荧光假单胞菌生防机理的研究进展

荧光假单胞菌是植物根际促生细菌(Plant Growth Promoting Rhizobacteria,PGPR)具有分布广、数量多、营养需要简单、繁殖快、竞争定殖力强的特点。它们能通过产生多种次生代谢物及有效的根际定殖防治植物病害,成为植物生防控制的重要研究对象。主要论述了荧光假单胞菌对植物病害生物防治机理的研究进展。     

植物根际促生细菌定殖研究进展

植物促生菌(plant grwth-promoting bacterium,PGPB)因可有效抑制根际病原菌,促进植物生长,增加作物产量等作用,在农业生产领域展现出巨大前景。以了解植物根际促生细菌的种类,理解定殖相关的促生机制为目的,展示了根际细菌的定殖过程及影响细菌在根部定殖的因素,通过抗生素标记、免疫学方法、外源基因标记等方法进行定殖微生物的检测,以高通量测序技术在根际定殖中的广泛应用为结果,得出结论应从遗传水平上对菌株进行解读,获得植物根际土壤微生物群落多样性,功能基因等研究,这项工作对预测根际促生细菌与植物的交互作用,生物菌剂的田间应用有重要意义,应是植物根际促生细菌今后的研究方向。     

影响引入微生物根部定殖的因素

从外界引入的各类有益微生物如生防菌（ＢＣＡ）和根际促生菌或增产菌（ＰＧＰＲ,ＹＩＢ）到种子表面随其生根发芽而蔓延或直接到根表沿根分布定殖。外来微生物在根际定殖的过程为与根尖接触,沿根分布,最后在根际建立自己的种群。定殖的位点以ＰＧＰＲ为例,是表皮细胞间隙,或侧根、根毛基部。外来微生物在根际定殖动态变化的原因,由于根际生物的和非生物的因素引起的。生物因子除去外来微生物本身的生理特性,还有根际土著微生     

植物根际促生菌（PGPR）的研究与应用前景

植物土传病害难以防治,植物根际促生菌(plant growth—promoting rhizobacteria,PGPR)的深入研究和发展为解决这一难题展现了诱人的前景．PGPR能够高密度地在植物根际定殖,兼有抑制植物病原菌、根际有害微生物,以及促进植物生长并增加作物产量的作用,更重要的是有些PGPR能够诱导植物产生系统抗性(induced systemic resistance,ISR),从而提高植物整体的抗病能力．近20年来,国外这一领域的研究十分活跃,已有很多成功应用的PGPR产品,国内应大力加强基础与应用的研究,并推进其产业化的发展．     

大豆连作障碍研究Ⅲ.海洋放线菌MB-97促进连作大豆增产机理

海洋放线菌MB-97能在重荐大豆根际成功定殖,对克服重荐大豆连作障碍具有显著作用,抑制大豆根际致害微生物（DRMO）紫青霉菌的生长繁殖达80%,减轻了土壤毒素的危害;防治因大豆连作而加重的土传真菌性病害如镰刀菌等引起的根腐病达50%以上,调节优化大豆根际土壤微生物区系。B/F值显著上升,使土壤由低肥力的“真菌型”向高肥力的“细菌型”转化;MB-97对大豆有生长刺激作用,田间试验结果平均增产大豆15.2%,表明海洋放线菌MB-97是一株优良的植物根际促生菌（PGPR）。     

LuxAB标记荧光假单胞菌的菜心根际定殖研究

目的:利用三亲本杂交方法将luxAB发光酶基因标记至荧光假单胞菌PF20001上,所获得的标记菌株PF20001-Lux能稳定发光。将该标记菌株制成微生物制剂,接种菜心进一步研究它在菜心根际的定殖动态和散布规律。方法:利用三亲本杂交方法将luxAB发光酶基因标记至荧光假单胞菌PF20001上,将该菌施与菜心生长土壤中,通过接合子发光检测及发光菌落的平板计数来分析荧光假单胞菌在菜心根际的定殖分布情况。结果:PF20001-Lux在根系周围的土壤中的有一定的定殖率,在根内主要定殖在3～4cm根内。PF20001-Lux在菜心种植后7d前就达到最高定殖水平达3.8×105CFU/g,随后逐渐下降。结论:PF20001-lux在菜心根际具备良好的适应能力。     

植物根际促生菌的筛选及鉴定

【目的】植物根际促生菌(PGPR)和植物的互作关系往往不稳定,PGPR菌群有可能提高菌株对野外环境的适应性。为此,本文根据PGPR促生机制的多样性,从不同植物根际土壤进行了PGPR的筛选及鉴定。【方法】首先,按照固氮、解磷、解钾、拮抗6种常见病原真菌,同时能在植物根际定殖为基本初筛标准,然后在实验室条件下测定初筛菌株的多项促生能力(PGP),最后通过生理生化试验和16SrRNA基因序列分析对所筛菌株进行鉴定。【结果】从江苏扬州、盐城等地土壤样品筛选出14株PGPR,具有体外抑菌、产NH3、产IAA、产HCN、产嗜铁素、解磷、溶钾、固氮以及产抗生素等促生能力。分类鉴定结果显示:7株属于假单胞菌属(Pseudomonas)、3株属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、2株为芽孢杆菌属(Bacillus)、1株为布克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、1株为欧文氏菌属(Erwinia)。【结论】所筛细菌具有多种促生能力,且能在根际定殖,为进一步构建多功能PGPR广适菌群提供菌株资源。     

荧光假单胞菌抗生性代谢产物合成相关基因的研究现状

荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)是一种重要的植物根际促生菌,它能够产生藤黄绿脓菌素、2,4-二乙酰基藤黄酚、硝吡咯菌素、吩嗪-1-羧酸等抗生性次级代谢产物,可抑制多种病原物,在农作物土传病害的生物防治研究中具有重要意义.总结了荧光假单胞菌中已确立的抗生性次级代谢产物的合成机制,重点阐述了相关基因的结构、功能,以及利用生物工程技术对荧光假单胞菌进行遗传操作的最新进展,同时对荧光假单胞菌在生物防治中的应用和其作为生防菌剂的前景进行了展望.     

类芽胞杆菌（Paenibacillus）对植物促生御病机理研究进展

类芽胞杆菌（Paenibacillus）是植物根际促生菌的重要来源,可通过固氮、产生激素、分泌铁载体、活化矿物营养元素等机制直接促进植物生长;也可通过诱导植物抗病性、产生各类抗菌活性物质等机制抵御植物病害。因其特性符合植物促生和病害生物防治的需要,在可持续农业中发挥越来越重要的作用。从自身代谢角度综述类芽胞杆菌对植物促生御病机制的研究进展,梳理了组学技术在相关研究中应用所取得的成果,展望了未来研究的发展趋势,并对今后的研究提出了三点建议。     

棉花根际亲和性高效促生细菌的分离筛选

为了从棉花根际土壤筛选能与棉花凝集素具有亲和作用的高效促生细菌,以选择性培养基从棉花根部初步筛选具有固氮能力、解磷能力及解钾能力的促生细菌,再以异硫氰酸磺(FITC)标记的棉花凝集素为复筛工具,从棉花根际促生细菌中筛选能与棉花凝集素结合的亲和性菌株,分别挑选2株固氮菌、2株解磷细菌和2株解钾细菌作为微生物肥料接种到棉花根部进行盆栽试验.观察其在根部定殖情况.结果是在选择性平板上有20%～30%的菌株具有凝集素染色阳性.盆栽试验显示,接种的6株亲和性菌株能在棉花根部成功定殖,根际细菌数量约是灭活对照的`0倍.通过初步鉴定,固氮菌株N1111为固氮菌属(Azotobacter),N2121属于德克斯氏菌属(Derxia);解磷菌株P2126属于黄单胞菌属(Xanthomonas),P1108菌株为假单胞菌属(Pseudomonas);解钾菌株K2204和K2116属于芽孢杆菌属(Bacillus).     

两株PGPR菌株的花生定殖及对根际细菌群落结构的影响北大核心CSCD

为探讨2株根际促生菌耐酪氨酸束村氏菌P9和吡咯伯克霍尔德氏菌P10对花生的促生机制。利用GFP及利福平对2个菌株进行标记、结合扫描电镜观察,追踪了2株PGPR菌株在花生组织中的定殖动态;并通过16S rRNA全长测序对菌株接种花生根际土壤的细菌多样性进行分析。结果表明,利福平标记的P9和P10菌株具有良好的遗传稳定性,其生长和促生特性与原始菌株基本一致。GFP标记菌株可在花生的根尖及其分生区定殖;利福平标记菌株可稳定定殖在土壤及花生的根、茎部,且接菌30 d后定殖数仍保持在10CFU/g数量级。与未接菌植株根际土壤相比,P9、P10及混合菌株接种组的细菌群落相似性更高;接菌组的Flavihumibacter、unidentified_Rhizobiaceae的相对丰度显著增加,芽孢杆菌属、链霉菌属等的丰度较CK有不同程度增加,溶杆菌属、无色杆菌属及假黄单胞菌属等的丰度降低。2株PGPR菌株均可通过直接定殖在植株组织中、间接影响土壤细菌群落结构而发挥对花生的促生作用,混合菌株接种效果更优。研究结果明析了2株促生菌的促生机制,并为菌株的应用提供了科学依据。     

luxAB基因标记的K2116L菌株在棉花根际中的定殖

采用三亲本杂交法将发光酶luxAB基因转移进棉花根际促生菌芽胞杆菌K2116菌株中,获得标记菌株K2116L.标记菌株连续传代15次均未发生质粒丢失现象,表明标记菌株具有较好的遗传稳定性;K2116L菌株的生长及其释钾能力未受到标记质粒的影响.K2116L菌株在灭菌和非灭菌的黄褐土、黄潮土和红壤3种土壤中均能长期存活;在灭菌土壤中的数量稍高于非灭菌土壤;在3种土壤中的数量依次为:黄褐土＞黄潮土＞红壤;在不同土壤中,K2116L菌株具有与土著菌株进行空间和营养竞争的能力.采用根盒试验追踪标记菌株在棉花根部的定殖动态,棉花播种12d时标记菌株在0～2、2～4 cm深度根际土壤定殖密度达到最大;18 d时在4 cm以下的深度达到最高水平.棉花播种18 d时标记菌株在所有深度的根表均达到最高定殖水平,0～2 cm根段定殖密度为1.76×106cfu·g-1,8cm以下根段达到1.6×105cfu·g-1.补充营养后,根际和根表标记的菌株数量均有明显上升.试验数据显示,随着根的生长标记菌株不断向根尖方向扩散.     

荧光假单胞菌防治果蔬病害的研究进展

病原微生物侵染引起的果蔬病害日趋严重,现阶段果蔬病害的防治措施主要依赖化学防治,但长期大量施用合成农药的弊端如化学残留、环境污染、抗药性病原菌株出现等日益凸显。近年来,生物防治由于其安全性及高效、经济、环保等优点,成为研究热点。荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)分布广泛,施用方便,许多菌株能有效抑制多种病原微生物,成为最具应用价值的一类生防菌和根际促生菌。本文综述了荧光假单胞菌控制果蔬病害的生防效果、主要作用机制(直接寄生作用、营养物质和空间位点竞争、次生抗性代谢物、诱导宿主系统抗性)以及菌剂混配、物理方法、化学处理、分子技术在提高荧光假单胞菌生防效力等方面的研究进展,为荧光假单胞菌在生物防治领域的进一步开发利用提供一定的基础资料。     

关防风根腐病拮抗细菌筛选与鉴定

【背景】由木贼镰刀菌[Fusarium equiseti(Corda)Sacc.]引起的关防风根腐病,是近年来导致关防风产量及质量下降的主要土传病害之一。生物防治因其对环境安全及人畜无害等优势,成为目前植物病害防治的一种有效手段。【目的】挖掘关防风根际土壤中对木贼镰刀菌具有良好拮抗作用的生防菌株。【方法】采用稀释平板法分离根际土壤细菌;用滤纸片法和牛津杯法对拮抗细菌进行筛选和抑菌谱检测;用抗生素标记法标记拮抗细菌并测定其定殖能力;通过盆栽实验研究其对关防风根腐病的防效;通过形态学、生理生化特征及16S rRNA基因序列确定分类学地位。【结果】从健康关防风根际土壤中分离纯化了157株细菌,筛选获得对关防风根腐病菌具有显著抑菌作用的拮抗细菌SC-119,无菌滤液的抑菌率可达68.53%,而且兼具广谱抑菌能力和良好的定殖能力;盆栽实验表明,菌株SC-119对关防风根腐病的防治效果达到67.39%,其相对防效较接种哈茨木霉菌剂、枯草芽胞杆菌菌剂和代森锰锌分别提高了29.03%、32.26%和16.13%;对菌株SC-119进行分类学鉴定,确定其为萎缩芽胞杆菌(Bacillus atrophae...     

4株茶树根际促生菌菌株的鉴定及促生作用

【背景】根际促生菌可以促进植物生长、提高植物抗性。茶树根际具有特殊的根土微生物生境,可以获得具促生作用的有益微生物。【目的】探究4株茶树根际促生菌菌株的分类地位及促生作用,筛选优良的根际促生菌菌株。【方法】通过形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列同源性比对鉴定4株茶树根际促生菌,采用钼锑抗比色法测定溶磷量,通过比色法测定ACC脱氨酶活性、CAS法测定产铁载体能力、Salkowski法测定产IAA (Indoleacetic acid)的能力进行促生作用研究,通过盆栽实验测试白菜、空心菜、苋菜及水稻的株高及鲜重以分析促生效应。【结果】鉴定KKS-6-N1为放射型土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter), KKS-7-N7为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),GD3为Pseudomonashunanensis,GD12为弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)。固氮菌株KKS-6-N1可产铁载体;固氮菌株KKS-7-N7具有解磷及产铁载体能力,分泌的IAA含量高达101.29mg/L;解钾菌株GD3具溶磷能力,分泌的ACC脱氨酶酶活为8.09μmol/(mg·h),相对铁载体含量为0.31;具固氮解钾性能的菌株GD12分泌的ACC脱氨酶活性为14.46μmol/(mg·h)。盆栽试验表明,4个菌株对白菜、空心菜、苋菜的株高和鲜重均有明显促进作用,尤以GD3效果更甚。【结论】茶树根际促生菌菌株Pseudomonas hunanensis GD3促生作用显著,具有开发成微生物菌肥的潜力。     

一株产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶的氢氧化细菌的分离鉴定及酶活力测定

[目的]以结瘤豆科植物紫花苜蓿根际土壤为研究材料,筛选具有ACC脱氨酶活力的氢氧化细菌,探索氢氧化细菌植物促生作用机制.[方法]利用持续通H2 的气体循环培养体系、矿质盐固体培养基,分离、培养氢氧化细菌,观察菌株形态并测定生理生化特征;16S rDNA序列分析法构建系统发育树;采用薄层层析法筛选ACC脱氨酶阳性菌株,茚三酮显色法测定ACC脱氨酶活力.[结果]分离的37株细菌中有8株菌氧化氢和自养生长能力较强,初步确定为氢氧化细菌,从中筛选出1株ACC脱氨酶阳性菌株WMQ-7.菌株WMQ-7的形态特征、生理生化特征与恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)的特征基本一致;16s rDNA序列(GenBank登录号为EU807744)在系统发育树中与恶臭假单胞菌同属一个类群,序列同源性99%.鉴定菌株WMQ-7为恶臭假单胞菌,其ACE脱氨酶活力为0.671 U/μg[结论]采用气体循环培养体系分离氢氧化细菌,克服了传统配气法的局限.ACC脱氨酶阳性菌株的筛选,为深入研究氢氧化细菌作为植物根际促生菌的菌株特性和促生机制提供理论依据.     

土壤有益细菌在植物根际竞争定殖的影响因素

在土壤有益微生物应用于生物肥料、生物杀虫剂、植物生长刺激剂和生物处理剂的过程中,根际定殖具有重要作用。细菌在植物根际定殖是一个比较复杂的过程,影响定殖能力的因素也是复杂多样的。本文综述了参与根部竞争定殖的生物因素,包括受细菌遗传控制的某些特性如鞭毛/运动性、趋化性、多糖、位点特异重组酶/菌落阶段变异、NADH脱氢酶,植物根的分泌物和植物种类等;影响微生物根际定殖的非生物因素如土壤类型、土壤特性和土壤温度等,探讨了影响微生物根际定殖的主要研究方向。     

防风根际真菌的分离鉴定及其生防潜力评价

作为世界性分布的镰刀属常见病原真菌,尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）和木贼镰刀菌（F. equiseti）对包括经济作物及药用植物等的生长均有较大危害。利用源自于植物根际土壤的有益微生物防控尖孢镰刀菌和木贼镰刀菌引起的真菌性病害,是目前较为理想的植物病害管理策略。为获得可有效抑制尖孢镰刀菌和木贼镰刀菌的生防菌源,于防风根际土壤中分离纯化真菌104株,基于平板对峙法筛选获得1株对尖孢镰刀菌和木贼镰刀菌具有显著抑制效果的菌株MR-43,结合形态特征、ITS序列分析,将其确定为Sirastachys castanedae（GenBank登录号：OK287148.1）,隶属于Sirastachys组进化分支,发现其可宿生于植物根际土壤。基于盆栽试验法,探究MR-43在防风栽培土壤中的定殖能力,评价MR-43对由尖孢镰刀菌引起的防风枯萎病和由木贼镰刀菌引起的防风根腐病的防病能力,及其对防风植株的促生能力。结果显示,Sirastachys castanedae MR-43对尖孢镰刀菌、木贼镰刀菌的抑菌率为57%以上,且经多次验证抑菌效果稳定;菌株MR-43可稳定定殖于防风栽培土壤并实现有效扩繁;菌株MR-43的孢子悬液可有效控制防风枯萎病和防风根腐病,平均防效达68.52%,与多菌灵、代森锰锌的防病效果无显著性差异（P>0.05）;此外,MR-43对防风植株生长具有明显促进作用。因此,Sirastachys castanedae MR-43在防风枯萎病、根腐病等真菌性病害管理方面具有较好的开发价值及应用潜力。     

生防菌根系定殖竞争作用对西瓜枯萎病发病机理的影响

【目的】西瓜枯萎病是由西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)引起的一种常见的毁灭性土传病害,对镰刀菌同属非致病性菌株与致病性菌株存在的竞争作用进行研究,有助于获得新的具有生防效果的菌株,从而拓宽西瓜枯萎病生物防治的手段。【方法】利用选择性培养基和稀释平板计数法对温室盆栽试验中西瓜根际和非根际土壤及植物组织中非致病性轮枝镰刀菌菌株(Fusarium verticillioides XA)与致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum LD)进行计数,确定其在西瓜植株根际和组织中的定殖情况。【结果】将从田间西瓜枯萎病发病植株根部分离获得的菌株XA和LD接入健康土壤中,接种菌株XA既不会引起西瓜枯萎病发病症状,也不会影响西瓜植株生物量,但接种菌株LD导致严重发病症状。与单接种LD处理相比较,双接种(XA+LD)处理地上部鲜重和地上部干重都分别增加了151.2%和110%。XA菌株能成功定殖于西瓜根系,但在茎基部没有检测到。在接种菌株LD的处理中植物组织和土壤中致病性镰刀菌的数量达到(1.58 4.85)×104CFU/g。与单接种LD处理相比,双接种菌株XA和LD处理植物茎基部、根系、根际土壤和土体土壤致病性镰刀菌的数量分别下降63.3%、66.1%、3.3%和24.4%,根系、根际土壤和土体土壤非致病性镰刀菌的数量增加到(0.35 3.84)×104CFU/g;双接种处理对西瓜枯萎病的防效达57.8%。【结论】非致病性轮枝镰刀菌菌株XA可有效降低致病性尖孢镰刀菌LD对西瓜植株的定殖侵染能力,对西瓜枯萎病具有一定的生防效果。     

长枝木霉T6菌株对黄瓜南方根结线虫的防治及其根际定殖作用

采用温室盆栽试验测定了不同浓度长枝木霉T6菌株孢子悬浮液对南方根结线虫的防治及在黄瓜根际的定殖作用.结果表明:根际定殖处理10周后黄瓜根际土壤和根系中长枝木霉T6菌株菌落数量显著增加,且处理土壤和根系中菌落数量变化显著,浓度为1.5×10~7CFU·m L~(-1)处理的根际土壤和根系中菌落数量达到7.8×10~7和6.3×10~5CFU·m L~(-1).温室防治试验中,不同浓度长枝木霉T6菌株孢子悬浮液对南方根结线虫不同虫态具有较强的防治效果,且防治效果随着孢子悬浮液浓度的增加而增加.长枝木霉T6菌株孢子悬浮液对被南方根结线虫侵染的黄瓜株高、根系长度和鲜质量具有显著的促生作用.表明长枝木霉T6菌株在黄瓜根际具有较强的定殖作用,对南方根结线虫具有较好的防治作用,并对黄瓜植株生长具有显著的促生作用.