[发明专利]兼具防控黄曲霉及毒素与增加固氮酶活根瘤数方法及应用

说明书

本发明涉及兼具防控黄曲霉及其毒素与增加豆科根部固氮酶活性根瘤数量的方法。包括：获取具有黄曲霉及其毒素防控效果的解淀粉芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌和路德维希肠杆菌；将解淀粉芽孢杆菌、侧孢短芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌中的2种或3种与路德维希肠杆菌混合后，施入豆科作物田间，增加豆科作物根部具固氮酶活性根瘤数量。其应用于增加花生等豆科作物根部具固氮酶活性根瘤数量，且同时降低黄曲霉及黄曲霉毒素水平，使用简单，增产效益及生态效益显著，容易推广应用。

技术领域

本发明涉及兼具防控豆科作物黄曲霉及其毒素与增加豆科作物根部固氮酶活性根瘤数量的方法及其应用。

背景技术

黄曲霉毒素毒性强、危害大，是污染食品种类最多的污染物，我国是世界上黄曲霉毒素污染最严重国家之一，近年总体呈现污染加重趋势，严重威胁食品安全和人民健康。黄曲霉毒素是自然界毒性最强的一类真菌毒素，其中黄曲霉毒素B1 是国际癌症研究组织（International Agency for Research on Cancer, IARC）认定的I 类致癌物，已引发过多起人畜群体中毒事件，成为肝癌病例高发的主要原因之一。根据近5 年Web of Science检索数据统计：黄曲霉毒素污染食品及原料种类超过了110 种，高居污染物首位，其中花生等农产品最易受到污染。因此，发展黄曲霉毒素防控技术，对推进绿色生产具有重要意义。

现有黄曲霉毒素防控菌筛选方法归纳起来，主要是通过检测处理后的黄曲霉毒素含量，通过比较黄曲霉毒素含量差异从而评价筛选出效果较好的防控菌。然而，这类常规方法筛选出来的生防菌仍存在两个重要疑问没有解决：（1）生防菌是否有抑制黄曲霉生长的效果？（2）生防菌是否能够从黄曲霉毒素的生物合成的源头阻断毒素合成？要解答上述两个重要疑问，一方面仍需要进一步通过抑菌试验来测定生防菌对黄曲霉毒素产毒菌生长得抑菌效果，另一方面仍需要通过测定黄曲霉毒素生物合成通路——如一系列前体物质。

那么，如何才能实现黄曲霉毒素防控菌的一步式高效筛选？

针对这一瓶颈难题，发明人团队经过多年攻关研究，成功发现了一种黄曲霉毒素产毒菌产毒力指示分子——对于在相同产毒条件下培养的不同产毒菌株，该指示分子含量与菌株的黄曲霉毒素产毒力成正相关。进一步研究还发现，对于同一株黄曲霉毒素产毒菌而言，在一定培养时间内，该指示分子含量与菌的生产量成正相关。经深入研究发现，只要该指示分子的产生被抑制，黄曲霉毒素合成通路的源头也一定被抑制。在此基础上，成功创建了一种高效筛选黄曲霉毒素防控菌的方法，并应用于高效筛选出既能源头抑制黄曲霉毒素合成，又能抑制黄曲霉毒素产毒菌生长的有效防控菌，为黄曲霉毒素高效绿色防控提供了核心材料。

花生等豆科作物在田间生长时，根部可以被根瘤菌侵染，形成根瘤，如果这些根瘤具有固氮酶活性，则能固定游离氮、合成含氮化合物，为豆科植物所利用，从而获得高产，对化肥减施、碳达峰、碳中和具有非常重要的现实意义。如果根部根瘤数量较为密集，称为超级结瘤现象。目前超级结瘤现象仍然极为罕见。因此，如何让花生等豆科作物产生大量具有固氮酶活性的根瘤？这一直是全世界研究的热点难题。

现实生产中，农田中由于化肥的长期大量使用，花生等作物产生根瘤数量很少，通常只有主根可见少数根瘤。为了增加作物根瘤数量，很多研究工作聚焦在根瘤菌上，开发优良根瘤菌，但目前能够应用到生产中并起显著作用的几乎没有。

针对上述一系列问题，发明人团队经深入研究，通过自主创建高效筛选花生黄曲霉毒素防控菌方法，构建了花生黄曲霉毒素微生物防控菌株库——含花生内生菌与外生菌，在此基础上，通过内生菌与外生菌组合途径研究，成功发明了一种兼具防控黄曲霉及其毒素与增加豆科作物根部固氮酶活性根瘤数量的方法，为增加豆科作物等豆科作物根部具固氮酶活性根瘤数量，促进增产与保障安全提供了关键方法支撑，对农田减施化肥与农药、碳达峰、碳中和具有十分重要的意义。

发明内容