攀枝花地区烤烟可培养内生固氮菌的多样性

【目的】认识烤烟(Flue-cured tobaccos)内生固氮菌多样性,挖掘内生固氮菌资源,丰富内生固氮菌基因库。【方法】运用纯培养法、重复因子扩增(BOX-PCR)分析技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析对内生固氮菌多样性和系统发育进行研究,并测定分离菌株的固氮酶活性、溶磷溶钾特性、吲哚乙酸(IAA)含量等指标。【结果】通过Ashby培养基共分离得到62株固氮菌。基于BOX-PCR图谱选取16株代表菌株进行16S r RNA基因序列测定。16S r RNA基因序列系统发育分析显示,62株菌株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、泛菌属(Pantoea)、短小杆菌属(Curtobacterium)等3个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。62株菌株中有20株菌株(占总分离菌株的32.3%)具有固氮酶活性,8株菌株(占总分离菌株的12.9%)能产IAA,有4株(占总分离菌株的6.5%)表现溶磷活性,有3株(占总分离菌株的4.8%)表现溶钾活性。【结论】攀枝花烤烟有较为丰富的内生固氮菌,具有潜在应用价值。     

高寒草地珠芽蓼内生拮抗固氮菌Z19的鉴定及其固氮功能

【目的】从东祁连山高寒草地珠芽蓼内生细菌中筛选和鉴定具有固氮能力和拮抗能力的内生细菌。【方法】采用16S rRNA基因序列同源性分析和生理生化指标测定方法对该菌株进行鉴定。【结果】从珠芽蓼中分离获得的21株内生细菌中6株内生菌具有固氮能力,76.2%具有抑菌能力,其中5株内生细菌对5种以上的病原菌有抑制作用;菌株Z19具有较强固氮能力和分解纤维素的能力,其纤维素溶解圈直径与菌落直径比达3.33,产生的纤维素酶活性为0.31 U,且对辣椒立枯丝核病菌(Rhizoctonia solani)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、小麦根腐病菌(Bipolaris sorokiniana)和番茄早疫病菌(Alternaria solani)具有较强拮抗能力;经PCR扩增和测序,获得了菌株Z19的固氮基因(nifH)序列和16S rRNA基因序列,在GenBank中的登录号分别为EU693340和EU236746;菌株Z19呈革兰氏阳性,杆状,产芽孢。【结论】结合生理生化特征及16S rRNA基因序列同源性比较,鉴定其为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。     

水稻内生固氮菌Herbaspirillum seropedicae DX35的筛选及其促生特性

摘要:【目的】筛选水稻高效内生固氮菌,并对其促生特性进行分析。【方法】从湖南祁阳中国农业科学院红壤实验站具30年长期稻-稻-绿肥轮作定位试验田中采集水稻根并分离内生细菌,通过乙炔还原法测定其固氮酶活性,筛选出固氮活性较高的菌株,运用16S rRNA基因、nifH基因以及脂肪酸分析确定其发育地位。同时采用Salkowski比色法测定其生长素的分泌能力,CAS蓝色平板检测法测定产铁载体能力,溶磷圈法测定溶磷性,对其促生特性进行分析。【结果】共分离获得48株内生菌,其中DX35固氮酶活性最高,经鉴定属于Herbaspirillum seropedicae,其固氮酶活性为181.21 nmol C2H4/(mg protein·h),约是参比菌株Azotobacter chroococcum ACCC10006的10倍。另外该菌株还具有一定的分泌铁载体能力和溶磷特性。【结论】DX35属于H.seropedicae,是一种高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

水稻内生固氮菌Herbaspirillum seropedicae DX35的筛选及其促生特性

【目的】筛选水稻高效内生固氮菌,并对其促生特性进行分析。【方法】从湖南祁阳中国农业科学院红壤实验站具30年长期稻-稻-绿肥轮作定位试验田中采集水稻根并分离内生细菌,通过乙炔还原法测定其固氮酶活性,筛选出固氮活性较高的菌株,运用16S rRNA基因、nifH基因以及脂肪酸分析确定其发育地位。同时采用Salkowski比色法测定其生长素的分泌能力,CAS蓝色平板检测法测定产铁载体能力,溶磷圈法测定溶磷性,对其促生特性进行分析。【结果】共分离获得48株内生菌,其中DX35固氮酶活性最高,经鉴定属于Herbaspirillum seropedicae,其固氮酶活性为181.21 nmol C2H4/(mg protein·h),约是参比菌株Azotobacter chroococcum ACCC10006的10倍。另外该菌株还具有一定的分泌铁载体能力和溶磷特性。【结论】DX35属于H.seropedicae,是一种高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

岑溪药用野生稻高效内生固氮菌分离及促生特性

【目的】以广西岑溪市野生稻保护区的药用野生稻为材料,分离纯化内生细菌,筛选固氮酶活性较高和对作物促生效果较好的菌株。【方法】利用乙炔还原法检测固氮酶活性,采用SDS-PAGE全细胞蛋白电泳和IS-PCR指纹图谱技术对分离到的固氮菌进行聚类。利用16S rRNA基因和nifH基因确定其系统发育地位。采用钼锑抗比色法、Salkowski比色法和CAS检测法分别测定菌株溶磷性、生长素的分泌能力和产铁载体能力。通过平板和盆栽试验检测其对水稻的促生作用。【结果】共分离得到35株内生固氮菌,分为6个类群。其中CX24固氮酶活性最高,经鉴定属于Klebsiella variicola,其固氮酶活性为298.64 μmol/(L·h),为参比模式菌株DSM15968的9倍。另外该菌株还具有较高的溶磷性、分泌生长素和产铁载体能力,能够有效地促进水稻的萌发和生长。【结论】菌株CX24属于Klebsiella variicola,是一株高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

乌头产吲哚乙酸内生细菌遗传多样性、抗逆性及其对水稻幼苗生长的影响

【目的】探究乌头产吲哚乙酸(IAA)内生细菌的遗传多样性、溶磷解钾能力、抗逆能力及其对水稻幼苗生长的影响,为道地产区乌头产业可持续发展提供科技支撑。【方法】从健康乌头植株分离可培养内生细菌,采用Salkowski比色法测定内生细菌产IAA能力,16SrDNA限制性片段长度多样性(16SrDNA-RFLP)及16SrDNA全长序列研究其遗传多样性及系统发育地位,平板培养法测定产IAA内生细菌溶磷解钾及其对pH、温度、盐、抗生素等的耐受能力,平板法测定菌悬液浸泡后水稻种子萌发率和室内水培法探究产IAA内生细菌对水稻幼苗生长的影响。【结果】从健康乌头植株分离获得24株高产IAA的内生细菌,其分泌IAA的值为21.39–84.43 mg/L。16S rDNA-RFLP分析表明,24株产IAA的内生细菌可分为12个类群,代表菌株16S rRNA基因系统发育结果显示这些菌分属于肠杆菌属(Enterobacter)、克雷伯氏杆菌属(Klebsiella)、泛菌属(Pantoea)、假单胞菌属(Pseudomonas)、微杆菌属(Microbacterium)、芽孢杆菌属(Bacillus)、鞘氨醇杆...     

高山草甸牧草内生细菌研究

正内生细菌对其寄主植物有防病、促生、固氮等多方面的有益生物学作用,能够增强植物抗病和抗逆能力,近年来已成为生防菌剂研制开发的重要资源。针茅属Stipa为多年生草本植物,主要分布于我国北方干旱地区,是高寒草甸类草地的优势牧草,在退化草地的生态系统恢复中也起着重要作用。王玉琴等发表的论文《针茅内生细菌菌株265ZY4的鉴定及其生物学功能》~[1]研究了分离自针茅Stipa capillata的内生细菌菌株265ZY4对马铃薯坏疽病、     

地锦草内生细菌多样性、拮抗及促生特性测定

【背景】植物内生细菌既能抑制病原菌对植物的侵染,也具有促生作用。分离具有拮抗和促生活性的内生细菌可为开发微生物菌肥提供理论依据。【目的】筛选内生细菌中的优势拮抗、促生菌种资源。【方法】以地锦草为材料,采用4种分离培养基分离该植物内生细菌,通过形态特征以及16S r RNA基因序列分析,鉴定内生细菌的分类归属。采用平板对峙法,测定内生细菌对棉花立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)的拮抗活性。通过固氮、解磷、产吲哚乙酸(Indole Acetic Acid,IAA)、产铁载体能力等指标初步检测地锦草内生细菌的促生活性。【结果】共分离到133株内生细菌,分属于4门5纲8目13科25属,其中变形菌门(Proteobacteria)为优势门(52.63%),优势属为芽孢杆菌属(Bacillus),占15.79%。发现有8株菌相似性小于98.65%,可能为潜在新物种。拮抗活性结果表明,22株菌有不同程度的抑菌作用,其中菌株DHL56、DHN17、DHP3、DHP8对这3种病原菌都有抑制作用,均为芽孢杆菌属。菌株DHP8抑制作用最强,对棉花立枯丝核菌、小麦赤霉病菌抑制率分别为73.80%、71.25%,对玉米小斑病菌抑制率为61.70%。促生潜力结果表明,76株菌具有固氮能力;19株菌具有解磷能力;37株菌能产吲哚乙酸,菌株DHL55产吲哚乙酸的量达到105.67mg/L;7株菌能合成铁载体。其中有9株菌同时有固氮、解磷、产吲哚乙酸能力;菌株DHP8具有固氮、解磷、合成铁载体能力。DHP8不仅具有一定促生潜力,还对棉花立枯丝核菌、小麦赤霉病菌、玉米小斑病菌有明显的拮抗作用,需进一步研究。【结论】地锦草内生细菌种类丰富,获得多株具有优良拮抗和促生活性的菌株,为进一步开发微生物农药及菌肥资源提供新的菌株材料。     

中华补血草内生与根际具ACC脱氨酶活性细菌的筛选及其生物多样性

【目的】获得江苏沿海滩涂盐生药用植物中华补血草内生及根际具有1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性的细菌,研究其遗传多样性和潜在促生活性。【方法】从中华补血草和根际土壤分离筛选具有ACC脱氨酶活性的菌株,对其ACC脱氨酶活性定量检测,通过16S r RNA基因序列分析确定菌株系统发育地位。同时研究其固氮、溶磷、产植物生长素吲哚乙酸(IAA)及耐盐能力。【结果】分离筛选获得18株具有ACC脱氨酶活性的内生与根际细菌,定量检测发现其中有13株菌的ACC脱氨酶含量在20 nmolα-KA/(mg Pr·h)以上,有11株菌可以固氮,7株菌能够解磷,9株菌产生IAA。菌株的Na Cl盐耐受范围多数在0–13%之间。16S r RNA基因测序表明,活性菌株分属于7个属,多样性丰富,节杆菌属(Arthrobacter)为优势类群。其中菌株KLBMP 5180为节杆菌属的潜在新种。【结论】江苏沿海滩涂盐生药用植物中华补血草共生环境中具有丰富多样的具ACC脱氨酶活性的菌株,并存在潜在新物种资源,具有进一步研究价值。     

具促生功能拟蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides) SH-1464发酵条件优化及其活性

【背景】植物根际促生菌在促进植物生长、提高植物系统抗性及改善土壤养分状况等方面具有极大的应用潜力。【目的】为微生物菌肥的开发利用提供高效微生物资源。【方法】采用稀释涂布平板法分离烟草根际土壤可培养细菌,利用PVK培养基筛选具强溶无机磷活性的菌株,结合钼锑抗比色法测定菌株溶磷活性;利用Salkowski’s比色液检测菌株产吲哚乙酸(indole acetic acid, IAA)活性;以菌株溶磷量和IAA产量为指标,采用单因素试验设计进行发酵条件优化,以得到菌株溶磷活性和产IAA的最佳发酵方案;基于种子促发芽及幼苗促生长试验验证菌株的促生效果;结合形态学、生理生化和16S rRNA基因序列对菌株进行分类学鉴定。【结果】于烟草根际土壤分离得到127个不同分类的菌株,10个菌株具溶无机磷的能力,其中菌株SH-1464溶磷活性最强,溶磷圈直径为16.11 mm,溶磷量为119.22 mg/L;Salkowski’s比色结果表明,菌株具有极强的产IAA活性,为39.88μg/mL。单因素试验结果表明,菌株SH-1464溶磷的最佳碳源为10 g/L葡萄糖,最佳氮源为0.5 g/L蛋白胨,最佳无机磷源及其添加量为2.5 g/L磷酸三钙,最佳初始pH值为7.5,温度30 ℃,转速200 r/min;菌株SH-1464产IAA最佳培养条件为：麦芽糖10 g/L,酵母粉5 g/L,NH₄NO₃ 10 g/L,氯化钾2.5 g/L,l-色氨酸0.1g/L,pH 6.5,温度30 ℃,转速180 r/min。基于单因素试验结果进行优化前后菌株溶磷量及IAA产量对比试验可知,优化后菌株的溶磷量为225.9 mg/L,提升84.5%;IAA产量为75.3μg/mL,提升88.8%。促生试验结果表明：菌株SH-1464处理下番茄种子的发芽率提高84.5%,株高提高55.1%,茎围提高32.5%,根长、根重分别提高16.4%和149%,地上部分鲜重和干重分别提高172.2%和203.6%。结合形态学和分子生物学鉴定菌株SH-1464为拟蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides,Genbank登录号为ON417365,保藏号为CCTCCM 2022924);此外,菌株还具有产蛋白酶、产纤维素酶、固氮、分泌铁载体的能力。【结论】菌株SH-1464具有强溶无机磷、固氮、分泌IAA、产蛋白酶、产纤维素酶及分泌铁载体等能力,可显著提高番茄种子的发芽率,对番茄幼苗株高、茎围、根长、根重、地上部分鲜重和干重等农艺性状具有显著促进作用,可作为高效微生物资源在微生物菌剂的开发利用等方面展现广泛应用前景。     

具有ACC脱氨酶活性的麻疯树根际促生菌(PGPR)的分离筛选及系统发育分析

[目的]获得具有产ACC、IAA,铁载体,能固氮或解磷的潜在促生菌株.[方法]通过稀释涂布的方法,从麻疯树根际土壤中分离得到98株细菌,从中选取28株以产l-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶为主要促生指标进行筛选,同时检测了其产吲哚乙酸(IAA)、固氮、解磷及铁载体等促生指标的能力.[结果]结果显示,46％的菌株能产ACC脱氨酶,其含量最高可达到128.308 μmol α-KA/(mg.h),68％的菌株能产生IAA,54％的菌株有固氮的能力,32％的菌株有解磷的能力.少量菌株同时具有产ACC脱氨酶、IAA,固氮,解磷等能力.挑选代表性菌株进行16S rRNA序列分析,这些菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus)、节杆菌属(Arthrobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和产碱杆菌属(Advenella)等8个属,其中多数菌株(50％)属于芽孢杆菌属,系统发育分析表明菌株KLBMP 4817、KLBMP 4821和KLBMP 4824为窄食单胞菌属(Stenotrophomonas)和类芽孢杆菌属(Paenibacillus)的潜在新种.[结论]攀枝花麻疯树根际土壤细菌中含有丰富的遗传多样性,且存在大量的促生菌株.其中,菌株KLBMP 4804产ACC脱氨酶含量最高.菌株KLBMP4820产IAA含量最显著.     

两株生菜根际芽孢杆菌(Bacillus spp.)的分离与特性研究

【目的】从生菜根际土中筛选出2株具有多种生物学特性、促生和生防效果的芽孢杆菌。【方法】土样经过80°C高温处理,得到2株细菌。通过形态学、生理生化、16S rRNA和gyr B基因鉴定菌株。对其溶磷、合成IAA和嗜铁素能力及对植物病原真菌的拮抗作用进行测定。用2株细菌处理生菜种子,评价其促生效果。用菌株WXD 3-2处理小麦,评价其生防效果。【结果】经过鉴定,确定菌株WXD 3-1为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium),WXD 3-2为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。2株菌均有溶磷、合成嗜铁素、IAA能力和促生能力,菌株WXD 3-2能够对多种病原菌产生拮抗作用,抑制其生长。经过WXD 3-1和WXD 3-2处理,生菜植株高、叶片宽、植株鲜重及植株干重与对照相比分别增加21.51%和8.88%、31.93%和14.51%、41.30%和13.58%、42.76%和26.35%。菌株WXD 3-2能够减轻小麦根腐病病症,小麦根部病斑减少。【结论】分离出的2株芽孢杆菌均具有溶磷、合成IAA和嗜铁素能力,能够促进生菜的生长,且菌株WXD 3-2还具有生防效果。     

一株海洋放线菌的鉴定及其促生作用机理

【背景】海洋放线菌BM-2是本实验室从连云港海域分离得到的一株具有抗菌和促生作用的优良菌株,具有良好的开发应用前景。【目的】明确海洋放线菌BM-2的分类地位,揭示该菌株的促生作用机理,为菌株的开发应用提供理论依据。【方法】通过形态观察、生理生化特性和16S rRNA基因序列分析,对海洋放线菌BM-2菌株进行种属鉴定;采用透明圈法、平板划线法测定BM-2菌株解磷、解钾作用、固氮作用和产植酸酶、1-氨基环丙烷-1-羧基(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶的能力;运用沙尔科夫斯基反应(Salkowski法)和铬天青(chromeazurol S,CAS)法分别测定菌株产吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)和产铁载体的能力。【结果】培养特征、菌落形态观察及生理生化试验结果表明,BM-2菌株符合链霉菌属(Streptomyces)的特征,16S rRNA基因序列与GenBank中栗褐链霉菌(Streptomyces badius)的序列相似性为99.72%;BM-2菌株具有固氮和解有机磷活性,能够产生ACC脱氨酶、铁载体和IAA。【结论】BM-2菌株为栗褐连霉菌(Streptomyces badius),固氮、解有机磷作用以及产生ACC脱氨酶、IAA可能是该菌株的促生作用机制。     

一株高效甘蔗内生固氮细菌GXS16的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

[背景] 我国甘蔗生产中氮肥过量施用严重,导致生产成本居高不下,充分发挥甘蔗与内生固氮菌的联合固氮作用,减少氮肥施用量,对促进我国甘蔗产业可持续发展具有重要意义。[目的] 筛选优势甘蔗内生固氮菌,对其基本特性、联合固氮效率及促生长功能进行评价。[方法] 从甘蔗根系分离到一株内生固氮菌GXS16,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过PCR扩增nifH基因确定菌株为固氮菌;通过形态观察、Biolog检测和16S rRNA基因序列分析等对菌株进行分类;通过接种盆栽甘蔗检测菌株的促生长作用,采用¹⁵N同位素稀释法检测菌株相对固氮效率。[结果] 菌株GXS16固氮酶活性为2.42μmol-C₂H₄/（h·mL）,根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog检测、16S rRNA、nifH、acdS基因序列分析结果,菌株GXS16属于伯克氏菌属（Burkholderia）;菌株GXS16还具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶（1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Deaminase,ACC）活性及合成生长素吲哚乙酸（Indoleacetic Acid,IAA）、降解无机磷的功能;接种GXS16处理甘蔗植株的株高比对照增长15%以上,干重增长20%以上,¹⁵N同位素测定显示甘蔗根、茎、叶从空气中获得氮的百分比分别为7.69%、15.64%和8.72%,效率显著优于模式菌株G.diazotrophicus PAL5。[结论] Burkholderia sp.GXS16是一株高效甘蔗内生固氮菌,具有良好应用前景。     

植物根际促生枯草芽孢杆菌JC01筛选

【目的】筛选高效植物根际促生细菌,阐明产挥发性有机化合物(VOC)菌株JC01的促生机制。【方法】选取从植物根际中分离得到的838株细菌,以固氮、解(溶)磷以及分泌嗜铁素、吲哚乙酸(IAA)活性为指标,对其促生能力进行赋值评估,将赋值在3分以上的107株细菌进行指纹图谱分析,挑选其中不同簇的20株促生潜力细菌进行温室实验,以评价赋值体系与温室促生效果之间的关系,进一步探究具有较好促生效果菌株JC01的作用机理。【结果】共筛选出了来源于指纹图谱中不同簇的4株具有较好促生效果的菌株,细菌的平板活性赋值与促生效果之间的相关系数r大于0.6。其中,菌株JC01分泌的具有促生作用的VOC能够增强番茄植株IAA信号通路关键基因的表达,减弱脱落酸(ABA)、乙烯(ETH)信号通路关键基因的表达。JC01经16S r RNA基因鉴定为枯草芽孢杆菌。【结论】细菌的平板活性赋值与促生效果之间存在较高的正相关性,枯草芽孢杆菌JC01可能通过产生VOC对番茄生长进行调控。     

南通沿海滩涂耐盐植物重金属抗性内生细菌的筛选及生物多样性

【目的】沿海滩涂耐盐植物重金属抗性内生细菌的筛选及其促生长潜在能力的研究有助于我们获得一些能够耐受并促进耐盐植物在被Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+,Zn2+等重金属离子污染的贫瘠的沿海滩涂上正常生长的菌株,达到既能够利用广袤的滩涂生物资源产生经济价值又能够净化生态环境的目的。【方法】以江苏南通沿海滩涂地区的4种耐盐植物为材料,采用稀释平板涂布法从中分离得到45株内生细菌,从中挑取23株代表性的菌株,对其进行抗重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+,Hg2+的活性筛选;固氮、解磷、吲哚乙酸(IAA)的产生、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性等促生指标以及NaCl耐受能力的筛选。【结果】发现分离所得的大多数细菌能够耐受高浓度的Cu2+以及Pb2+,但是对Cd2+、Zn2+,Hg2+的耐受能力则较弱;26.1%的细菌具有固氮能力,21.7%的细菌具有解磷能力,60.9%的细菌能够产生IAA,39.1%的细菌含有ACC脱氨酶。对他们进行16S rRNA基因鉴定后发现,他们分属于芽胞杆菌属(Bacillus)、喜盐芽胞杆菌属(Halobacillus)、海洋芽胞杆菌属(Oceanobacillus)、微小杆菌属(Exiguobacterium)、沙雷氏菌属(Serratia)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、弧菌属(Vibrio)、葡萄球菌属(Staphylococcus)共8个属,显示了丰富的多样性。其中菌株KLBMP 2432以及菌株KLBMP 2447为潜在的新种。【结论】沿海滩涂地区的耐盐植物内生细菌具有丰富多样的生物多样性以及促生长能力,且存在潜在的新种资源,并对重金属Cu2+,Pb2+具有较强的抗性。     

一株高效甘蔗内生固氮菌NN08200的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

【背景】生产上过高的氮肥投入是我国农业可持续发展的重要限制因子之一。利用生物固氮是减少氮肥施用量最为有效的途径,植物内生固氮菌资源的挖掘和利用对我国农业可持续发展具有重要实践意义。【目的】筛选高效甘蔗内生固氮菌,并对其联合固氮效率及促生长功能进行评价。【方法】从广西甘蔗茎基部组织分离筛选到一株内生固氮菌株NN08200,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过菌落PCR扩增nif H基因确定菌株为固氮菌;通过菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析确定该菌株的分类;采用盆栽接种测定菌株对甘蔗的实际促生长作用,并利用15N同位素稀释法测定其相对固氮效率。【结果】菌株NN08200的固氮酶活性达到2445nmolC2H4/(h·m L),菌株的nif H基因长度为339bp,与甘蔗内生固氮醋酸杆菌Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5菌株的nif H相似性达99%;根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析结果,菌株NN08200属于泛菌属(Pantoeasp.)细菌;盆栽接种菌株NN08200能显著提高甘蔗幼苗的株高和干重,15N同位素分析结果表明接种该菌株甘蔗植株的根、茎和叶从空气中获得氮素的百分率分别为7.49%、15.02%和10.79%,其联合固氮效率显著优于甘蔗内生固氮模式菌株G. diazotrophicus PAL5,利用后者接种的甘蔗根、茎和叶从空气中获得氮的百分率分别为3.53%、9.44%和4.87%。【结论】菌株Pantoea sp. NN08200是高效甘蔗内生固氮菌,其固氮促生长效果明显高于G. diazotrophicus PAL5菌株,可望研发成为优良固氮微生物肥料生产菌种,并可进一步用于甘蔗联合固氮菌作用机理的相关研究。     

基于基因组的一株土壤固氮菌分离菌株鉴定及其促生作用

[目的] 为获得高效固氮菌株,充分研究利用土壤固氮菌资源。[方法] 选取固氮能力较高的紫色土发育水稻土,采用富集纯化法分离固氮微生物菌株。通过16S rRNA基因系统发育分析和全基因组相关指数比较对新分离菌株进行物种鉴定。采用乙炔还原法和¹⁵N₂示踪法定量测定新分离菌株的固氮能力,通过培养特性和接种效果初步研究固氮菌株的促生作用。[结果] 从紫色土发育水稻土中分离得到1株可在无氮培养基上快速生长的菌株P208。基于16S rRNA基因和基因组92个核心基因的系统发育分析结果表明,新分离菌株P208与Azotobacter chroococcum IAM 12666^T（=ATCC 9043^T）系统发育距离最近（16S rRNA基因相似度为99.79%）。菌株P208与A.chroococcum ATCC 9043^T的基因组平均核苷酸一致性（ANI）、平均氨基酸一致性（AAI）和数字DNA-DNA杂交值（dDDH）高于物种分类阈值（ANI>95%-96%,AAI>95%-96%,dDDH>70%）,最大唯一匹配指数（MUMi）低于物种分类阈值（<0.33）,得出新分离菌株P208为褐球固氮菌（A.chroococcum）。A.chroococcum P208固氮活性为模式菌株A.chroococcum ATCC 9043^T的2.61倍。除固氮能力外,A.chroococcum P208具有IAA生成、溶磷活性和铁载体生成等促进植物生长潜力的培养特性,室内培养条件下接种A.chroococcum P208能够促进水稻、小麦幼苗根系的生长。[结论] 从固氮能力较强的水稻土中分离纯化得到1株具有较强固氮、促生潜力的固氮菌,具有潜在的开发应用价值,可为研究利用生物固氮提供微生物资源。