一株贝莱斯芽胞杆菌及其用途

本发明涉及微生物领域，具体涉及一株贝莱斯芽胞杆菌及其用途。

背景技术：

1、npk肥料中的氮素（n）是农业生产中至关重要的养分之一，它是植物和动物生命活动所必需的基本化学元素。但农田土壤普遍存在着氮素缺乏的问题。增加有机肥料和化学肥料中的氮素含量来提高生态系统的生产力是实现增产效益有效途径。然而，过量的氮素施用会导致环境污染，不仅会降低氮素的利用效率，还会对水体和大气环境质量造成负面影响，对动植物生态系统平衡和人体健康构成威胁。中国是全球化肥氮消费量最大的国家之一，大量的氮肥使用虽然促进了我国农业的发展，但也引发了水体富营养化等问题。随着人口的增长和农产品需求的增加，化肥氮的消耗量还将继续增加。因此，提高氮素的利用效率，避免过度使用化肥氮，防止对环境质量的不利影响（如土壤板结等），并兼顾经济效益和环境效益，已成为农业氮素管理的基本原则和重要任务。我们需要在保证农作物产量的同时，应积极探索培育土壤氮素肥力的方法，以实现农业的可持续发展。

2、微生物是地球上最古老的生物，至少有41亿年的历史，以不同的形态、生理特征和代谢能力存在于土壤、水体、空气、动植物体内等环境中，细菌、真菌、病毒等地球微生物的多样性丰富了微生物资源库，为农业、医药、环境等领域的科学研究和应用提供了宝贵的资源。固氮细菌作为特殊的一类细菌，在地球微生物中具有重要地位，它作能够将大气中的氮气（n2）转化为植物可利用的氮化合物，如氨（nh3）和硝酸盐（no3-），对地球生态系统的氮循环至关重要。氮是生物体合成蛋白质和核酸等生命必需物质的重要元素，但大部分生物无法直接利用大气中的氮气。固氮细菌通过固氮作用将氮气转化为可供其他生物利用的形式，进而促进了生物多样性和生态系统的健康发展。固氮细菌广泛存在于土壤、水体和植物根际等环境中，与植物之间形成了共生关系，例如豆科植物根瘤菌与豆类植物的根系结合，共同促进氮的固定和植物生长。此外，固氮细菌还可以与其他微生物共同生活，形成复杂的微生物群落，参与土壤有机质分解和营养循环等关键生态过程。对固氮细菌开展分类、生理特性、固氮机制以及与植物和其他微生物的相互作用等方面的研究有助于揭示地球生态系统的氮循环机制，提高农业生产效率，促进可持续发展。然而，固氮细菌的研究还面临一些挑战，如挖掘和合理利用固氮菌资源、固氮菌的开发利用、固氮效率的提高以及环境因素对固氮作用的影响。因此，进一步的研究仍然需要不断努力，以充分发挥固氮细菌在地球微生物中的重要作用。

3、植物内生菌被认为至少是生活于健康植物某一阶段乃至整个生命周期体内不使植株出现明显病害的微生物，自1992年k1eopper等人首次提及后引起人们关注，其种类多样性决定了在其在生物控制领域、医药、林业等广泛应用，在农业可持续发展观念的强化和化学防治难以奏效的双重冲击下，微生物因来源广、数量大，成本较低等优点，得到了越来越广的研发空间，包括提高土壤肥力、修复土壤、提高作物产量和品质、提高作物抗逆性等。具有拮抗功能的微生物通过进入土壤后，建立与植物病原菌的竞争机制，抢占生态位点，进行营养物质和氧等的争夺，或者通过寄生、溶解的方式抑制病原菌，诱导作物自身产生抗性，降低发病率。前人报道拮抗菌株在代谢过程中产生的代谢产物可提高植物的抗病能力，或通过破坏病原菌细胞结构，使菌丝发生裂变扭曲，失去侵染能力。曾益波通过对光合细菌psb06的促生抗病功能展开研究，发现菌株代谢产生胞外蛋白可有效抑制稻瘟病，anming等人在金钗石斛茎中分离出一株抗拟盘多毛孢属的生物防治菌株y-1，并通过蛋白质组学研究确定其多肽类代谢产物抑制病原菌呼吸链中的能量产生和氨基酸生物合成的作用机制。贝莱斯芽胞杆菌作为生物农药在控制农作物物病害具有一定的优势，其可产生一系列抗菌物质，如抗生素、酶和抗菌肽等，对多种植物病原菌具有抑制作用。挖掘和开发贝莱斯芽胞杆菌生物农药产品可有效降低化学农药使用量，降低对环境的污染和对人体健康的危害，同时提高作物产量和品质。然而，对于具体的应用情况，还需要根据不同的作物和病害选择合适的贝莱斯芽胞杆菌菌株和应用方式。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一株贝莱斯芽胞杆菌及其用途，该菌株及具有广谱抑菌活性，对多种病菌具有良好的拮抗作用，而且具高效固氮、产iaa和解纤维素能力，还可提高种子萌芽率，并显著提早露白期等，具有广阔的发展空间和应用前景。

2、本发明的第一个方面是提供一种贝莱斯芽胞杆菌，命名为 bacillus velezensisqn3no-3（下文也称贝莱斯芽胞杆菌qn3no-3），在中国典型培养物保藏中心登记保藏，保藏编号为cctcc no：m 2021304。

3、本发明的第二个方面是提供如本发明第一个方面所述贝莱斯芽胞杆菌的发酵液或发酵液的上清液或发酵液的硫酸铵粗蛋白。

4、本发明的第三个方面是提供如本发明第一个方面所述贝莱斯芽胞杆菌密封培养产生的菌株挥发物。

5、本发明的第四个方面是提供如本发明第一个方面所述的贝莱斯芽胞杆菌、或者本发明第二个方面所述的发酵液或发酵液的上清液或发酵液的硫酸铵粗蛋白、或者本发明第三个方面所述的菌株挥发物在拮抗番茄枯萎病菌、和/或香蕉枯萎病菌4号生理小种、和/或香蕉枯萎病菌1号生理小种、和/或黄瓜枯萎病菌、和/或辣椒炭疽病菌、和/或草莓炭疽病菌、和/或荔枝炭疽病菌、和/或香蕉炭疽病菌、和/或菜心炭疽病菌、和/或胶孢炭疽病菌、和/或玉米弯孢菌叶斑病菌、和/或玉米链格孢叶枯病菌、和/或小麦赤霉病菌、和/或小麦赤霉病菌、和/或杧果拟盘多毛孢叶枯病菌、和/或水稻稻瘟病菌、和/或芒果炭疽病菌中的应用。

6、本发明的第五个方面是提供如本发明第一个方面所述的贝莱斯芽胞杆菌、或者本发明第二个方面所述的发酵液或发酵液的上清液或发酵液的硫酸铵粗蛋白、或者本发明第三个方面所述的菌株挥发物在防治番茄枯萎病菌、和/或香蕉枯萎病菌4号生理小种、和/或香蕉枯萎病菌1号生理小种、和/或黄瓜枯萎病菌、和/或辣椒炭疽病菌、和/或草莓炭疽病菌、和/或荔枝炭疽病菌、和/或香蕉炭疽病菌、和/或菜心炭疽病菌、和/或胶孢炭疽病菌、和/或玉米弯孢菌叶斑病菌、和/或玉米链格孢叶枯病菌、和/或小麦赤霉病菌、和/或小麦赤霉病菌、和/或杧果拟盘多毛孢叶枯病菌、和/或水稻稻瘟病菌、和/或芒果炭疽病菌所致病害中的应用。

7、致病真菌的细胞壁成分主要由几丁质和葡聚糖组成，本发明的贝莱斯芽胞杆菌qn3no-3不同培养时期可产生几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶，可以破坏真菌细胞壁。因此，本发明的第六个方面是提供如本发明第一个方面所述的贝莱斯芽胞杆菌、或者本发明第二个方面所述的发酵液或发酵液的上清液在破坏真菌细胞壁中的应用。

8、本发明的贝莱斯芽胞杆菌及其发酵液和发酵产生的菌株挥发物具有广谱抑菌活性，对番茄枯萎病菌、香蕉枯萎病菌4号生理小种、香蕉枯萎病菌1号生理小种、黄瓜枯萎病菌、辣椒炭疽病菌、草莓炭疽病菌、荔枝炭疽病菌、香蕉炭疽病菌、菜心炭疽病菌、胶孢炭疽病菌、玉米弯孢菌叶斑病菌、玉米链格孢叶枯病菌、小麦赤霉病菌、小麦赤霉病菌、杧果拟盘多毛孢叶枯病菌、水稻稻瘟病菌、芒果炭疽病菌等具有良好的抑制作用，而且该菌株具有高效固氮和产iaa能力，能促进植物的生长，比如能够有效促进种子萌芽、促进种子提前进入露白期、促进胚芽胚根生长、增加植物鲜重、促进植物根冠和根系生长、植物侧根数量，还能提高植物的抗旱性。该菌株还具有产解纤维素酶（切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶、滤纸纤维素酶等）、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等活性，能高效降解纤维素，破坏真菌细胞壁。本发明的菌株具有特殊的生物学特性，发挥其抑菌、固氮能力和其他生物学特性，可以减少对农药、化肥的依赖，提高农作物的产量和品质，同时降低对环境的负面影响，在农业和环境领域中具有广泛的应用潜力。