專利名稱：搭載神舟九號(hào)飛船的硅鏈霉菌及其制備的太空微生物肥料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放線菌應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體的，本發(fā)明涉及一種搭載神舟九號(hào)飛船的硅鏈霉菌及其制備的太空微生物肥料的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鏈霉菌分類屬于細(xì)菌界、厚壁菌門、放射細(xì)菌綱、放射細(xì)菌亞綱、放線菌目、鏈霉菌亞目、鏈霉菌科中惟一的一個(gè)特大屬， 是放線菌的典型代表。鏈霉菌屬是至今放線菌中種類最多，數(shù)量最大的一個(gè)屬，已知種達(dá)500多個(gè)，廣泛分布于自然界。廣泛分布于含水量較低、通氣良好、有機(jī)質(zhì)豐富和微堿性的土壤中，在淡水、海水及其淤泥中也有分布。少數(shù)種類是人體和動(dòng)植物的病原菌。有發(fā)育良好的分枝菌絲，菌絲無橫隔，分化為營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲、65孢子絲。孢子絲再形成分生孢子。孢子絲和孢子的形態(tài)、顏色因種而異，是分種的主要識(shí)別性狀之一。已報(bào)道的有千余種，主要分布于土壤中。已知放線菌所產(chǎn)抗生素的90%由本屬產(chǎn)生。菌絲纖細(xì)、無隔、多核、分枝，革蘭氏陽性，菌絲體發(fā)達(dá)，分化成基內(nèi)菌絲和氣生菌絲，后者成熟后發(fā)育成孢子絲，其形態(tài)多樣(直、波曲、螺旋、輪生)，可裂生大量分生孢子進(jìn)行散播、繁殖。菌落小而致密、干而不透明，幼時(shí)表面光滑、邊緣整齊、顏色單調(diào)、不易挑起，繼而發(fā)展成絨毛狀、表面起粉、色澤豐富，正反面顏色往往不同。各個(gè)種都能利用葡萄糖。有較強(qiáng)的淀粉和蛋白質(zhì)水解能力(尤其是角蛋白)。鏈霉菌是一類具有重要藥用價(jià)值的微生物，早期發(fā)現(xiàn)的抗生素絕大多數(shù)是由該屬的菌種產(chǎn)生，如抗細(xì)菌抗生素鏈霉素、卡那霉素、紅霉素、氯霉素、四環(huán)素、新生霉素等，抗真菌抗生素灰黃霉素以及抗腫瘤抗生素柔紅霉素、絲裂霉素、平陽霉素等。70年代后，隨著疾病相關(guān)分子靶標(biāo)的不斷揭示和篩選新模型的不斷建立，從鏈霉菌的代謝產(chǎn)物中又發(fā)現(xiàn)了大量傳統(tǒng)抗生素以外的藥理活性物質(zhì)，如酶抑制劑，免疫調(diào)節(jié)劑、受體拮抗劑等。太空，是指地球大氣層以外的宇宙空間。國際航空聯(lián)合會(huì)定義在100公里的高度為卡門線，為現(xiàn)行大氣層和太空的界線定義。太空具有特殊的環(huán)境，微生物在強(qiáng)輻射、微重力、高真空、重粒子輻射、轉(zhuǎn)Y座子活化、交變磁場(chǎng)等太空誘變因子以及運(yùn)載火箭發(fā)射和衛(wèi)星返回地面時(shí)的強(qiáng)烈震動(dòng)等因素綜合形成的太空環(huán)境的作用下，相對(duì)呈漂浮伸展?fàn)顟B(tài)的生物染色體很容易受到外界因素的沖擊，引起堿基的缺失、置換或插入(如引起生物DNA大分子斷裂，使雙螺旋中的氫鍵斷裂，或斷裂后再交叉聯(lián)接，或促使堿基降解)，從而改變基因內(nèi)部原有的堿基及排列順序，引起表型發(fā)生改變，產(chǎn)生新的遺傳變異，返回后再經(jīng)地面選育，培養(yǎng)出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的微生物新品種。微生物體經(jīng)過空間誘變以后，突變率大大提高，專家根據(jù)空間實(shí)驗(yàn)和地面實(shí)驗(yàn)對(duì)照結(jié)果，測(cè)算驗(yàn)證其變異量高出地面現(xiàn)有手段幾個(gè)數(shù)量級(jí)(地面、植物、微生物變異量為2(Γ200萬分之一，而空間變異量是千分之幾甚至有的達(dá)到百分之幾)，這個(gè)優(yōu)勢(shì)是地面生物體自發(fā)突變及物理化學(xué)等誘變無法比擬的。生物在太空環(huán)境中性狀發(fā)生改變的主要原因是，太空環(huán)境因素引起染色體損傷，導(dǎo)致生物體對(duì)受損部位進(jìn)行修復(fù)，在大量修復(fù)過程中造成修復(fù)出錯(cuò)，使染色體DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而造成表達(dá)性狀的變異。航天生物技術(shù)開辟了有效培育新品種及特異種質(zhì)資源的新途徑，為人類進(jìn)入航天時(shí)代展示了美好的前景，具有十分廣闊的市場(chǎng)。開展空間生物技術(shù)研究和探索，是發(fā)展現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)全新嘗試，是當(dāng)今世界工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中最尖端的科學(xué)技術(shù)課題之一，有著十分誘人的發(fā)展前景。隨著我國“神舟”系列載人航天飛船的不斷發(fā)射，以及其它可利用的空間探測(cè)手段的應(yīng)用，我國空間生物搭載的步伐將會(huì)不斷加快。經(jīng)過空間搭載的微生物菌種變異幅度大，有益變異增多，返回地面后經(jīng)過科學(xué)的培養(yǎng)、篩選，可以從中獲得在地面進(jìn)行微生物誘變中較難得到的和可能有突破性影響的罕見突變，從而在其中選育出有利、高效的正突變菌株，穩(wěn)定后投入生產(chǎn)應(yīng)用，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益。太空搭載微生物已有多年歷史，因太空具有超真空、超潔凈、微重力、強(qiáng)輻射的特殊環(huán)境。太空環(huán)境因素引起染色體損傷，導(dǎo)致表達(dá)性狀的變異。由于太空育種的精確度上難以控制，帶有一定的盲目性，因而種子被高能離子擊中的次數(shù)并不是越多越好，在太空中停留時(shí)間并不是越長越好。只要高能離子能夠準(zhǔn)確擊中種子的DNA鏈條，并且是向著人類需要的方向組合就可以。太空育種結(jié)果與在太空停留時(shí)間沒有太大關(guān)系。我國神舟系列飛船搭載微生物經(jīng)過太空特殊環(huán)境的影響后，在經(jīng)過篩選、淘汰、育種等各個(gè)環(huán)節(jié)，最終培養(yǎng)出高質(zhì)量、高效率的菌株。目前，太空還搭載微生物受到各個(gè)行業(yè)的重視。太空搭載微生物的研究已獲得了突破性的成果。在微生物制藥、微生物肥料、釀酒業(yè)等各方面取得了重大成就。太空搭載微生物具有廣闊的研究前景和實(shí)際價(jià)值。現(xiàn)有技術(shù)研究表明，一些微生物在失重條件下的基因表達(dá)(活動(dòng))模式與正常情況下有些不一樣。比如，有一種常見的致病微生物——沙門氏菌，在微重力條件下培養(yǎng)之后，其毒性大大增強(qiáng)了。一份實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過航天飛行的沙門氏菌對(duì)小鼠的致病性幾乎是地球上對(duì)照組細(xì)菌的3倍。2004年初，一批啤酒酵母被貼DNA “條形碼”標(biāo)簽，送上國際空間站進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。研究者們?cè)诘厍蛏夏M的微重力環(huán)境下，發(fā)現(xiàn)有些致病微生物的毒性增強(qiáng)了。從60年代至今，中國、前蘇聯(lián)、美國都做了大量的微生物航天搭載實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)的研究了微生物在空間生長規(guī)律及宇航員體內(nèi)微生物生長狀況。大量研究表明，空間各種條件如宇宙射線、交變磁場(chǎng)、微重力、高真空等環(huán)境因素對(duì)微生物生長、繁殖產(chǎn)生了顯著影響，并且某些研究己經(jīng)從分子學(xué)水平得到驗(yàn)證。微生物生長周期短、體積小、重量輕、易變異等優(yōu)勢(shì)，決定其在航天誘變育種有其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。我國從1987年以來，基于微生物經(jīng)航天搭載在空間條件下產(chǎn)生各種顯著的可遺傳變化，開始了微生物誘變育種的研究，并且已有相當(dāng)一部分研究成果應(yīng)用到生產(chǎn)當(dāng)中，產(chǎn)生了積極的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

目前國內(nèi)外研究進(jìn)展:Homeck等對(duì)芽孢桿菌孢子和大腸桿菌(pUC19質(zhì)料)航天搭載以后的生存能力、his位點(diǎn)突變(芽孢桿菌)、Iac位點(diǎn)突變(大腸桿菌)、DNA鏈的斷裂及修復(fù)系統(tǒng)的效率等進(jìn)行了研究，并與地面處理材料進(jìn)行了比較，結(jié)果表明孢子突變頻率提高，但對(duì)質(zhì)粒DNA無影響.Jian-Jun Qi (2003)采用改良的CTAB方法提取經(jīng)太空飛行的4株Ganoderma Iucidurn菌株的DNA,用AFLP法分析遺傳性狀的改變情況,結(jié)果4株均出現(xiàn)正突變；我國學(xué)者翁曼麗在大腸桿菌空間誘變變異規(guī)律方面做了大量的工作，創(chuàng)造不同條件搭載三株大腸桿菌菌種的結(jié)果表明，經(jīng)小生物艙搭載的A3菌株產(chǎn)生的Iac突變體的頻率是地面對(duì)照的67倍；鉛罐中搭載I拘CSH108菌株產(chǎn)生Arg+的回復(fù)突變頻率是場(chǎng)面對(duì)照的10倍左右，而且回復(fù)體中無抑制基因的突變頻率明顯增加。由此可見，空間條件有可能顯著地提高微生物中某些基因的突變頻率，空間處理可成為獲得微生物優(yōu)良菌種的有效途徑(翁曼麗，1998)。1987年中國科學(xué)院微生物所、遺傳所、上海植物生理所和解放軍獸醫(yī)大學(xué)等單位搭載了 10多種微生物材料(劉正常，1987 ;劉祿祥，1996)，結(jié)果顯示，微生物生長速度有較大變異，有明顯提高、不變、降低甚至天亡的三種類型。纖維素酶、果膠酶、淀粉酶的產(chǎn)生菌選出效價(jià)成倍提高的菌株；雙歧桿菌發(fā)生良好的變異，菌株穩(wěn)定性大大提高；芽孢桿菌的超氧化物歧化酶的活性也得到較大提高。1988年繼續(xù)利用衛(wèi)星搭載微生物菌種，返回后進(jìn)行突變株系的篩選，從中選出經(jīng)濟(jì)性狀良好的纖維素酶菌種，已在生產(chǎn)上發(fā)揮良好的作用；中國科學(xué)院微生物所二次搭載產(chǎn)鄰苯二酚1，2雙加氧酶株假單胞菌N2.40 (Pseudomonassp,1987) ; 1990年衛(wèi)星處理的平均酶活力為106，并從中分離出相對(duì)酶活力139的菌株，產(chǎn)酶量較穩(wěn)定。微生物所劉志恒等1994年搭載了甘露聚糖酶產(chǎn)生菌，在空間處理后選出的個(gè)別菌株比對(duì)照提高90%以上，蛋白酶提高50% -70%。王璋等將產(chǎn)谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶鏈霉菌搭載上“神舟4號(hào)"無人飛船進(jìn)行航空育種，發(fā)現(xiàn)搭載菌株的菌落形態(tài)發(fā)生變異，并與產(chǎn)酶能力有一定相關(guān)。通過對(duì)搭載菌株的初篩與復(fù)篩的菌種選育馴化，獲得一系列產(chǎn)酶能力大幅度提高的優(yōu)良突變菌株，產(chǎn)酶活力提高了 30%以上(李明風(fēng)和蔣興村和1987 ；)。中科院微生物所劉志恒等1996年搭載的NIKKO霉素產(chǎn)生菌選出抗生素效價(jià)提高13% -18%,NIKKO霉素X組分和z組分亦有所提高(劉志恒等，1998)。自1998年至2003年，亨通光華公司“神舟三號(hào)” 口服液的生產(chǎn)菌種連續(xù)4次搭載神舟號(hào)系列宇宙飛船菌種邀游太空身價(jià)成倍增一利用太空搭載技術(shù)育種。20世紀(jì)70年代，美國宇航局提出開發(fā)利用空間微重力等資源進(jìn)行空間制藥，在世界范圍內(nèi)引起了廣泛的重視。通過航天誘變育種技術(shù)，已經(jīng)選育出一些效價(jià)高、品質(zhì)優(yōu)的抗生素和酶制劑菌種，如抗異性強(qiáng)的雙歧桿菌、慶大霉素、泰樂菌素、NIKKO霉素產(chǎn)生菌、高纖維素酶飼料添加劑菌種、高蛋白飼料酵母、強(qiáng)分解鈣的酵母高產(chǎn)的食用菌、靈芝及其優(yōu)質(zhì)孢子粉等。有的已經(jīng)在生產(chǎn)上應(yīng)用，在不增加成本的基礎(chǔ)上可以成倍地提高產(chǎn)量。1999年，西安亨通華制藥有限公司首次將生產(chǎn)菌種α-溶血鏈球菌通過“神舟”一號(hào)飛船送上太空。此后，各種菌株經(jīng)“神舟”二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)、六號(hào)飛船和第十八、二十、二十一和二十二顆返回式衛(wèi)星多次搭載，在太空環(huán)境下成功實(shí)現(xiàn)多次誘變，獲得了無可替代、無法模擬的累加效應(yīng)。隨著我國“神舟”系列載人航天飛船的不斷發(fā)射，以及其它可利用的空間探測(cè)手段的應(yīng)用，我國空間生物搭載的步伐將會(huì)不斷加快。隨著全球糧食需求的增長與耕地面積減少的矛盾日益加劇，如何提高土地的生產(chǎn)能力是國際社會(huì)持續(xù)關(guān)注的 熱點(diǎn)，上世紀(jì)40年代，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了能夠固氮、解磷、解鉀的微生物菌種，進(jìn)而研發(fā)出微生物肥料，利用微生物生命活動(dòng)提高土壤肥力和農(nóng)作物產(chǎn)量；由于微生物種類繁多，功能多樣，研究和應(yīng)用的潛力巨大；英國167年的長期土壤試驗(yàn)樣品監(jiān)測(cè)表明，土壤微生物在培肥地力，提高化肥利用率，抑制農(nóng)作物對(duì)硝態(tài)氮、重金屬、農(nóng)藥殘留的吸收、降低農(nóng)作物病害發(fā)生，促進(jìn)農(nóng)作物秸桿和城市垃圾的腐熟利用，保護(hù)環(huán)境，以及提高農(nóng)作物產(chǎn)品品質(zhì)和食品安全等方面表現(xiàn)出了不可替代的作用；美國、德國、日本和前蘇聯(lián)等國家也有近百年的土壤肥力監(jiān)測(cè)歷史，驗(yàn)證了土壤微生物不可替代的功效。目前微生物肥料生產(chǎn)使用過程中采用的菌種都是從土壤中分離純化的，很容易變異、退化。這個(gè)問題成為困擾我國微生物肥料生產(chǎn)和發(fā)展的瓶頸。人工雜交、自然選種、誘發(fā)突變都是遺傳育種的重要方法。而我國從1987年就開始的太空育種技術(shù)，使微生物肥料菌種育種的前景更加看好。太空育種技術(shù)為微生物肥料生產(chǎn)菌種的選育提供了一個(gè)最新的途徑。太空微生物肥料的研究現(xiàn)狀:利用太空的綜合環(huán)境，使微生物菌種發(fā)生突變，再經(jīng)過活化、淘汰、選育，最終選出活性高、抗逆性強(qiáng)的生產(chǎn)菌種。2002年12月30日，4個(gè)微生物肥料菌種的樣品作為我國首次上天的微生物肥料菌種，搭乘神舟四號(hào)飛船開始了太空育種的航行?？萍既藛T希望利用太空的特殊環(huán)境引發(fā)其可遺傳性變異，從中定向篩選培養(yǎng)出優(yōu)良新品種。7天后，菌種隨飛船順利返回地面。微生物肥料菌種細(xì)胞返回地面后，科技人員對(duì)菌落形態(tài)、菌體形態(tài)、溫度生長、芽孢耐熱性、代謝產(chǎn)物等進(jìn)行了一系列觀察研究。選育出了具有固氮、解磷、解鉀能力強(qiáng)并互不拮抗的多種菌株，研制了適應(yīng)優(yōu)良菌種快速生長繁育的高效專用培養(yǎng)基，制成了增效復(fù)合微生物菌種劑，增強(qiáng)了菌種抗逆性，使菌種保存期達(dá)到2年以上，是國家標(biāo)準(zhǔn)的4倍。成功解決了原有微生物菌種在生產(chǎn)中存在的菌種活性差、發(fā)酵時(shí)間長、有效活菌少、保存時(shí)間短等重大技術(shù)難題，提高了有效活菌總數(shù)和質(zhì)量，使產(chǎn)品在實(shí)踐應(yīng)用中取得良好效果。經(jīng)田間實(shí)驗(yàn)初步表明:大田作物平均增產(chǎn)15%左右，經(jīng)濟(jì)作物平均增產(chǎn)25%左右，在提高產(chǎn)品品質(zhì)、降低有害物質(zhì)含量、調(diào)節(jié)土壤理化性狀等方面均有顯著效果。利用太空技術(shù)和微生物發(fā)酵技術(shù)制成高效多元復(fù)合微生物肥料，為微生物肥料應(yīng)用開拓了一條新路，對(duì)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，提高化肥利用率和土壤肥力均具有十分重要的意義。硅鏈霉菌繁育在土壤中，它在生長過程中能大量解離土壤中已經(jīng)固化的大量不能被農(nóng)作物吸收的氮、磷、鉀，提高化肥的利用率，有效緩解由于大量使用化肥而造成的土壤板結(jié)等負(fù)面作用。同時(shí)，又能生成多種生長類激素，促進(jìn)作物生長，提高其抗逆性狀。硅鏈霉菌還能產(chǎn)生多種抗菌素，抑制病菌生長，這對(duì)消除土傳病菌非常有利；但是，土壤中自然生長的硅鏈霉菌數(shù)量太少，微不足道；而目前國內(nèi)還沒有此類菌種的人工生產(chǎn)，也沒有相應(yīng)的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備。加大對(duì)于土壤中硅鏈霉菌的分離篩選獲取高效可利用的菌種，特別是充分利用太空搭載后篩選的硅鏈霉菌及其探討制備的太空微生物肥料的技術(shù)都具有重要現(xiàn)實(shí)作用和價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中未見有關(guān)硅鏈霉菌的報(bào)道及其應(yīng)用微生物肥料的現(xiàn)狀，本發(fā)明目的在于提供一種搭載神舟九號(hào)飛船的娃鏈霉菌iStreptomyces silaceus) SCXL-S9 CGMCCN0.7256及其應(yīng)用制備太空微生物肥料的技術(shù)方案。本發(fā)明的技術(shù)方案:通過分離篩選和優(yōu)化獲取硅鏈霉菌出發(fā)菌株，通過太空環(huán)境的進(jìn)一步的優(yōu)化獲得性能穩(wěn)定高表達(dá)的娃鏈霉菌iStreptomyces si laceus) SCXL-S9CGMCC N0.7256，并且通過應(yīng)用制備太空微生物肥料獲得良好的效果。本發(fā)明有效解決了現(xiàn)有微生物復(fù)合肥發(fā)酵中的技術(shù)難題，綜合解決固氮、解磷、解鉀效果，同時(shí)方便農(nóng)民，簡單實(shí)用。具體的，本發(fā)明提供了一種經(jīng)搭載神舟九號(hào)飛船的娃鏈霉菌iStreptomycessi laceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256。本發(fā)明所提供的微生物菌株娃鏈霉菌由新疆山川秀麗生物有限公司從新疆多年苜蓿種植區(qū)宿根中分離、篩選、馴化獲得，經(jīng)過優(yōu)選，其中菌種編號(hào)為SCXL-S9，該菌株適合適用高氏一號(hào)培養(yǎng)基=KNO3 I克、NaCL 0.5克、可溶性淀粉20克、MgSO4.7 H2O 0.5 克、K2HPO4 0.5 克、FeSO4.7 H2O 0.01 克、瓊脂 20 克、蒸餾水 1000毫升。培養(yǎng)條件:口117.2-7.4，溫度281: — 301:，培養(yǎng)時(shí)間:5—6天，菌落明顯呈圓形，邊緣光滑，氣生菌絲乳白色，基生菌 絲淺黃色，孢子淡粉紅色，產(chǎn)杏黃色可溶性色素；按照該菌種的菌落形態(tài)、生理生化特性，結(jié)合該菌種的分類進(jìn)化分析，生物學(xué)分類名稱為硅鏈霉菌{Streptomyces其為典型的放線菌。申請(qǐng)人:將菌種編號(hào)為SCXL-S9的娃鏈霉菌的菌種通過搭載神舟九號(hào)飛船于2012年6月16日在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，經(jīng)過13天飛行，返回艙于6月29日回收著陸。通過試驗(yàn)研究，該菌種通過利用空間環(huán)境中宇宙輻射、失重、微重力、弱地磁場(chǎng)等綜合作用，誘導(dǎo)基因組織發(fā)生改變，改造和提高菌種的生物學(xué)功能，申請(qǐng)人將搭載神舟九號(hào)飛船的娃鏈霉菌iStreptomyces si laceus^) SCXL-S9進(jìn)一步的篩選、培養(yǎng)、馴化和選育工作，并將菌種編號(hào)為SCXL-S9保藏于布達(dá)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(huì)普通微生物中心(CGMCC)。地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編:100101，保藏日期為2013年2月21日，菌種保藏號(hào)為CGMCC N0.7256。同時(shí)，本發(fā)明提供菌株娃鏈霉菌iStrep tomyces si laceus ) SCXL-S9 CGMCCN0.7256的發(fā)酵工藝:
1、種子培養(yǎng):將娃鏈霉菌si laceus) SCXL-S9的孢子接種于斜面培養(yǎng)基，28°C培養(yǎng)8天到氣生菌絲豐滿，即得到斜面菌種，并在500ml玻璃瓶中裝入IOOml種子培養(yǎng)基，28°C、180rpm培養(yǎng)96小時(shí)，得到種子液。斜面培養(yǎng)基和種子培養(yǎng)基都選用高氏一號(hào)培養(yǎng)基=KNO3 I克、NaCL 0.5克、可溶性淀粉20克、MgSO4.7 H2O 0.5克、K2HPO4 0.5克、FeSO4.7 H2O 0.01克、瓊脂20克、蒸餾水1000毫升。2、發(fā)酵培養(yǎng):在500ml的三角瓶中裝IOOml發(fā)酵培養(yǎng)基，接種5ml得到的種子液，在28°C、180rpm培養(yǎng)10天，收獲發(fā)酵液。發(fā)酵培養(yǎng)基選用高氏一號(hào)培養(yǎng)基:KNO3 I克、NaCL
0.5 克、可溶性淀粉 20 克、MgSO4.7 H2O 0.5 克、K2HPO4 0.5 克、FeSO4.7 H2O 0.01 克、瓊脂20克、蒸餾水1000毫升。進(jìn)一步，本發(fā)明提供 一種利用娃鏈霉菌(51 trep tomyces si laceus ) SCXL-S9CGMCC N0.7256制備太空微生物肥料的制備方法，具體制備方法步驟如下:
(O將有機(jī)混合物發(fā)酵基料重量含水量為25%，壓實(shí)后堆積用塑料膜覆蓋密封，經(jīng)自然發(fā)酵，當(dāng)堆積溫度高于65°C時(shí)，進(jìn)行翻堆，堆放發(fā)酵腐熟15-30d，期間翻動(dòng)5-10次。有機(jī)混合物發(fā)酵基料由有機(jī)物基料和腐熟復(fù)合菌劑組成，有機(jī)物基料并按重量比添加1%的腐熟復(fù)合菌劑，有機(jī)物基料以畜禽糞便、秸桿、腐植酸按重量比7:3:2組成，腐熟復(fù)合菌劑由枯草芽抱桿菌 C5aci77w5.subtil is Ehreuberg CbA/ )和嗜熱側(cè)抱霉thermophile Ap in is)和哈茨木霉{Trichoderma harzianum)三種菌劑以重量比 1:1:1進(jìn)行混合；枯草芽抱桿菌{Bacillus subtil is Ehreuberg Cohn )和嗜熱側(cè)抱霉{Sporotrichum thermophile)和哈茨木霉{Trichoderma harzianum)三種菌齊[J制
備按照現(xiàn)有技術(shù)提供的常規(guī)方法制備獲得。(2)選用菌劑為硅鏈霉菌istr印tomyces silaceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256經(jīng)發(fā)酵制備獲得。培養(yǎng)硅鏈霉菌(泣silaceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256,將娃鏈霉菌silaceus ^) SCXL-S9的抱子接種于斜面培養(yǎng)基，28 °C培養(yǎng)8天到氣生菌絲豐滿，即得到斜面菌種，并在500ml玻璃瓶中裝入IOOml種子培養(yǎng)基，28°C、180rpm培養(yǎng)96小時(shí)，得到種子液，在28°C、180rpm培養(yǎng)10天，收獲發(fā)酵液，即獲得硅鏈霉菌(Strep tomyces silaceus ^) SCXL-S9 CGMCC N0.7256 菌劑,活菌數(shù)高于 15.3 億 / 克,雜菌數(shù)低于5.3% ;斜面培養(yǎng)基和種子培養(yǎng)基選用高氏一號(hào)培養(yǎng)基。(3)將步驟(2)制備的硅鏈霉菌iStreptomyces silaceus) SCXL-S9 CGMCCN0.7256菌劑按照重量百分比5%比例添加至步驟(I)制備的有機(jī)混合物發(fā)酵基料，經(jīng)充分?jǐn)嚢柚苽浍@得太空微生物肥料。本發(fā)明通過利用上述制備方法制備獲得太空微生物肥料。所述的太空微生物肥料由有機(jī)混合物發(fā)酵基料和硅鏈霉菌iStr印tomyces silaceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256菌劑混合組成，其中，有機(jī)混合物發(fā)酵基料由有機(jī)物基料以畜禽糞便、秸桿、腐植酸按重量比7:3:2組成，有機(jī)物基料按重量比添加1%的腐熟復(fù)合菌劑，腐熟復(fù)合菌劑由枯草芽孢桿菌subtil is Ehreuberg CbA/ )和嗜熱側(cè)抱霉thermophile々7i/7i5.)和哈茨木霉(Jrichoderma harzianum)三種菌劑以重量比1:1:1進(jìn)行混合；娃鏈霉菌(泣silaceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256菌劑經(jīng)發(fā)酵制備獲得，并按照重量百分比5%比例添加至有機(jī)混合物發(fā)酵基料制備獲得太空微生物肥料。通過實(shí)施本發(fā)明具體的發(fā)明內(nèi)容，可以達(dá)到以下技術(shù)效果:
1.本發(fā)明提供的娃鏈霉菌silaceus^ SCXL-S9 CGMCC N0.7256 搭載菌株在太空遨游后，在生物學(xué)特性上增加了優(yōu)勢(shì)，菌種生長速率提高，孢子分化成熟度提早，生物菌種對(duì)PH有更好耐受性，活菌數(shù)高于15.3億/克，雜菌數(shù)低于5.3%，經(jīng)過試驗(yàn)研究表明，以此優(yōu)良菌種用于生產(chǎn)生物肥和有機(jī)肥，將會(huì)大大降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)于改善新疆干旱半干旱地區(qū)鹽堿化土壤環(huán)境有著重要意義。2.將本發(fā)明提供的太空微生物肥料在棉花、馬鈴薯種植以及在極端干旱條件下葡萄種植中的應(yīng)用后，棉花單株鈴數(shù)和單鈴重均有增加，籽棉產(chǎn)量提高11.9%-13.9%，獲得了良好的增產(chǎn)效果；作為馬鈴薯是塊莖類作物，通過拌種及溝施等方式應(yīng)用均能顯著提高馬鈴薯產(chǎn)量，與對(duì)照相比，分別增加38.4%和32.2%，與施化肥及其他肥料相比，分別增產(chǎn)
24.0和18.4% ;通過在經(jīng)濟(jì)作物棉花、葡萄以及蔬菜作物馬鈴薯應(yīng)用本發(fā)明提供微生物有機(jī)肥的效果試驗(yàn)可以看出，在提高作物產(chǎn)量效果顯著，可單獨(dú)施用，有良好培肥地力，穩(wěn)定產(chǎn)量的作用；也可與化肥進(jìn)行配施，在土壤保育的同時(shí)盡快獲得高產(chǎn)；對(duì)塊莖類作物也可進(jìn)行沾根，施用方法多樣，田間應(yīng)用簡便，能夠兼顧環(huán)境友好和產(chǎn)量提升。


圖1 為硅鏈霉菌silaceus)^CJL-^ CGMCC N0.7256 的分類進(jìn)化樹圖。圖2 為娃鏈霉菌S si laceus )SCXL-S9 CGMCC N0.7256 的菌落形態(tài)圖。圖3 為硅鏈霉菌(泣silaceus)^CJL-^ CGMCC N0.7256 的菌體電子顯微鏡觀察圖。圖4 為硅鏈霉菌(泣silaceus)^CJL-^ CGMCC N0.7256 制備太空微生物肥料的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面，舉實(shí)施例說明本發(fā)明， 但是，本發(fā)明并不限于下述的實(shí)施例。
本發(fā)明中選用的菌種枯草芽抱桿菌(ifeci77w5.subtil is Ehreuberg CbA/ )和嗜熱偵!|孢霉thermophile)和哈茨木霉{Trichoderma harzianum)三種菌種，有機(jī)物基料和生產(chǎn)設(shè)備都為本領(lǐng)域熟知選用的，但不限制本發(fā)明的實(shí)施，其他本領(lǐng)域熟知的一些試劑和設(shè)備都可適用于本發(fā)明以下實(shí)施方式的實(shí)施。實(shí)施例一:娃鏈霉菌silaceus)SCXL-S9CGMCC N0.7256 的篩選、分類及鑒定
通過從從新疆多年苜蓿種植區(qū)宿根中分離、篩選、馴化獲得，經(jīng)過優(yōu)選，其中菌種編號(hào)為SCXL-S9，該菌株適合適用高氏一號(hào)培養(yǎng)基:KNO3 I克、NaCL 0.5克、可溶性淀粉20克、MgSO4.7 H2O 0.5 克、K2HPO4 0.5 克、FeSO4.7 H2O 0.01 克、瓊脂 20 克、蒸餾水 1000毫升。培養(yǎng)條件:pH7.2-7.4，溫度281: — 301:。培養(yǎng)時(shí)間:5 — 6天，菌落呈圓形，邊緣光滑，氣生菌絲乳白色，基生菌絲淺黃色，孢子淡粉紅色，產(chǎn)杏黃色可溶性色素；按照該菌種的菌落形態(tài)、生理生化特性，結(jié)合該菌種的分類進(jìn)化分析，生物學(xué)分類名稱為硅鏈霉菌{Streptomyces其為典型的放線菌。申請(qǐng)人:將菌種編號(hào)為SCXL-S9的娃鏈霉菌菌種通過搭載神舟九號(hào)飛船于2012年6月16日在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，經(jīng)過13天飛行，返回艙于6月29日回收著陸。通過試驗(yàn)研究，該菌種通過利用空間環(huán)境中宇宙輻射、失重、微重力、弱地磁場(chǎng)等綜合作用，誘導(dǎo)基因組織發(fā)生改變，改造和提高菌種的生物學(xué)功能，并將搭載菌株搭載神舟九號(hào)飛船的娃鏈霉菌iStreptomyces silaceus^) SCXL-S9進(jìn)一步的篩選、培養(yǎng)、馴化和選育工作，并將菌種編號(hào)為SCXL-S9保藏于布達(dá)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(huì)普通微生物中心(CGMCC)。地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào)，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編:100101，保藏日期為2013年2月21日，菌種保藏號(hào)為CGMCC N0.7256?；?6S rDNA序列擴(kuò)增和PCR產(chǎn)物測(cè)序，獲得rDNA序列經(jīng)GenBank \ Blast同源序列比對(duì)分析，其與現(xiàn)有技術(shù)所報(bào)道的已知鏈霉菌種silaceus 同源性較高，相似度:98.99%;從GenBank中獲取硅鏈霉菌標(biāo)準(zhǔn)菌株16S rRNA基因序列，進(jìn)行同源進(jìn)化分析，構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，結(jié)果參見附圖1 ;結(jié)果顯示，菌種編號(hào)為SCXL-S9的菌株隸屬于娃鏈霉菌silaceus、，與 Streptomyces silaceus 親源關(guān)系最近，同源相似性為98.99%，確定菌株SCXL-S9為硅鏈霉菌，結(jié)合上述提供的菌種編號(hào)為SCXL-S9的菌落形態(tài)、生理生化特性，生物學(xué)分類名稱為娃鏈霉菌iStreptomyces silaceus)0實(shí)施例二:搭載神舟九號(hào)飛船的娃鏈霉菌(Streptomyces silaceus) SCXL-S9的分析
以下實(shí)驗(yàn)中，搭載菌株為娃鏈霉菌iStreptomyces silaceus^ SCXL-S9 CGMCCN0.7256,而CK菌株為對(duì)照試驗(yàn)菌株，即未經(jīng)搭載神舟九號(hào)飛船的娃鏈霉菌{Streptomycessi laceus ) SCXL-S9。1.搭載菌株的菌落培養(yǎng) “神舟”九號(hào)飛船返回后，將各搭載組的試管中生長存活孢子以孢子懸浮液的制備方法，用無菌生理鹽水輕輕洗出，離心洗滌2次后稱重。適當(dāng)稀釋后涂布分離培養(yǎng)基平板，30°C培養(yǎng)72h以上，觀察生長菌落形態(tài)狀況，計(jì)數(shù)并換算存活率和形態(tài)突變率。存活率)=100% X (搭載菌株的生長菌落數(shù)/未搭載菌株的生長菌落數(shù))形態(tài)突變率)=100% X (搭載菌株平板的形態(tài)突變菌落/搭載菌株平板的總菌落)未搭載菌株與搭載菌株同樣的方法進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)計(jì)，生長菌落數(shù)以cfu/g孢子計(jì)算。接著，根據(jù)以往育種實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，從生長的菌落有針對(duì)性地大量挑取可能與產(chǎn)酶能力有關(guān)聯(lián)的形態(tài)變異型的突變菌落。2.初篩方法
采用蛋白質(zhì)交聯(lián)絮凝一沉淀試驗(yàn)日，初步淘汰低產(chǎn)酶菌株，并在分離培養(yǎng)基上將選出的高產(chǎn)搭載突變株進(jìn)行2 3代傳代培養(yǎng)，以初步確保菌種性能穩(wěn)定性。3.復(fù)篩方法
初篩得到的高產(chǎn)酶菌株經(jīng)斜面活化后，進(jìn)行搖瓶發(fā)酵試驗(yàn)測(cè)定酶活。突變菌株與對(duì)照菌株相比較，相對(duì)酶活< 90%的為負(fù)突變株，相對(duì)酶活> 110%的為正突變株，相對(duì)酶活在90% 100%的視為等性變異株，并分別計(jì)算正突變率、負(fù)突變率和等性突變率。從表觀特性、生理生化特性、分子生物學(xué)特性等方面分析娃鏈霉菌(trep tomycessi laceus ) SCXL-S9神九空間搭載菌株進(jìn)行分析。表觀特性
通過平板菌落形態(tài)和單菌落形態(tài)分析可知，娃鏈霉菌silaceus^)SCXL-S9神九空間搭載菌株在高氏一號(hào)培養(yǎng)基上菌落圓形，邊緣光滑，氣生菌絲乳白色，基生菌絲淺黃色，孢子淡粉紅色，產(chǎn)杏黃色可溶性色素。參見附圖2.菌體光學(xué)顯微鏡觀察:利用高氏一號(hào)培養(yǎng)基，經(jīng)過5天的培養(yǎng),在40倍物鏡下,可見娃鏈霉菌6 silaceus^) SCXL-S9搭載菌株為螺旋狀。菌體電子顯 微鏡觀察:利用高氏一號(hào)培養(yǎng)基，經(jīng)過14天的培養(yǎng)，可見硅鏈霉菌(,Streptomyces silaceus) SCXL-S9搭載菌株為螺旋狀孢子絲,參見附圖3 ;培養(yǎng)特征:在高氏一號(hào)培養(yǎng)基上培養(yǎng)11天后，搭載菌株娃鏈霉菌{Streptomyces silaceus)SCXL-S9的培養(yǎng)特征基本一致，基絲均為米白色，氣絲為淡黃色，孢子為白色。2.生理生化特性
通過抑菌活性檢測(cè)得知:從表I可以看出，搭載菌株娃鏈霉菌iStreptomycessilaceus)對(duì)革蘭氏陽性菌(枯草芽孢桿菌)和真菌(尖鐮孢霉)的抑制能力均無顯
著差別。抗菌活性測(cè)試一抑菌圈直徑(cm)枯草芽孢桿菌為0.75，尖鐮孢霉為0.69。表1:抗菌活性測(cè)試一抑菌圈直徑(cm)
權(quán)利要求
1.一種搭載神舟九號(hào)飛船的娃鏈霉菌(51 treptomyces silaceus) SCXL-S9 CGMCCN0.7256。
2.一種利用硅鏈霉菌si laceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256 制備太空微生物肥料的制備方法，其特征在于，具體制備方法步驟如下: (1)將有機(jī)混合物發(fā)酵基料重量含水量為25%，壓實(shí)后堆積用塑料膜覆蓋密封，經(jīng)自然發(fā)酵，當(dāng)堆積溫度高于65°C時(shí)，進(jìn)行翻堆，堆放發(fā)酵腐熟15-30d，期間翻動(dòng)5-10次；有機(jī)混合物發(fā)酵基料由有機(jī)物基料和腐熟復(fù)合菌劑組成，有機(jī)物基料并按重量比添加1%的腐熟復(fù)合菌劑，有機(jī)物基料以畜禽糞便、秸桿、腐植酸按重量比7:3:2組成，腐熟復(fù)合菌劑由枯草芽抱桿菌subtil is Ehreuberg CbA/ )和嗜熱側(cè)抱霉(thermophile Ap in is)和哈茨木霉{Trichoderma harzianum)三種菌劑以重量比 1:1: I進(jìn)行混合；枯草芽抱桿菌{Bacillus subtil is Ehreuberg Cohn )和嗜熱側(cè)抱霉(Sporotrichum thermophile和哈茨木霉{Trichoderma harzianum)三種菌齊[J制備按照現(xiàn)有技術(shù)提供的常規(guī)方法制備獲得； (2)選用菌劑為硅鏈霉菌(泣silaceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256 經(jīng)發(fā)酵制備獲得；培養(yǎng)硅鏈霉菌(泣si laceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256，將娃鏈霉菌(Streptomyces si laceus) SCXL-S9的孢子接種于斜面培養(yǎng)基，28 °C培養(yǎng)8天到氣生菌絲豐滿，即得到斜面菌種，并在500ml玻璃瓶中裝入IOOml種子培養(yǎng)基，28 °C、180rpm培養(yǎng)96小時(shí)，得到種子液，在28°C、180rpm培養(yǎng)10天，收獲發(fā)酵液，即獲得硅鏈霉菌(Streptomyces silaceus)^CJL-^ CGMCC N0.7256菌劑；斜面培養(yǎng)基和種子培養(yǎng)基選用高氏一號(hào)培養(yǎng)基; (3)將步驟(2)制備的硅鏈霉菌(泣silaceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256菌劑按照重量百分比5%比例添加至步驟(I)制備的有機(jī)混合物發(fā)酵基料，經(jīng)充分?jǐn)嚢柚苽浍@得太空微生物肥料。
3.一種利用娃鏈霉菌(si laceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256 制備的太空微生物肥料，其特征在于，所述的太空微生物肥料由有機(jī)混合物發(fā)酵基料和硅鏈霉菌(Streptomyces si laceus) SCXL-S9 CGMCC N0.7256 菌劑混合組成，其中，有機(jī)混合物發(fā)酵基料由有機(jī)物基料以畜禽糞便、秸桿、腐植酸按重量比7:3:2組成，有機(jī)物基料按重量比添加1%的腐熟復(fù)合菌劑，腐熟復(fù)合菌劑由枯草芽孢桿菌(feci77w5.subtil is EhreubergCohn )和嗜熱側(cè)抱霉(Sporo tri chum thermophi Ie Ap in is)和哈茨木霉(Tri chodermaharzianum)三種菌劑以重量比1:1: I進(jìn)行混合；娃鏈霉菌(Strep tomyces si laceus)SCXL-S9 CGMCC N0.7256菌劑經(jīng)發(fā)酵制備獲得，并按照重量百分比5%比例添加至有機(jī)混合物發(fā)酵基料制備獲得太空微生物肥料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種搭載神舟九號(hào)飛船的硅鏈霉菌(Streptomyces silaceus)SCXL-S9CGMCCNo.7256及其應(yīng)用制備太空微生物肥料。所述的太空微生物肥料由有機(jī)混合物發(fā)酵基料和硅鏈霉菌SCXL-S9CGMCCNo.7256菌劑混合組成，有機(jī)混合物發(fā)酵基料由有機(jī)物基料以畜禽糞便、秸稈、腐植酸按重量比732組成，有機(jī)物基料按重量比添加1%的腐熟復(fù)合菌劑，腐熟復(fù)合菌劑由枯草芽孢桿菌和嗜熱側(cè)孢霉和哈茨木霉三種菌劑以重量比111進(jìn)行混合；硅鏈霉菌劑按照重量百分比5%比例添加至有機(jī)混合物發(fā)酵基料制備獲得太空微生物肥料，在棉花、馬鈴薯種植增產(chǎn)效果顯著，具有重要應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C12R1/465GK103160454SQ20131009141
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月21日
發(fā)明者唐天成, 王曉樺, 唐鵬, 王春燕, 張謇, 汪玲 申請(qǐng)人:新疆山川秀麗生物有限公司