[发明专利]一种耐旱菌的低水固态发酵方法及其应用

说明书

本发明提供了一种耐旱菌的低水固态发酵方法及其应用。本发明的低水固态发酵方法，采用耐旱菌在低水条件下进行固态发酵，耐旱菌为弯曲芽孢杆菌LXBF.1，保藏编号为CGMCC No.21705。该方法能够在低水条件下利用耐旱菌进行固态发酵，使纯培养获得的固态发酵产品的耐旱菌有效活菌数显著提高，染菌率显著下降，产品稳定性增强，维持较高的有效活菌数与纯度；使非纯培养获得的固态发酵产品的杂菌率显著下降，有效成分损耗降低，产品定向功效增强，维持较高的有效活菌数与纯度，解决了现有高水分固态发酵存在的生产工艺复杂、产品质量差、功效不稳定等突出问题；此外，利用荧光假单胞菌CGMCC No.8820可显著提高耐旱菌在低水条件下的固态发酵效果。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，尤其是涉及一种耐旱菌的低水固态发酵方法及其应用。

背景技术

干旱是农作物在生长过程中经常遇到的一种逆境胁迫，在该逆境条件下，大量的微生物不能成功定殖存活，导致土壤细菌数量大幅减少，群落结构多样性明显降低，从而影响植物根际土壤生长环境，进而影响植物正常的水分和养分吸收，降低了植物的生产能力。同时，农作物在长期干旱胁迫条件下会造成减产甚至死亡，对农业生产造成了极大的损害。因此，生物肥料中的微生物需要能够适应干旱等逆境环境，才能更好地发挥生物肥料的功效。

固态发酵是指在没有或者几乎没有自由水存在的条件下，在具有一定湿度的水不溶性的固态基质中，利用一种或者多种微生物培养的生物过程。从生物反应过程的本质考虑，固体发酵是以气相为连续相的生物反应过程，可以模拟自然的生长环境，因而能够还原微生物在自然界中的原始生长存在状态。固态发酵是人们利用微生物生产所需产品的技术之一，现代发酵技术的首要条件是纯种培养，不允许自然界的其它微生物进入，加之现代工业对大规模集约化生产的要求，使固态发酵的生产和应用处于停滞不前的状态。

然而，固态发酵具有很多不可忽视的优势，例如：原料成本低，多为天然基质或工业生产的副产物，不需要复杂的预加工程序，来源广泛，价格低廉；基质含水量低，不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便；发酵过程中固体颗粒间隙中存在的空气提供微生物生长所需的氧气，不需要连续通风；设备和技术简单，可大大减少生物反应器的体积，工艺相对简单，能源消耗量低，供能设备简易，投资较低等。

固体发酵很长时间内未能获得良好的开发和利用，主要原因在于并非所有的微生物都适合采用固体发酵，其中耐旱是微生物是否能够适应固体发酵的重要因素之一。因此，开发耐旱菌以解决大部分微生物在低水分有机物料中固态发酵困难以及在干旱条件下微生物不易定殖成活导致微生物肥料产品不能充分发挥应有的功效等问题，成为迫切需要解决的技术问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐旱菌的低水固态发酵方法及其应用，其能够实现低水条件下的有机物料固态发酵，固态发酵产品中的有效活菌数显著提高，在种植作物时能够显著提高作物的农艺性状和产量。

本发明提供一种耐旱菌的低水固态发酵方法，采用耐旱菌在低水条件下进行固态发酵，所述耐旱菌为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)LXBF.1，其保藏编号为CGMCCNo.21705。

本发明采用的弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)LXBF.1已于2021年01月22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，保藏编号为CGMCC No.21705。

本发明的弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)LXBF.1基因组含有一系列与植物生长和胁迫耐受相关的基因，包括固氮(nif U)、铁载体合成(rhb E、rhb F)、吩嗪类抗生素生物合成(phz F)；同时也具有一些与耐盐性相关的基因，与Na⁺/H⁺逆向转运蛋白(mrp B、Nha C、yjb Q)，甘氨酸甜菜碱转运蛋白(opuD)和钾吸收蛋白(ktrB)相关的基因，说明该菌株在促生性能和耐胁迫相关功能方面具有较强的优势。