一株橡膠樹根際促生菌株hbrm-16及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于植物微生物技術領域，具體涉及一種粘質沙雷氏菌HBRM-16 (Serratia marcescens subsp. Marcescens HBRM-16)及其作為橡膠樹根際促生菌株的應用。
【背景技術】
[0002] 天然橡膠是一種以聚異戊二烯為主要成分的天然高分子化合物，分子式是（C5H 8) n，其成分中91-94%是橡膠烴（聚異戊二烯），其余為蛋白質、脂肪酸、灰分、糖類等非橡膠 物質。通常我們所說的天然橡膠，是指從巴西橡膠樹上采集的天然膠乳，經過凝固、干燥等 加工工序而制成的彈性固狀物。天然橡膠是應用最廣的通用橡膠，目前，天然橡膠是和鋼 鐵、石油、煤炭并列的我國四大工業原料之一，工業需求量十分龐大。
[0003] 當前，世界上99%的天然橡膠來自巴西橡膠樹，研究表明，制約天然橡膠產量的主 要因素之一即是橡膠樹死皮現象。當前對橡膠樹死皮的研究一直在進行當中，生理學家和 病理學家為尋求割膠樹的死皮原因及其防治方法，做了大量的工作，但至今仍沒有切實有 效的防控措施能夠遏制割膠樹死皮日趨嚴重的態勢。于是，進一步提升橡膠樹的生產能力 成為了提高天然橡膠產量的主要有效趨勢。
[0004] Lorenz Hiltner首先于1904年提出了植物根際（也稱根圈）促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria，PGPR)的概念，他指出植物根際促生菌是指緊密環繞 植物根的區域，對于植物有促生作用的微生物。在豆科植物中最先表述了細菌與根系的這 種特殊關系，此區域是植物生物、化學和物理特性最容易受到影響的區域。目前對于PGPR 的研究主要集中在農作物病害防治與促生增產方面。吉云秀等人從鹽生植物根際土中分 離得到 4 株含 ACC(l-aminocyclopropane-1-carboxylic acid，ACC)脫氨酶的 PGPR，考察 其對燕麥初生苗鹽分脅迫下的促生效應，結果表明隨鹽分的升高，促生作用增大；張越己等 從麻風樹根際分離具有ACC脫氨酶活性的菌株，芽孢桿菌屬菌株KLBMP4802、KLBMP4809、 KLBMP4804，窄食單胞菌屬的KLBMP482、糞產堿桿菌屬的菌株KLBMP4806、KLBMP4816和節 桿菌屬的KLBMP4810、KLBMP4814都具有較強的促生長潛在性，這也擴大了已知的具有潛在 促生長作用的細菌種屬范圍；張英以西藏阿里地區高寒草原四種牧草為研究對象，發現優 良PGPR菌株以假單胞屬和桿菌屬為主且可以植物根際成功定殖，對植物促生效果顯著；李 鳳汀等從植物根際土壤中分離到的硅酸鹽細菌HM8841，能夠使可利用鉀含量達到原硅酸 鹽中含量數倍，并對不同土壤上生長的不同農作物的生長均表現出較好的促進作用；安永 輝以紫花苜蓿幼苗為研究對象，發現根際細菌CS1、CS2、CS3、CS4、CS5、CS6處理后，幼苗 的生理指標（生物量、葉綠素、丙^酸、超氧化物岐化酶等）均有所提尚；Zahir等從婉?、 小麥和玉米的根際土壤中篩選出3株含ACC脫氨酶的假單胞菌，并檢測它們對植物抗旱性 的影響，結果表明這3株菌能增強植株的抗旱能力；Ma等從Alyssum serpyllifolium和 Phleumphleoides的根際土壤中分離出5株具有Ni抗性PGPR，其中，相比較不加菌的對照 處理，SRA2菌株可使生長在含鎳450mg/kg的污染土壤中印度芥菜的鮮重和干重分別增加 351 %、285 % ;DorotaKrzyzanowska 等對馬鈴薯的根際菌株 Bacillus subtilisMB73/2， Pseudomonas sp. P482和Ochrobactrum sp. A44的定殖情況進行研究，發現它們可以有效的 定殖并促進馬鈴薯的生長;Abbasi等用細菌產IAA為指標，從小麥根際篩選根際促生菌，并 在土壤種植的條件下發現篩選的菌株對小麥的生長具有促進作用；Khalid等篩選小麥的 根際促生菌，以期待通過促生菌來提高小麥作物的產量和生物防病能力。
[0005] 可見，盡管PGPR的促生機制還沒有定論，但是它多樣的促生作用以及促生效果已 然是已被廣泛接受的。研究表明，其促生機制主要包括以下四種途徑：（1)細菌和它的分 泌物幫助植物獲得充足的包括氮、鉀、磷、鐵等營養元素，以保證植物的最佳生長；（2)合成 植物生長調節劑（包括生長素、赤霉素、細胞分裂素等），促進植物生長；(3)通過抑制病原 微生物的生長，從而提高植物的抗病能力，間接地促進植物生長發育；(4)抑制植物體內乙 烯的合成，利于植物定居成活以及根的伸長。根際促生菌的主要作用機制是在植物根際存 在有能產生ACC脫氨酶的細菌，這類細菌可以吸收、分解植物根系分泌出的ACC(乙烯的前 體），并利用其分解產物α - 丁酮酸和氨分別作為C源和N源，使根際的ACC濃度降低，進而 促使根系不斷的向外分泌ACC，從而降低根系中ACC和應激乙烯的水平，減輕逆境下乙烯對 植物的傷害，促進植物的生長發育，提高作物產量。因此，以ACC脫氨酶為主要指標來篩選 根際促生菌用以提高植物的抗逆性是個很有研究和應用價值的方向。可見，利用促生菌株 實現天然橡膠產量的提升的關鍵在于篩選到合適的具有橡膠樹根際促生作用的菌株，也成 為解決天然橡膠產量問題的首選方式。
【發明內容】
[0006] 為此，本發明所要解決的技術問題在于篩選出能應用于橡膠樹死皮防控的具有橡 膠樹根際促生作用的菌株，以解決天然橡膠產量制約的問題。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明提供了一株粘質沙雷氏菌株，其分類命名為粘質沙 雷氏菌 HBRM-16 (Serratia marcescens subsp. Marcescens HBRM-16)，已于 2015 年 11 月 09日保存于中國典型培養物保藏中心（CCTCC)，地址：中國湖北省武漢市武昌區珞珈山武 漢大學生命科學學院，郵編430072 ;其保藏編號為CCTCC M2015670。
[0008] 本發明還公開了一種培養所述粘質沙雷氏菌株的方法，包括在含有適宜碳源的 TSB培養基中培養所述菌株的步驟。
[0009] 所述碳源包括乳糖、蔗糖、D-甘露醇或葡萄糖。
[0010] 所述TSB培養基中的氯化鈉濃度為2-10%。
[0011] 所述培養基的pH值為4-13。
[0012] 所述培養步驟的培養溫度為10_37°C。
[0013] 本發明還公開了所述粘質沙雷氏菌株在促進橡膠樹幼苗生長中的應用。
[0014] 本發明還公開了所述粘質沙雷氏菌株用于制備促進橡膠樹幼苗生長的微生物菌 肥的應用。
[0015] 本發明還公開了一種促進橡膠樹幼苗生長的方法，包括按照上述培養方法進行培 養權所述菌株，并制得菌懸液的步驟。
[0016] 所述菌株的施用方式為菌懸液灌根處理。
[0017] 本發明以ACC脫氨酶為主要指標，自橡膠樹根際土壤分離得到菌株HBRM-16,經菌 落和形態的顯微觀察、染色反應、常規生理生化特性試驗以及16s rDNA序列分析，具有以 下特征：①菌株呈直桿狀，革蘭氏染色陰性，周生鞭毛；兼性厭氧；②通過甲基紅實驗、V-P 實驗、苯丙氨酸脫氨酶實驗、過氧化氫酶實驗、氧化酶實驗、淀粉水解實驗、檸檬酸鹽生長實 驗、糖的利用等生理生化指標，并結合《常見細菌系統鑒定手冊》和《伯杰氏細菌鑒定手冊》， 鑒定結果HBRM-16菌株屬于粘質沙雷氏菌屬，結果與分子鑒定一致。
[0018] 本發明所述粘質沙雷氏菌 HBRM-I6 (Serratia marcescens subsp. Marcescens HBRM-16)，保存于中國典型培養物保藏中心，并且實驗證明，本發明篩選菌株粘質沙雷氏菌 HBRM-16 (Serratia marcescens subsp. Marcescens HBRM-16)能夠有效的作為根際促生菌 株有助于橡膠樹幼苗的成長，有助于提高天然