本發(fā)明涉及微生物學，具體而言，涉及一種水培共生的微生物體系和水培共生方法。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有的水培技術(shù)能夠做到環(huán)境潔凈、養(yǎng)分可控、節(jié)省空間和提高單位面積產(chǎn)量，在蔬菜種植中還能夠縮短其生長周期，打破自然物候期的影響，實現(xiàn)生長因素的精準調(diào)控。在科學研究中，隨著機理研究的深入，栽培實驗對外源添加物質(zhì)要求精確，固體顆粒的吸附作用使得根系暴露的確切濃度難以估計，且在根系相關(guān)研究中，固體基質(zhì)難以從根部洗脫，制約了根系生長的過程觀察，由此水培展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。此外，大量逆境研究中采用重金屬等作為脅迫因子，實驗后的土壤存在潛在威脅，而廢液的處理流程相對完備，并且在智能設(shè)備盛行的現(xiàn)在，水培更方便與之結(jié)合來實現(xiàn)栽植的精細化和數(shù)據(jù)化管理，水培在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和園藝領(lǐng)域中備受推崇。

2、叢枝菌根(arbuscular?mycorrhizal，am)真菌是土壤中分布最為廣泛的微生物類群之一，能夠與80％的維管植物形成共生結(jié)構(gòu)并發(fā)揮生理生態(tài)功能。一般而言，am真菌能夠通過各種途徑增強宿主應(yīng)對鹽堿、重金屬和病蟲害等脅迫的能力。然而，因為叢枝菌根真菌群落常用于土壤栽培，其根土混合形式難以應(yīng)用于水培系統(tǒng)，制約了傳統(tǒng)水培技術(shù)對am真菌生物功能的有效利用。

3、此外，現(xiàn)有的水培微生物應(yīng)用研究多集中于單一菌種或有限的幾種微生物，難以全面發(fā)揮微生物群落的協(xié)同作用。這種簡化的微生物系統(tǒng)無法充分模擬自然生態(tài)系統(tǒng)中的復雜微生物網(wǎng)絡(luò)，可能導致植物在面對復雜環(huán)境時的適應(yīng)能力下降。同時，單一或有限的微生物種類也可能增加病原微生物入侵的風險，影響水培系統(tǒng)的穩(wěn)定性和植物的健康生長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的問題是如何解決水培技術(shù)對叢枝菌根真菌群落難以利用且在水培中難以全面發(fā)揮微生物群落的協(xié)同作用的問題。

2、為解決上述問題，本發(fā)明提供一種水培共生的微生物體系和水培共生方法。

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種水培共生的微生物體系，包括：叢枝菌根真菌群落、帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬。

4、可選地，叢枝菌根真菌群落包括球囊霉屬、無梗囊霉屬、根孢囊霉屬、隔球囊霉屬、近明球囊霉屬、多樣孢囊霉屬、雙型囊霉屬、類球囊霉屬、盾巨孢囊霉屬、和平囊霉屬、斗管囊霉屬、彎絲硬囊霉和巨孢囊霉屬中的一種或多種。

5、可選地，球囊霉屬包括網(wǎng)狀球囊霉、具皰球囊霉、凹坑球囊霉、微叢球囊霉、黑孢球囊霉、集球囊霉、卷曲球囊霉、膨果球囊霉、暈環(huán)球囊霉、多梗球囊霉、海得拉巴球囊霉、大果球囊霉、極小球囊霉和長孢球囊霉中的一種或多種；無梗囊霉屬包括哥倫比亞無梗囊霉、疣狀無梗囊霉、柯氏無梗囊霉、淺窩無梗囊霉、細凹無梗囊霉、細齒無梗囊霉、格但無梗囊霉、毛氏無梗囊霉、雙網(wǎng)無梗囊霉和凹坑無梗囊霉中的一種或多種；根孢囊霉屬包括根內(nèi)根孢囊霉和明根孢囊霉中的一種或多種；隔球囊霉屬包括沙荒隔球囊霉和縮隔球囊霉中的一種或多種；近明球囊霉屬包括幼套近明球囊霉、近明球囊霉和層狀近明球囊霉中的一種或多種；多樣孢囊霉屬包括象牙白多樣孢囊霉；雙型囊霉屬包括薄壁雙型囊霉、網(wǎng)紋雙型囊霉、詹氏雙型囊霉和硬囊霉中的一種或多種；類球囊霉屬包括隱類球囊霉；盾巨孢囊霉屬包括網(wǎng)紋盾巨孢囊霉和黑盾巨孢囊霉中的一種或多種；和平囊霉屬包括方竹和平囊霉和玻利維亞和平囊霉中的一種或多種；斗管囊霉屬地斗管囊霉和副冠斗管囊霉中的一種或多種；彎絲硬囊霉包括摩西斗管囊霉；巨孢囊霉屬包括易誤巨孢囊霉；叢枝菌根真菌群落包括至少三種囊霉。

6、第二方面，本發(fā)明提供了一種水培共生方法，利用如上任一項所述的水培共生的微生物體系，包括以下步驟：

7、將水培共生的微生物體系置于巖棉塊或定植海綿上；

8、將根長1-3cm的植物幼苗移植到巖棉塊或定植海綿上進行培養(yǎng)。

9、可選地，水培共生的微生物體系通過以下步驟獲得：

10、采集含有叢枝菌根真菌群落的根土混合物樣品，提取叢枝菌根真菌群落孢子，獲得叢枝菌根真菌群落孢子懸液；取包含帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬的樣品加入蒸餾水攪拌后靜置，過濾后得到包括帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬的懸液；將叢枝菌根真菌群落孢子懸液與包括帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬的懸液混合，得到水培共生的微生物體系。

11、可選地，用濕篩傾析蔗糖離心法、差速離心法或超濾法提取叢枝菌根真菌群落孢子。

12、可選地，叢枝菌根真菌群落孢子懸液的ph為6至10。

13、可選地，巖棉塊或定植海綿布置在水培裝置內(nèi)。

14、可選地，水培裝置包括科研級水培裝置和生產(chǎn)級水培裝置，其中科研級水培裝置包括離心管和包裹錫紙的離心管架，生產(chǎn)級水培裝置包括水培盒和定植籃。

15、可選地，步驟進行培養(yǎng)的培養(yǎng)條件為：維持每天光照12至14h，光照強度為5000lx，溫度為20-25℃，并補充缺磷的霍格蘭營養(yǎng)液。

16、本發(fā)明的一種水培共生的微生物體系和水培共生方法的有益效果是：

17、叢枝菌根真菌群落能夠通過各種途徑增強宿主應(yīng)對鹽堿、重金屬和病蟲害等脅迫的能力。叢枝菌根真菌群落在水培環(huán)境中提高了宿主植物的抗逆境能力，其中涉及降低損傷、提高光合強度、促進形態(tài)建成和改善植物生長，可以應(yīng)用于叢枝菌根真菌群落相關(guān)的逆境問題研究中，并能在水培生產(chǎn)的果蔬抗逆調(diào)節(jié)中應(yīng)用，有利于減少化學農(nóng)藥的使用，實現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展目標。

18、帚枝霉屬真菌能夠耐受高濃度的重金屬銻，并對于不同價態(tài)的離子表現(xiàn)出吸附特征，在環(huán)境凈化和土壤、水體修復方面展現(xiàn)出重要的生態(tài)效益。

19、曲霉屬真菌廣泛分布在谷物、空氣、土壤和各種有機物品上，在有機物質(zhì)分解和循環(huán)中發(fā)揮重要效益，有助于維持生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)平衡和土壤肥力，其在工業(yè)應(yīng)用、環(huán)境凈化和科學研究等方面也發(fā)揮作用。

20、假單胞菌屬細菌對營養(yǎng)要求不高，能在土壤、水和空氣等多種環(huán)境中生長，其能夠降解多種有機物質(zhì)，假單胞菌菌株還具有去除重金屬和有機污染物的潛力，可用于環(huán)境污染的生物修復。在農(nóng)業(yè)上，假單胞菌類具有防病促生的作用，這類菌株能產(chǎn)生多種具有抗菌活性的物質(zhì)，對多種植物病原菌具有抑制作用。同時，假單胞菌還能促進植物生長，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

21、芽單胞菌屬細菌廣泛分布于各種土壤中，對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和功能發(fā)揮起著重要作用，其強大的固氮能力能夠提高土壤肥力和農(nóng)作物產(chǎn)量，其生物控制作用有助于保護植物健康，減少農(nóng)藥的使用，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，同時也有助于維護生態(tài)環(huán)境的平衡，部分菌株還能夠分解有機物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為植物所需的無機鹽等營養(yǎng)物質(zhì)。

22、帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬的微生物體系豐富了水培共生的微生物選擇，帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬的微生物以及叢枝菌根真菌是土壤中常見的細菌和真菌，均具有分解有機物的能力，但它們的分解方式和產(chǎn)物有所不同，兩者協(xié)同作用，可以更有效地分解有機物，促進養(yǎng)分循環(huán)，而各類群抗菌物質(zhì)的協(xié)同分泌也將大大增強植物的抗病性，減少病害的發(fā)生。叢枝菌根真菌與帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬四個菌屬也存在協(xié)同作用，主要表現(xiàn)為叢枝菌根真菌分泌有機物質(zhì)用作細菌假單胞菌屬和芽單胞菌屬的碳源和氮源，促進其生長繁殖，細菌假單胞菌屬和芽單胞菌屬通過分解有機物為叢枝菌根真菌提供養(yǎng)分，進而形成互利共生的關(guān)系，同時，叢枝菌根真菌與其他真菌帚枝霉屬、曲霉屬形成強大網(wǎng)絡(luò)，可以提高植物對養(yǎng)分的吸收能力。進一步地，細菌假單胞菌屬和芽單胞菌屬通過細胞外酶的作用將有機物分解為小分子物質(zhì)，并被植物和其他微生物直接吸收利用，叢枝菌根真菌群落、帚枝霉屬和曲霉屬則主要通過其菌絲和孢子的作用分解有機物，形成能夠發(fā)揮長效作用的腐殖質(zhì)，二者協(xié)同在不同時間尺度上發(fā)揮生態(tài)效益?；诖耍瑓仓婢郝?、帚枝霉屬、曲霉屬、假單胞菌屬和芽單胞菌屬，通過構(gòu)建多樣化的微生物群落，模擬自然環(huán)境中的微生物結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮微生物群落的協(xié)同作用，可以通過共同分解有機物、促進養(yǎng)分吸收、推動生物防治以及增強植物抗逆性等方式相互作用，共同維護生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和促進植物的生長。