一种能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌及其应用的制作方法

文档序号:35343651发布日期:2023-09-07 15:11阅读:82来源:国知局

本发明涉及微生物学,具体涉及一种能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌及其应用。


背景技术:

1、草甘膦(英文名:glyphosate,化学名称:n-(膦酸甲基)甘氨酸,化学式:c3h8no5p)是世界上使用范围最广泛、使用量最大的广谱性除草剂,目前已大量应用于农田各类杂草防除。

2、研究发现:草甘膦会影响孕期动物的胚胎发育,导致形态变异,甚至能够穿透人类胎盘障碍进入胎儿室,影响胎儿正常发育。2017年,国际癌症研究机构(iarc)首次将草甘膦列为人类“可能致癌”物质,随后世界卫生组织把草甘膦列为“2a级”致癌物质。水稻是我国主要粮食作物,农户在生产水稻的开荒或者整地除草过程中经常用到大量的草甘膦,草甘膦的过量使用经常导致水稻移栽不能成活或者穗部畸形不能完成抽穗,少量的草甘膦残留也会随着作物成熟收获而最终流向人类身体。草甘膦的积累给土壤和水环境带来各种危害,对土壤化学过程和生态系统造成影响,同时也促进了环境微生物修复技术的发展。

3、自20世纪80年代以来,许多科学家尝试利用土壤微生物对除草剂污染物进行降解并且通过生物技术方法对具有降解污染物潜能的微生物进行基因改造,以便提高对环境中污染物的降解能力。土壤中降解草甘膦主要方式有光化学降解、水解、生物降解等,其中生物降解是草甘膦降解的主要途径。自然界中微生物广泛存在,利用具有草甘膦降解能力的本土微生物进行生物修复是最适合的策略,且生物降解技术具有低成本、安全、高效、对环境友好的特点。hadi等分离筛选出草甘膦降解菌 ochrobactrumsp. gdos,该菌能在60 h内将507 mg·l-1草甘膦完全降解。fan等首次分离出具有草甘膦降解能力的蜡样芽孢杆菌。但,目前分离出来的能够用于草甘膦降解的微生物菌种类较少,且功能单一,无法成功在土壤中定植或降解除草剂草甘膦残留的同时对植物病害进行持久防治,以及促进植物生长。

4、多粘类芽孢杆菌( paenibacillus polymyxa)是美国fda规定可直接用于食品的益生菌,也是我国免于安全性检查的益生菌,安全性极高。多粘类芽孢杆菌在防治植物多种病害方面具有很好的应用。授权公告号cn 108034614 b 的专利还公布了:利用多粘类芽孢杆菌对氟啶胺、六六六、五氯硝基苯、毒死蜱、滴滴涕5 种病虫害防治农药进行同时降解。但,未见利用多粘类芽孢杆菌在降解除草剂—草甘膦残留方面的应用报道。


技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌,该多粘类芽孢杆菌能够降解草甘膦,为保护生态环境提供了具有降解污染物潜能的微生物。

2、一种能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌,其为多粘类芽孢杆菌npdy05-8( paenibacilluspolymyxa. npdy05-8),于2023年5月12日保藏于位于武汉的中国典型培养物保藏中心,保藏号为cctcc no:m2023740。

3、本发明人经过筛选得到了一株多粘类芽孢杆菌,并命名为:多粘类芽孢杆菌npdy05-8。经实验室和田间试验,发现:该多粘类芽孢杆菌npdy05-8具有良好的降解草甘膦的能力。本发明为保护生态环境提供了具有降解污染物潜能的微生物,丰富了用于草甘膦降解的微生物菌种类,具有极高的应用研究价值和经济价值。

4、本发明的目的之二在于提供本发明的目的一所述的能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌在制备草甘膦降解制剂中的应用,包括将多粘类芽孢杆菌npdy05-8施用于植株或土壤的步骤,并且,所述应用中,所述多粘类芽孢杆菌npdy05-8与至少一种现有的多粘类芽孢杆菌生长用碳源物质一起共同存在于植株或土壤,其中所述的多粘类芽孢杆菌生长用碳源物质为在其作为单一碳源物质时能够被多粘类芽孢杆菌利用并维持菌株生长的一类碳源物质(所述的多粘类芽孢杆菌生长用碳源物质,具体指的是:多粘类芽孢杆菌在其培养基中仅添加该一种所述碳源物质作为单一碳源时,该多粘类芽孢杆菌能够利用该碳源物质进行正常生长)。经测试,在培养基中仅添加草甘膦作为碳源时,多粘类芽孢杆菌npdy05-8无法正常生长,说明:草甘膦并非作为单一碳源物质时能够被多粘类芽孢杆菌利用并维持菌株生长的一类碳源物质。所述多粘类芽孢杆菌npdy05-8需要与至少一种现有的多粘类芽孢杆菌生长用碳源物质(其作为单一碳源物质时能够被多粘类芽孢杆菌利用并维持菌株生长的一类碳源物质)一起存在于植株或土壤,在多粘类芽孢杆菌生长用碳源物质保证多粘类芽孢杆菌npdy05-8正常生长的碳源需求的前提下,才能够降解草甘膦。并且,草甘膦分解后的产物可以为菌株提供碳源、氮源和磷源等营养来源。土壤中存在的秸秆等纤维素物质能够作为所述多粘类芽孢杆菌npdy05-8生长用碳源物质。进一步的,在上述应用中,植株或土壤中草甘膦的浓度优选≤800mg/l,此时,多粘类芽孢杆菌长势良好,降解效果最佳。所述多粘类芽孢杆菌生长用碳源物质可以是稻草、秸秆、羧甲基纤维素钠、葡萄糖、淀粉、蔗糖、乳糖、l-阿拉伯糖、d-木糖等中的任一种或多种组合。

5、本发明的目的之三在于提供本发明目的一所述的能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌在制备农田改良制剂中的应用,包括将所述多粘类芽孢杆菌npdy05-8施用于含有稻草或秸秆的农田中的步骤。所述多粘类芽孢杆菌npdy05-8能够以农田中的稻草或秸秆为碳源迅速繁殖并长期在农田中定植,当草甘膦存在时,又能以草甘膦为辅助营养源快速繁殖达到降解农田中草甘膦的目的。

6、并且,所述农田优选水田,但也可以是非水田。在水田中使用时,降解草甘膦的过程中会伴随气泡的产生,因此,可以以气泡的产生作为草甘膦降解的标识,容易直观辨别该多粘类芽孢杆菌npdy05-8的生长量和草甘膦的降解情况。所述多粘类芽孢杆菌npdy05-8分解稻草或秸秆的代谢产物能够为土壤中的其它微生物菌提供良好的碳源,促进土壤微生物菌群的平衡,达到调理土壤生态平衡的目的。

7、本发明的目的之四在于提供本发明目的一所述的能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌在制备农作物病害防治制剂中的应用,包括将多粘类芽孢杆菌npdy05-8施用于植株或土壤的步骤。该多粘类芽孢杆菌npdy05-8对番茄灰霉病菌、香蕉枯萎病尖孢镰刀菌、水稻纹枯病立枯丝核菌、玉米叶斑病平脐蠕孢菌、番茄枯萎病尖孢镰刀菌、小麦赤霉病禾谷镰刀菌、亚洲镰刀菌、茶拟盘多毛孢、黄瓜枯萎病菌、莲雾软腐病拟盘多毛孢菌、芦笋颈枯病菌、丝瓜枯萎镰刀菌、茄子黄萎病轮枝菌、香蕉褐缘灰斑病菌、大豆根腐尖孢镰刀菌、玉米纹枯立枯丝核菌、辣椒疫霉菌、白菜菌核核盘菌、大豆炭疽病菌、水稻稻瘟病菌、玉米茎基腐病腐皮镰刀菌、小麦茎基腐病菌假禾谷镰刀菌、玉米茎基腐病镰刀菌共23种病原菌均有不同程度的拮抗作用,其对上述23种病原菌中的任一种或多种组合的农作物病害均有防治效果,表现出广谱的抗病原菌的特性,其中,对引起玉米茎基腐病病原菌禾谷镰刀菌、腐皮镰刀菌的抑菌率分别为72.33%、69.81%,在防治玉米茎基腐病方面具有良好效果。并且,在其对土壤施用后能长期改良土壤中细菌和真菌的菌群结构,达到长期有效控制土传性病害的效果。进一步的,所述的能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌用于防治玉米茎基腐病(玉米茎基腐病为真菌和细菌复合侵染引起的土传型病害)。

8、本发明的目的之五在于提供本发明目的一所述的能够降解草甘膦的多粘类芽孢杆菌在制备镰刀菌毒素降解制剂中的应用。经检测,该多粘类芽孢杆菌npdy05-8对镰刀菌产生的don(脱氧雪腐镰刀菌烯醇)、niv(雪腐镰刀菌烯醇)、zen(玉米赤霉稀酮)三种毒素均具有很好的降解效果。

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