氨，使得ACC不再被植物氧化生成乙烯，从而降低植物苗期根部及其周围乙烯的含量，刺激植物生长，提高植物对盐分、高温、干旱、水涝、病害和土壤污染物等的抗性，提高产量。产ACC脱氨酶抑制乙烯形成的菌主要是假单胞菌如恶臭假单胞杆菌(Pseudomonasputida)、洋葱假单胞菌(P. cepacia)，芽孢杆菌如环状芽胞杆菌、坚强芽孢杆菌（B. firmus）、短小芽孢杆菌、圆孢芽孢杆菌(B. globisporus)，甲基杆菌（Methylobacteriumfujisawaense），产碱杆菌（Variovorax paradoxus），肠杆菌如阴沟肠杆菌（E. cloacae）、阪崎肠杆菌（E. sakazakii），巴西固氮螺菌（A. brasilense），豆科植物根瘤菌(Rhizobiumleguminosarum)，大豆慢生根瘤菌和产酸克雷伯氏菌（Klebsiellaoxytoca）等。植物修复菌已报道的有放射农杆菌（Agrobacteriumradiobacter）、黄杆菌（Flavobacterium）、固氮螺菌、假单胞菌等。土壤生物修复菌的作用机制是富集重金属、降解和矿化有机污染物，如对三氯乙烯、芳香族化合物及除草剂的降解等。