專利名稱：：一種防止流沙表面活化的膠德克斯氏菌及其應用的制作方法
技術領域：
：本發明涉及生物結皮固定流動沙漠的
技術領域：
，具體的說，本發明涉及一種防止流沙表面活化的細菌及其應用的
技術領域：
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背景技術：
：沙漠在一些國家和地區正在威脅著人類的生存和發展，沙漠進程成為人們當今最關注的環境之一，沙塵已成為全球性的新的環境殺手，在我國沙塵不僅僅限于西北地區，內地城市也成為沙塵光顧的新地。因此防沙治沙刻不容緩。土壤表面結皮是世界范圍內地表廣泛存在的自然現象，包括物理結皮和生物結皮兩大類型。雖然純物理或化學過程能夠使沙土表面形成一層機械結皮，但是沒有生物因素參與的結皮是不具有生態學意義的，且純化學和物理結皮具有明顯的脆弱性和不穩定性，極易被破壞(Fuller,1974;Scott，1982)。生物結皮(biologicalsoilcrusts)是在沙漠藻類拓殖作用下由活的微小生物及其代謝產物(胞外多糖)與沙粒組成，是土壤顆粒與有機物緊密結合在土壤表層形成的一種殼狀體，是沙漠地區最具特色的微自然景觀，遍布于沙漠或荒漠地區。生物結皮作為干旱荒漠地區特殊環境的產物，是由細菌、真菌、藍綠藻、地衣和苔蘚植物與土壤形成的有機復合體。它的形成使土壤表面在物理、化學和生物學特性上均明顯不同于松散沙土，具有較強的抗風蝕功能和重要的生態及地學效應，也是干旱荒漠地區植被演替的重要基礎。生物結皮是在土壤物種和能量交換的最表層，對沙漠生態系統以及在防風固沙方面都起到調控作用，發揮著不可低估的環境效益。土壤微生物對干旱荒漠地區極端環境具有廣泛的生態適應性，許多耐旱、耐高溫的微生物種類可以通過生理代謝活動改變沙土表面理化性質，在土壤形成、植物營養轉化過程中發揮積極作用，有利于植物生長，從而為流動沙丘向固定、半固定沙丘轉化奠定基礎。深入研究、挖掘、利用土壤微生物對于利用生物技術進行防沙治沙具有重要現實意義。經檢索，已有的研究結果表明，芽孢桿菌具有粘性夾膜、或厚的果膠質外壁，能分泌大量的粘液，這些具有粘性附屬物的菌體和粘液能將礦物細粒粘結，形成球狀表面團聚，具有粘連沙粒的作用。但是，有關防止流沙表面活化的膠德克斯氏菌尤其是對低等孢子植物的萌發起到促進作用的細菌在國內外還未見報道。因此，探索和研究一種有效防止流沙表面活化和促進低等孢子植物萌發的微生物制劑，對于利用生物技術進行防沙治沙必將產生巨大的社會、生態效益，同時為促進我國的科技發展，為人類造福等方面都具有重要意義。
發明內容針對國內外未見有關膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)在防止流沙表面活化并對孢子植物萌發起到促進作用的報道。本發明提供一種防止流沙表面活化的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)及其在防止流沙表面活化中的應用。由于新疆典型的干旱荒漠等特殊自然生態環境，蘊藏著豐富的特殊微生物。研究新疆特殊環境微生物不僅有助于擴大極端微生物資源庫，也有利于新疆特殊環境微生物的開發和利用。本發明從新疆的干旱荒漠區中取樣，篩選出一株防止流沙表面活化的細菌，該菌株的菌液體培養物噴灑在流沙表面可黏連沙粒，在流沙表面結成一層細菌結皮，該結皮層可防止流沙表面活化并對孢子植物齒肋赤蘚(Syntrichiacaninervis)的萌發起到一定的促進作用，有利于復合生物結皮的形成。本發明根據新疆的地理環境的特殊性，從新疆典型的干旱荒漠區土樣中進行微生物菌種的培養、分離與篩選，獲得一批細菌，并從中分離篩選出編號為P-0911的一株細菌，該菌株已于申請日前保藏于布達佩斯條約微生物國際保藏單位中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC)。地址北京市朝陽區北辰西路1號院3號，中國科學院微生物研究所，郵編100101。保藏日期是2009年12月13日，保藏號是CGMCC.No3507。該菌株培養溫度25-35°C，最適培養溫度32°C;培養基組分按g/L計，生長于KH2P040.1_0.3，MgS04.H200.1-0.3，NaCl0.2-0.5，CaC030.3-0.5，酵母膏0.2-0.5，葡萄糖5-10，用自來水配制，pH7.0-7.2的培養基上培養24-36小時，菌體呈桿狀，1.0-1.2X3.0-5.5ym，分泌胞外黏性物質，細胞單個或排成短鏈。菌落呈圓形，半透明，高高隆起，直徑可達lcm。利用葡萄糖，果糖，甘油、甘露醇生長旺盛，在乳糖，半乳糖，麥芽糖和淀粉中生長弱，檸檬酸鹽和木糖中不生長。無芽孢，革蘭氏陰性，接觸酶陰性，好氧。DNA中的G+C含量為70X。根據上述形態、菌落及生理生化等特征，依照《伯杰氏系統細菌學鑒定手冊》(《Bergey，sManualofSystematicBacterio-logy》)第八版和《常用細菌系統鑒定手冊》將P-0911菌株確定為德克斯氏菌屬(Derxia)屬中的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)。同時，本發明具體提供一種防止流沙表面活化的菌劑，通過采用膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507經常規發酵方法獲得的制劑，該制劑制作方法包括制作菌劑的液體培養基按g/L計，包括KH2P040.1-0.3，MgS04.H200.1-0.3，NaCl0.2-0.5，CaC030.3-0.5，酵母膏0.2-0.5，葡萄糖5-10，用自來水配制，pH7.0-7.2。進一步，本發明提供一種膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507在防止流沙表面活化中的應用方案。將分離純化的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507按5mL菌懸液(取一環斜面菌種置10mL無菌水中所得菌懸液)接種于lOOOmL上述液體培養基中，在25-35t:振蕩培養24-36小時，即成該發明菌種的液體培養物原液，按照100倍的稀釋獲得的菌劑噴灑于流沙表面。通過實施本發明具體的技術內容，可以達到以下有益效果。1、通過試驗表明，本發明的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507菌株，可有效地防止流沙表面活化。經過稀釋IOO倍的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507培養的菌劑噴灑于流沙表面形成0.8-lcm細菌結皮層，有效的防治流沙表面活化。2、可促進低等孢子植物齒肋赤蘚(Syntrichiacaninervis)的萌發。將該細菌液體培養物噴灑在流沙表面一年半后，發現試驗區有低等孢子植物(齒肋赤蘚(Syntrichiacaninervis)萌發點，約8_10個/平方米，對照試驗區無萌發痕跡。具體實施例方式下面，舉實施例說明本發明，但是，本發明并不限于下述的實施例。4實施例一菌株的分離和培養培養基組分按g/L計，包括KH2P040.1-0.3，MgS04.H200.1-0.3，NaClO.2-0.5，CaC030.3-0.5，酵母膏0.2_0.5，葡萄糖5-10，用自來水配制，pH7.0_7.2。用上述培養基組分，采用平板稀釋分離法從新疆庫木塔格沙漠分離純化出1株分泌胞外粘多糖的細菌，編號為P-0911，將已純化的該菌接種于上述培養基上，經25-35t:，培養24-36小時后fC保存備用。實施例二菌株的分類鑒定通過實施例一獲得菌種的個體形態、菌落特征及生理生化特性等分析測定，依據《伯杰氏系統細菌學鑒定手冊》(《Bergey，sManualofSystematicBacterio-logy》)第八版和《常用細菌系統鑒定手冊》，經微生物學分類與鑒定，本發明提供的菌種P-0911為膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)。本發明的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)的部分菌學特性如表1所示。其菌學特性通過法國梅里埃公司生產的VITEK32自動鑒定儀測定。表1:菌株生理生化特性<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例三菌劑的制備將實施例一分離純化實施例二分類鑒定的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507按5mL菌懸液(取一環斜面菌種置10mL無菌水中所得菌懸液)接種于lOOOmL液體培養基中，按g/L計，包括KH2P040.1-0.3，MgS04.H200.1-0.3，NaCl0.2-0.5，CaC030.3-0.5，酵母膏0.2-0.5，葡萄糖5-10，用自來水配制，pH7.0-7.2，120。C滅菌30min，25-35t:培養24-36小時備用。制備獲得的菌劑(液體培養物)黏度可達9100mPa.S。實施例四膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507在防止流沙表面活化中的應用將實施例三培養獲得菌劑，稀釋80-100倍噴灑在流沙表面，以噴灑等量的自來水作對照試驗。將本發明的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507制備的菌劑噴灑于流沙表面形成0.8-lcm細菌結皮層，可有效地防止流沙表面活化，對照試驗無此效果。實施例五膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507在促孢子植物齒肋赤蘚(Syntrichiacaninervis)萌發的應用將實施例三獲得菌劑噴灑在流沙表面，以噴灑等量的自來水作對照試驗。每個季度觀察結皮的形成和對低等植物苔蘚、藍藻、地衣的萌發情況，并做記錄。一年半后，發現試驗區有低等苔蘚植物(種名)萌發點，約8-10個/平方米，對照試驗區無萌發痕跡。可見，本發明篩選出一株防止流沙表面活化的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No3507，該菌劑(菌株的菌液體培養物)噴灑在流沙表面可黏連沙粒，在流沙表面結成一層細菌結皮，該結皮層可防止流沙表面活化并對孢子植物齒肋赤蘚(Syntrichiacaninervis)的萌發起到一定的促進作用，有利于復合生物結皮的形成。權利要求一種防止流沙表面活化的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCCNo.3507。2.—種如權利要求1膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCCNo.3507菌劑的制備方法，通過采用膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No.3507發酵獲得的制劑，其特征在于，將權利要求1提供的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No.3507按照5mL菌懸液接種于lOOOmL液體培養基中，制作菌劑的液體培養基按g/L計，包括KH2P040.1-0.3，MgS04.H200.1-0.3，NaCl0.2-0.5，CaC030.3-0.5，酵母膏0.2-0.5，葡萄糖5-10，用自來水配制，pH7.0-7.2，在25-35"培養24-36小時，獲得膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCCNo.3507菌劑。3.—種如權利要求l所述的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No.3507在防止流沙表面活化中的應用。4.一種如權利要求l所述的膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No.3507在促進低等孢子植物齒肋赤蘚(Syntrichiacaninervis)萌發中的應用。全文摘要本發明公開了一種膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No.3507以及在防止流沙表面活化中應用。通過采用膠德克斯氏菌(Derxiagummosa)CGMCC.No.3507經發酵獲得的制劑，培養基組分按照g/L計，包括KH2PO40.1-0.3，MgSO4·H2O0.1-0.3，NaCl0.2-0.5，CaCO30.3-0.5，酵母膏0.2-0.5，葡萄糖5-10，用自來水配制，pH7.0-7.2，培養溫度25-35℃，培養時間24-36小時，將菌劑噴灑于流沙表面，可防止流沙表面活化并對孢子植物齒肋赤蘚的萌發起到一定的促進作用，具有重要的應用前景。文檔編號A01N63/00GK101748086SQ20091011362公開日2010年6月23日申請日期2009年12月31日優先權日2009年12月31日發明者張元明,張雪梅,徐新文,潘惠霞,牟書勇,王方,程爭鳴,齊曉玲申請人:中國科學院新疆生態與地理研究所