一种伯克霍尔德菌、菌剂、肥料组合物、具有高解磷能力菌株及筛选方法和应用

本发明属于农业微生物，尤其涉及一种伯克霍尔德菌、菌剂、肥料组合物、具有高解磷能力菌株及筛选方法和应用。

背景技术：

1、磷作为植物细胞中遗传物质dna与能量物质atp的基本组成部分，是植物生长发育不可或缺的元素之一，在植物的生长周期中扮演至关重要的角色；且由其构成的高能磷酸键是能量载体，直接关系到植物光合作用与体内生化过程的有效进行。磷不仅是农业生产中关键的物质保障，同时也是一种不可再生的矿质资源。

2、通过利用解磷微生物精准调节土壤磷素状况，提高磷肥利用效率，是实现作物高产、品质优化的重要策略之一。细菌解磷的机理复杂，部分细菌主要通过质子实现解磷，而有些则依赖于有机酸的作用。此外，部分菌株在生长过程中所分泌的螯合物质也可促进磷矿粉的溶解。充分利用解磷微生物不仅能够将土壤中植物难以吸收利用的磷转化为可吸收利用形态的磷，缓解土壤中的磷缺乏问题，而且能够提高磷肥的利用效率、减少磷肥的使用、降低环境污染，并提升作物产量和品质。

3、目前已知的解磷微生物包括细菌、真菌以及放线菌等多个类别。但是，已报道的解磷微生物仅占据了溶磷微生物群体的一小部分。因此，获得一种快速筛选具有高解磷能力菌株的方法并获得具有优秀解磷能力的菌株具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415。该伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415具有pqq基因簇—pqqa、pqqb、pqqc、pqqd以及pqqe，使得其能够合成吡咯喹啉醌以增强解磷能力；同时，该伯克霍尔德菌51-y1415中高表达的pqqc基因作用于细胞内葡萄糖氧化代谢的信号通路上，使得伯克霍尔德菌51-y1415能够高效地将葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸盐和6-磷酸葡萄糖酸；通过多方面因素的协同配合赋予了该伯克霍尔德菌51-y1415优秀的解磷能力。

2、本发明的第二目的在于提供一种菌剂。

3、本发明的第三目的在于提供一种肥料组合物。

4、本发明的第四目的在于提供一种具有高解磷能力菌株的筛选方法。

5、本发明的第五目的在于提供通过上述具有高解磷能力菌株的筛选方法筛选得到的具有高解磷能力菌株。

6、本发明的第六目的在于上述伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415、菌剂、肥料组合物和/或具有高解磷能力菌株在提高磷肥的利用率和/或改善土壤结构中的应用。

7、具体的，本发明提供的所述伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415的保藏编号为cctcc ab 2017151。

8、进一步地，所述伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415的16s rdna的核苷酸序列如seq id no:13所示。

9、进一步地，以16s rdna基因作为参考基因，所述伯克霍尔德菌(burkholderiasp.)51-y1415中pqqc基因相对表达量为5～6。

10、本发明提供的肥料组合物包括上述伯克霍尔德菌(burkholderiasp.)51-y1415。

11、本发明提供的具有高解磷能力菌株的筛选方法包括：s1、取解磷菌筛选培养基对待筛选样本进行初筛培养，获得能够生长的单菌；s2、取所述单菌进行pqqc基因相对表达量检测和2-酮基-d-葡萄糖酸合成量检测，根据所述pqqc基因相对表达量和2-酮基-d-葡萄糖酸合成量，基于筛选标准筛选得到所述高解磷能力菌株；其中，所述筛选标准包括pqqc基因相对表达量不小于1.50，2-酮基-d-葡萄糖酸合成量不小于50.0mg/l。

12、进一步地，步骤s1中，所述解磷菌筛选培养基选自nbrip培养基和pvk培养基中的一种或两种。

13、进一步地，步骤s1中，所述解磷菌筛选培养基为pvk培养基，所述pvk培养基包括5～15g/l的葡萄糖、1～10g/l的ca3(po4)2、0.1～1g/l的(nh4)2so4、0.1～0.5g/l的nacl、0.01～0.2g/l的mgso4·7h2o、0.1～0.5g/l的kcl、0.001～0.005g/l的mnso4·h2o和0.001～0.005g/l的feso4·7h2o。

14、进一步地，步骤s2中，所述pqqc基因相对表达量检测包括：对所述单菌进行基因组dna提取，获得基因组dna样本；取所述基因组dna样本进行qpcr检测，获得所述pqqc基因相对表达量。

15、进一步地，步骤s2中，所述qpcr检测的引物体系包括pqqc基因引物组和16s rdna引物组；所述pqqc基因引物组包括核苷酸序列如seq id no:5所示的引物pqqc-f和如seqid no:6所示的引物pqqc-r；所述16s rdna引物组包括核苷酸序列如seq id no:11所示的引物24f和如seq id no:12所示的引物1492r。

16、进一步地，步骤s2中，所述2-酮基-d-葡萄糖酸合成量包括：取所述单菌进行2-酮基-d-葡萄糖酸合成培养，获得培养液；取所述培养液进行离子色谱检测，获得所述2-酮基-d-葡萄糖酸合成量。

17、进一步地，步骤s2中，所述2-酮基-d-葡萄糖酸合成培养的培养基为pvk培养基，培养温度为25～35℃，培养时间为24～36h。

18、本发明还提供了通过上述具有高解磷能力菌株的筛选方法筛选得到的具有高解磷能力菌株。

19、本发明还提供了上述伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415、肥料组合物和/或具有高解磷能力菌株在提高磷肥的利用率和/或改善土壤结构中的应用。

20、生物保藏

21、本发明提供的菌株，保藏日期为：2017年6月12日，保藏编号为：cctcc ab2017151，分类命名为：伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415，保藏单位为：中国典型培养物保藏中心，保藏地址为：中国.武汉.武汉大学。

技术特征：

1.一种伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415，其特征在于，所述伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415的保藏编号为：cctcc ab 2017151。

2.根据权利要求1所述的伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415，其特征在于，所述伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415的16s rdna的核苷酸序列如seq id no:13所示；

3.一种菌剂，其特征在于，所述菌剂包括权利要求1或2所述的伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415。

4.一种肥料组合物，其特征在于，所述肥料组合物包括权利要求1或2所述的伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415。

5.一种具有高解磷能力菌株的筛选方法，其特征在于，所述筛选方法包括：s1、取解磷菌筛选培养基对待筛选样本进行初筛培养，获得能够生长的单菌；s2、取所述单菌株进行pqqc基因相对表达量检测和2-酮基-d-葡萄糖酸合成量检测，根据所述pqqc基因相对表达量和2-酮基-d-葡萄糖酸合成量，基于筛选标准筛选得到所述高解磷能力菌株；其中，所述筛选标准包括pqqc基因相对表达量不小于1.50，2-酮基-d-葡萄糖酸合成量不小于50.0mg/l。

6.根据权利要求5所述的具有高解磷能力菌株的筛选方法，其特征在于，步骤s1中，所述解磷菌筛选培养基选自nbrip培养基和pvk培养基中的一种或两种；

7.根据权利要求5所述的具有高解磷能力菌株的筛选方法，其特征在于，步骤s2中，所述pqqc基因相对表达量检测包括：对所述单菌株进行基因组dna提取，获得基因组dna样本；取所述基因组dna样本进行qpcr检测，获得所述pqqc基因相对表达量；

8.根据权利要求5所述的具有高解磷能力菌株的筛选方法，其特征在于，步骤s2中，所述2-酮基-d-葡萄糖酸合成量检测包括：取所述单菌株进行2-酮基-d-葡萄糖酸合成培养，获得培养液；取所述培养液进行离子色谱检测，获得所述2-酮基-d-葡萄糖酸合成量；

9.通过权利要求5～8任意一项所述的具有高解磷能力菌株的筛选方法筛选得到的具有高解磷能力菌株。

10.权利要求1或2所述的伯克霍尔德菌(burkholderia sp.)51-y1415、权利要求3所述的菌剂、权利要求4所述的肥料组合物和/或权利要求9所述的具有高解磷能力菌株在提高磷肥的利用率和/或改善土壤结构中的应用。

技术总结
本发明属于农业微生物技术领域，公开了一种伯克霍尔德菌、菌剂、肥料组合物、具有高解磷能力菌株及筛选方法和应用。本发明提供的所述伯克霍尔德菌(Burkholderia sp.)51‑Y1415的保藏编号为CCTCC AB 2017151。该伯克霍尔德菌(Burkholderia sp.)51‑Y1415具有包括pqqA、pqqB、pqqC、pqqD以及pqqE的pqq基因簇，使得其能够合成吡咯喹啉醌以增强解磷能力；同时，该伯克霍尔德菌51‑Y1415中高表达的pqqC基因作用于细胞内葡萄糖氧化代谢的信号通路上，使得伯克霍尔德菌51‑Y1415能够高效地将葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸盐和6‑磷酸葡萄糖酸；通过多方面因素的协同配合赋予了该伯克霍尔德菌51‑Y1415优秀的解磷能力。

技术研发人员：郑邦晓,周锐,雷颖森,毕庆芳
受保护的技术使用者：厦门理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/2