一株促生长溶磷青霉菌及其应用和促进植物生长的方法

摘要: 本申请涉及微生物,具体涉及一株促生长溶磷青霉菌及其应用和促进植物生长的方法。背景技术:1、磷素是植物生长发育不可或缺的大量营养元素,在植物体内承担着多重关键生理...
一株促生长溶磷青霉菌及其应用和促进植物生长的方法

本申请涉及微生物,具体涉及一株促生长溶磷青霉菌及其应用和促进植物生长的方法。

背景技术:

1、磷素是植物生长发育不可或缺的大量营养元素,在植物体内承担着多重关键生理功能。作为光合作用电子传递链的重要组分,磷参与nadph的合成,为碳同化反应提供必需的还原力;同时,磷也是atp分子的核心结构单元,通过高能磷酸键的形成与断裂驱动呼吸作用中的能量转换与物质代谢。此外,磷还参与核酸合成、细胞膜构建、信号转导及酶活性调控等基础生命过程,对植物根系发育、开花结实及抗逆性形成具有深远影响。当土壤磷供应不足时,植物体内atp和nadph合成受阻,能量代谢紊乱,表现为植株矮小瘦弱、根系发育不良、光合作用效率下降、抗病虫害能力减弱,最终导致产量和品质显著降低,严重制约农业生产效益。

2、尽管土壤中磷总量丰富,但磷在土壤中极易与钙、铁、铝等金属离子形成难溶性矿物或被有机质固定,导致土壤全磷含量高而植物可利用的有效磷浓度极低,成为制约全球农业生产的重要限制因子。采用微生物活化土壤磷素作为一种环境友好型土壤改良策略,因其对生态环境干预少、成本低廉且效果显著而备受关注。溶磷真菌可通过分泌有机酸、磷酸酶等代谢产物将土壤等环境中的难溶性磷转化为植物可利用的磷形式,与溶磷细菌相比,真菌菌丝体具有更强的土壤穿透能力和环境耐受性,其溶磷效果更为稳定持久,能够长期定殖于根际并促进养分交换,在微生物肥料开发中具有广阔的应用前景。此外,溶磷真菌还可通过增强土壤有机质分解、提升微生物多样性及优化植物-微生物互作,构建可持续农业生态系统。

3、然而大部分的溶磷真菌无法实现对难溶性无机磷和有机磷均具有高效的溶解能力,而且在高盐、高ph胁迫下溶磷性会降低。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术中的问题,提供一种对土壤中难溶性无机磷和有机磷均具有高效的溶解能力,而且在高盐、高ph胁迫下仍具有高溶磷性的一株促生长溶磷青霉菌及其应用和促进植物生长的方法。

2、为了实现上述目的,本申请第一方面提供一株促生长溶磷青霉菌,其分类名为

penicilliumsp. zypf1,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.42650,保藏日期为:2026年5月14日。

3、在一实施方式中,所述促生长溶磷青霉菌的its序列如seq id no:1所示。

4、所述促生长溶磷青霉菌具有以下生物学特性:

5、(1)形态学特征:在pda培养基上,正面菌落呈绿色,边缘整齐,表面覆盖致密绒毛状结构,菌落中心形成同心环状纹理;分生孢子梗单生或分枝,顶端具有典型的帚状枝结构;菌丝无色或淡棕绿色,直径3-5 μm,分隔明显,分支角度为锐角。

6、(2)功能特性:具有溶解难溶性无机磷(包括但不限于磷酸钙)和有机磷(包括但不限于植酸钙)的能力;同时具有固氮、产铁载体及产吲哚乙酸的能力。

7、(3)耐受特性:能够耐受的氯化钠浓度在5%以上,能够耐受的ph范围高达11.0。

8、第二方面,本发明提供了一种微生物菌剂,其包含上述第一方面所述的促生长溶磷青霉菌。所述菌剂可以是液体菌剂或固体菌剂,其中包含有效量的所述青霉菌zypf1的活菌体、孢子或其发酵产物,以及可接受的助剂或载体。

9、第三方面,本发明提供了上述促生长溶磷青霉菌或包含其的微生物菌剂在促进植物生长中的应用。

10、优选地,所述促进植物生长包括提高植物的生物量(鲜重或干重),和/或提高植物体内全磷、全氮、全钾、全钙、全镁的含量。

11、第四方面,本发明提供了上述促生长溶磷青霉菌或包含其的微生物菌剂在提高植物耐盐或耐碱能力中的应用。

12、第五方面,本发明提供了上述促生长溶磷青霉菌或包含其的微生物菌剂在改良土壤养分中的应用。

13、在一实施方式中,所述改良土壤养分包括提高土壤中有效磷、有效氮、有效钾、有机质的含量,和/或提高土壤中磷酸酶(包括酸性磷酸酶和/或碱性磷酸酶)的活性。

14、在一实施方式中,所述有效磷的来源包括土壤中难溶性的有机磷和/或无机磷。

15、第六方面,本发明提供了一种促进植物生长的方法,包括向种植植物所在土壤中施用上述微生物菌剂。

16、与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:本发明提供的促生长溶磷青霉菌可以高效溶解难溶性无机磷和有机磷,在高盐、高ph值胁迫条件下仍能保持较高水平的溶磷能力,且溶磷速度快,在液体培养基中接种该菌2天内溶磷量即接近最大值,因此可作为微生物菌剂应用于提高土壤中磷的有效性与循环过程,包括盐碱化土壤。这克服了现有菌株磷源溶解谱窄的缺陷,使其在不同磷素形态的土壤中均能高效活化磷素,具有更广泛的适用性。盐碱地中虽含大量磷元素,但多以植物无法吸收的无效态存在,通过耐盐碱溶磷真菌的应用有利于高效活化土壤中的难溶性磷,提升盐碱地肥力,进而促进作物生长,实现生态与农业的可持续发展。

17、本申请的促生长溶磷青霉菌来源于真盐生植物盐地碱蓬根系,不仅具有溶磷能力,而且本身还具备固氮、产铁载体和产iaa等性能,因此上述促生长溶磷青霉菌不仅可以通过增加土壤中有效磷的供应来促进植物生长,而且作为内生菌也可以通过分泌促生长物质来提高植物生物产量,因此可作为一种优良的植物生长促进剂加以利用。上述促生长溶磷青霉菌对盐或ph胁迫的适应性强,试验数据显示,其在nacl浓度高达5%或初始ph值高达11.0的极端条件下,仍能保持较高的溶磷活性(>520 mg/l),这表明该促生长溶磷青霉菌能够在不同类型土壤环境中生存、繁殖并高效转化难溶性磷资源,这一特性使其特别适用于盐碱化土壤的改良与利用,为盐碱地治理提供了宝贵的微生物资源。

18、更进一步地,试验证明,接种zypf1能显著提升玉米植株的生物量(如低量磷酸钙条件下,干重提高47.71%)及氮、磷、钾、钙、镁等多种营养元素的积累(如无磷条件下,全氮含量提高83.42%)。同时,能显著提高根际土壤中速效氮(最高提高13.89%)、有效磷(最高提高34.28%)、速效钾(最高提高18.41%)以及有机质的含量,并显著增强土壤酸性磷酸酶和碱性磷酸酶的活性(最高分别提高41.67%和56.44%)。这充分证明了该菌株在开发高效微生物肥料和土壤调理剂方面具有巨大的应用潜力。

19、综上所述,本发明成功筛选到了一株集广谱溶磷、多重促生、强耐盐碱等多功能于一体的青霉菌新菌株,其应用对于提高土壤磷素利用效率、减少化学磷肥施用、改良盐碱化土壤以及促进农业绿色可持续发展具有重要的理论和实践价值。

1.一株促生长溶磷青霉菌,其特征在于,分类名为penicilliumsp. zypf1,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.42650。

2.根据权利要求1所述促生长溶磷青霉菌,其特征在于,所述促生长溶磷青霉菌的its序列如seq id no:1所示。

3.一种微生物菌剂,其特征在于,所述微生物菌剂包含权利要求1或2所述所述的促生长溶磷青霉菌。

4.权利要求1或2所述的促生长溶磷青霉菌或权利要求3所述的微生物菌剂在促进植物生长中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,所述促进植物生长包括提高植物的鲜重或干重,和/或提高植物体内全磷、全氮、全钾、全钙、全镁的含量。

6.权利要求1或2所述的促生长溶磷青霉菌或权利要求3所述的微生物菌剂在提高植物耐盐或耐碱能力中的应用。

7.权利要求1或2所述的促生长溶磷青霉菌或权利要求3所述的微生物菌剂在改良土壤养分中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述改良土壤养分包括提高土壤中有效磷、有效氮、有效钾、有机质的含量,和/或提高土壤中磷酸酶的活性。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,所述有效磷的来源包括土壤中难溶性的有机磷和/或无机磷。

10.一种促进植物生长的方法,其特征在于,包括向植物所在的土壤中施用权利要求3所述微生物菌剂。