1.本公开涉及微生物技术领域，具体地，涉及一种促进植物根部生长的放线菌及其应用。


背景技术：

2.植物根际促生菌(pgpr)，泛指能够直接或间接促进植物生长、增加作物产量、防治病虫害的根际微生物。目前，已发现的pgpr包括假单胞菌属、芽孢杆菌属、农杆菌属、黄杆菌属、沙雷氏菌等20多个种属。作用机制主要有：与其他土壤微生物相比更能在根部有效的定殖、对有害微生物具有拮抗作用、在根围的营养竞争特别是对铁的竞争中处于优势、可分泌植物激素促进植物生长、能诱导植物产生系统抗性和分泌降解病原微生物的酶等。植物根际促生优良菌株的筛选，一般从植物的根际微生物、非病原栖居地土壤或海洋微生物资源中筛选优良菌株进行诱变育种，或采用基因克隆、基因缺失等基因工程手段，以获取新的高效低毒的生产菌株。
3.因此，为促进植物根部生长发育，培育快速生长的植物，筛选促进根部生长的菌株，鉴定促进植物根部生长的基因，将该基因转化作物，进而提高植物合成生长素、提高植物解磷固氮的能力、产生铁载体，从而对促进植物根部生长和植物生长具有重大意义。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种放线菌，该放线菌能够提高植物合成生长素、提高植物解磷固氮的能力、产生铁载体，促进植物根部生长。
5.为了实现上述目的，本公开一方面提供一种促进植物根部发育的放线菌，该放线菌分类命名为林肯链霉菌(streptomyces lincolnensis)，所述林肯链霉菌的保藏编号为cgmccno.22255。
6.所述林肯链霉菌的16s rrna基因的编码序列如seq in no：1所示。
7.另一方面，本公开提供了如上所述的放线菌在制备吲哚-3-乙酸中的应用。
8.另一方面，本公开还提供了如上所述的放线菌在解磷和/或固氮中的应用。
9.另一方面，本公开还提供了如上所述的放线菌在制备铁载体方面的应用。
10.另一方面，本公开还提供了如上所述的放线菌在促进植物根部生长发育中的应用。
11.再一方面，本公开还提供了一种促进植物根部生长发育的蛋白，该蛋白来源于如上所述的放线菌，并且该抗氧化蛋白的氨基酸序列如seq in no：2所示。
12.再一方面，本公开还提供了一种促进植物根部生长发育的基因，该基因来源于如上所述的放线菌，该基因的核苷酸序列如seq in no：3所示，并且该基因编码该所述促进植物根部生长发育的蛋白。
13.再一方面，本公开还提供了一种促进植物根部生长发育的方法，在植物中转入如上所述的基因。
14.通过上述技术方案，本公开提供了一种促进植物根部生长的放线菌及其应用，该菌属于链霉菌属，被命名为林肯链霉菌，该林肯链霉菌的保藏编号为cgmccno.22255，该菌株可以通过利用色氨酸合成生长素吲哚-3-乙酸(iaa)，促进植物根部生长发育；可以将难溶的无机磷和有机磷转化成可溶的速效磷，提高植物对磷元素的吸收利用；将难溶的无机磷和有机磷转化成可溶的速效磷，提高植物对磷元素的吸收利用；可以合成嗜铁素与植物病原菌竞争铁离子，抑制植物病原菌的生长，减少植物病原菌在植物生长过程中的危害作用。该菌株可以刺激植物细胞的生长和增殖，从而促进植物根系的生长发育及有效吸收土壤中的水分和养分。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
16.生物材料保藏信息
17.本公开的林肯链霉菌保藏编号为cgmccno.22255，保藏日期为2021年04月28日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，分类命名为林肯链霉菌(streptomyces lincolnensis)。
18.序列信息
19.seq id no.1：林肯链霉菌(streptomyces lincolnensis)的16s rrna基因的编码序列。
20.seq id no.2：促进植物根部生长发育蛋白的氨基酸序列。
21.seq id no.3：促进植物根部生长发育的基因的核苷酸序列。
附图说明
22.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
23.图1是林肯链霉菌产iaa能效图。
24.图2是无氮培养基图。
25.图3是解无机磷培养基图。
26.图4是解有机磷培养基图。
27.图5是拟南芥根部生长图。
28.图6是拟南芥4倍显微镜下根部(局部)照片。
具体实施方式
29.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
30.一方面，本公开提供了一种促进植物根部发育的放线菌，该放线菌是发明人从土壤中分离培养出的一种新菌株，经鉴定该菌属于链霉菌属(streptomyces)，被命名为林肯链霉菌(streptomyces lincolnensis)。该菌种已在国家知识产权局指定的保藏单位中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏日期为2021年04月28日，保藏编号为cgmccno.22255。
31.根据本公开，所述林肯链霉菌的16s rrna基因的编码序列如seq in no：1所示。
0.025mg/l；cocl2·
6h2o 0.025mg/l；feso4·
7h2o 27.8mg/l；na
2-edta
·
2h2o 37.3mg/l；肌醇100mg/l；烟酸0.5mg/l；维生素b60.5 mg/l；维生素b10.1 mg/l；甘氨酸2.0mg/l；
50.实施例中所用到的无氮培养基成分为：甘露醇或葡萄糖5.0g/l，kh2po
4 0.2g/l，mgso4·
7h2o 0.2g/l，nacl 0.2g/l，caso4·
2h2o 0.2g/l，caco
3 5g/l，琼脂15g/l，蒸馏水1l，ph＝7.0-7.2。
51.实施例中所用到的解机磷培养基成分为：葡萄糖10.0g/l，ca3(po4)
2 5.0g/l，(nh4)2so
4 0.5g/l，mgso4·
7h2o 0.1g/l，kcl 0.2g/l，feso4·
7h2o 0.0001g/l，酵母提取物0.5g/l，mnso4·
2h2o 0.0001g/l，琼脂15g/l，蒸馏水1l。
52.实施例1
53.本实施例用于说明l4的制备及鉴定过程
54.本实施例所使用的土壤为从广西省柳州市七年生黄花蒿根部采集的土壤。
55.称取1g土壤，接种到lb液体培养基中，在28℃下孵育，150rpm旋转摇晃24小时。将富集的土壤微生物培养液按梯度稀释10倍、100倍和1000倍，将稀释液体培养物(每个样品200μl)接种在高氏一号培养基(20g/l可溶性淀粉，1g/l kno3，0.51g/l k2hpo4，0.5g/l mgso
4 7h2o，0.5g/l nacl，0.01g/l feso
4 7h2o，20g/l琼脂，1l蒸馏水，ph＝7.4-7.6)，并在28℃孵育5天。挑取放射状单菌落进行独立培养。
56.该菌株的菌落表面有毛绒放射状菌丝、菌落整体成白色。
57.经中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，该菌株属于链霉菌属，被命名为林肯链霉菌(streptomyces lincolnensis)。
58.实施例2
59.本实施例对l4扩增得到的16s r rna基因进行测序。
60.将实施例1分离得到的l4基因组使用omega公司的细菌基因组dna提取试剂盒进行提取。l4的16s rrna基因的编码序列扩增所用的通用引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。扩增所用的试剂盒购买于天根生物公司。
61.正向引物
62.27f(5
’‑
agagtttgatcctggctcag-3’，seq id no：4)
63.反向引物
64.1492r(5
’‑
ggttaccttgttacgactt-3’，seq id no：5)
65.表1为pcr扩增体系：
66.表1
[0067][0068]
表2为pcr反应程序：
[0069]
表2
[0070][0071]
将扩增得到的pcr产物序列，连接于诺赛公司的t载体上，对插入序列进行测序。测序得到的核苷酸序列如seq id no：1所示。
[0072]
实施例3
[0073]
本实施例用于说明l4产生长素(iaa)的效能。
[0074]
将l4菌株接种至含有5ml液体lb培养基的10ml试管中，于170r/min，28℃条件下振荡培养48h，然后加入salkowsky生长素显色试剂，观察显色反应，确定其产iaa能力强弱，如显粉红色则为产生长素菌株，记号并进行生长素定量检测。
[0075]
定量测定：将接种于iaa检测培养基(lb培养基中加入含有0.2％的l-色氨酸)的菌株在24℃、150r/min条件下振荡培养48h后，经12000
×
g离心10min，1ml菌悬液加入2ml salkowsky试剂并混匀，于28℃培养30min后得到粉色显色，并在530nm条件下进行比色，以10-100μg/ml的标准iaa稀释液设置标准曲线作为对照，单位表示为μg/ml。结果如图1所示。
[0076]
从图1可以看出，l4菌株在第六天对iaa的产量放缓，第九天达到峰值3.03
±
0.31μg/ml，随后iaa的产量呈下降趋势；说明l4具有产生长素的能效。
[0077]
实施例4
[0078]
本实施例用于说明l4产铁载体的活性
[0079]
定性测定采用cas检测法。将待测菌株点接到cas培养基上，28℃培养5-7d，观察菌落周围是否有黄色晕圈。若有晕圈则说明具有产铁载体的活性，测定晕圈直径与菌落直径的比值，比值越大产铁载体活性越大。
[0080]
定量测定：按7％的接种量将待测菌株种子液接种到产铁载体定量测定sa限铁培养基中，从接种时刻算起，每隔12h取样，4℃，5000
×
g离心10min，将上清液按1:1体积比与cas检测液混匀，避光静置40min，测定od
630
的吸光值(as)，重复3次。以接种大肠杆菌的产铁载体定量测定培养基为对照，以其吸光值作为参比值(ar)，铁载体量用铁载体活性单位表示，铁载体活性单位(％)＝[(ar-as)/ar]
×
100。根据定量测定林肯链霉菌产铁载体活性最高值为2.36％。
[0081]
实施例5
[0082]
本实施例用于说明l4解磷、固氮的能力
[0083]
将菌株l4点接种于解磷培养基上，有透明圈产生，说明其具有溶解难溶的磷的能力。
[0084]
将菌株l4涂布于无氮培养基上，连续在无氮培养基接种传代至三代仍有菌落长出，说明其具有固氮能力。
[0085]
结果如图2-4所示。
[0086]
从图2-4可以看出：l4菌株能在无氮源的培养基上生长，说明它具有将空气中的氮气转化为其生长发育所需的氮源功能，体现它的固氮作用；l4菌株在无机磷和有机磷培养基上生长，在菌株周围都能看到透明圈，说明它能够利用难溶的磷进行生命活动，证明它具有解磷作用。
[0087]
实施例6
[0088]
本实施例用于说明l4对拟南芥根部发育的影响
[0089]
用根伸长实验作为评价l4菌株对拟南芥幼苗生长的影响的方法。拟南芥种子在使用前进行表面消毒。将种子(每次处理约0.2g)用70％乙醇在玻璃培养皿中洗涤1min，然后用1％次氯酸钠洗涤6-8min，然后用无菌蒸馏水进一步冲洗这些灭菌种子，去除灭菌剂。用灭菌手术刀和镊子将15颗种子放入半切ms琼脂培养基中，并加入100μl l4的lb培养上清液(经过10000
×
g离心2min)，每个板垂直放置在日28℃(夜25℃)温室，以12小时黑暗开始，随后12小时的光(18μmol m-2
s-1
)。第14天拍照根毛测定根长。结果如图5和6所示。
[0090]
从图5和6可以看出：经l4菌液处理的拟南芥无菌苗，其主根长度与根毛长度、根毛数量都明显高于对照组；说明l4具有对拟南芥根部生长发育的作用。
[0091]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0092]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0093]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。