耐低温荧光假单胞菌筛选体系建立及其植物促生作用评价

【目的】以前期研究小麦生境分离细菌为菌株库,从中筛选耐低温菌株,评价其植物促生效果。【方法】通过4°C低温培养筛选耐低温菌株。以产吲哚乙酸、1-氨基环丙烷羧酸(ACC)脱氨酶、嗜铁素以及无机、有机磷溶解能力为评价指标,测定15°C和28°C环境中耐低温菌株的植物促生作用潜力,利用赋分评估系统选定潜力菌株进行温室和田间试验验证其植物促生作用。【结果】筛选到34株耐低温菌株,从中选定的8株植物促生潜力细菌温室试验促生效果和评估分值之间的相关性在0.62以上,菌株1b YB22和3b JN2在28°C环境中对黄瓜的促生效果均在28%以上,二者在15°C环境中对青菜种子根长的促生效果分别为116.76%和46.82%,菌株1b YB22在15°C环境中对青菜的促生效果为25.11%。菌株1b YB22在田间应用对小麦生长同样具有促生作用,增产效果达0.58%。【结论】研究建立的筛选体系从小麦生境分离菌株中获得了耐低温荧光假单胞菌株1b YB22和3b JN2,两株细菌在15°C和28°C均具有植物促生作用,同时可以在田间促进小麦生长。     

植物根际促生菌及丛枝菌根真菌协助植物修复重金属污染土壤的机制

植物修复是一种前景广阔的重金属污染土壤的主要修复技术,在微生物的协助下效果更为显著。植物根际促生菌可通过分泌吲哚-3-乙酸(IAA)、产铁载体、固氮溶磷等方式促进植物生长、改善植物重金属耐受性,从而有效提高重金属污染土壤的植物修复效率。菌根真菌是土壤-植物系统中重要的功能菌群之一,可侵染植物根系改变根系形态和矿质营养状况,通过菌丝体吸附重金属,也可产生球囊霉素、有机酸、植物生长素等次生代谢产物改变重金属生物有效性。植物根际促生菌与丛枝菌根真菌可对植物产生协同促生作用,在重金属污染土壤修复中具有一定应用潜力。目前,国内外关于植物根际促生菌和丛枝菌根真菌互作已有大量研究,而二者的相互作用机理仍处于探索阶段。本文综述了近年来国内外植物根际促生菌和丛枝菌根真菌在重金属污染土壤植物修复中的作用机制,并对其研究前景进行展望。     

植物根际促生菌的筛选及其对玉米的促生效应

[目的]以不同植物根及根际土壤为研究材料,进行植物根际促生菌(PGPR)的筛选,并探索其植物促生作用机制.[方法]以解磷、固氮、产氨、产IAA和拮抗3种常见病原真菌为筛选标准,测定了初筛菌株的多项促生能力,并通过对这些菌分别单独回接和多菌混接的玉米盆栽试验,测定了其对玉米的促生效应.[结果]从渭南、成阳、安康、商洛和榆林5地分离得到的158株菌中有17株茵具有上述多种植物促生作用的菌株.盆栽试验的测定结果表明:单独接种和多菌混合接种在玉米株高、根长、茎长、茎平均直径和干重方面与对照组相比较都有所增加,尤其是在多个指标上,多菌混合接种所显示出的促生效应均明显优于单菌接种.[结论]所筛选到的具有多种促生能力的菌株,可以为进一步构建植物根际促生菌(PGPR)菌群提供良好的种质资源.     

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。     

田菁根际促生菌的筛选及其促生耐盐效果

【目的】为探究盐生植物田菁及其根际功能微生物改良盐碱地的效果,本研究从黄河三角洲盐碱区田菁根际土壤中分离促生菌,并明确其耐盐促生效果。【方法】采用选择培养方法从田菁根际土壤中分离固氮菌、解磷菌以及解钾菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定。之后对菌株的耐盐及促生特性进行测定,筛选性状优良菌株进行玉米促生作用研究。【结果】共分离得到105株根际促生菌,其中N102兼具多种促生特性且耐盐性达15%。田菁种子发芽试验表明,N102可显著提高田菁发芽率(47%,P0.05)、芽长(48.5%,P0.05)和根长(60%,P0.05);玉米盆栽试验结果表明,N102对盐胁迫下玉米的株高、根长、叶绿素含量、地上部干重以及根干重具有显著的促进作用。经系统发育分析,N102与Enterobacter soli ATCC BAA-2102 (NR117547)序列相似度为99.30%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株N102具有多种植物促生耐盐特性,具有开发成有效促进盐碱地作物生长的微生物肥的良好前景。     

新疆木碱蓬(Suaeda dendroides)根际耐盐促生细菌的筛选及鉴定

【背景】新疆是全国最大的盐渍化土壤分布区,土壤盐渍化严重影响作物生长,耐盐促生菌可以有效改善土壤肥力,提高作物抗逆性,促进植物生长,提高土壤利用率。【目的】分离筛选获得木碱蓬(Suaeda dendroides)根际土壤中耐盐促生菌菌株,对优良促生作用的菌株进行分子鉴定,挖掘微生物资源,为微生物菌剂的研制奠定基础。【方法】采用传统的分离方法筛选获得木碱蓬根际耐盐微生物,采用"三级筛选体系"筛选获得耐盐促生菌菌株,用CTAB法提取菌株DNA,对菌株16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定耐盐促生菌菌株的分类地位。【结果】从木碱蓬根际共分离获得耐盐微生物58株,8株具有固氮活性,解磷活性菌株12株,具有解钾活性菌株15株,产IAA活性的菌株3株,具有较强产氨活性的菌株2株。经过促生平板筛选,菌株GTZW50-5和MH-F促进了拟南芥生长,表现出较好的促生效果,通过小麦盆栽试验,菌株GTZW50-5对小麦的根长以及株高具有显著的促生作用,在一定程度上提高了植物体内的叶绿素含量。MH-F菌株对小麦的根系具有较显著的促生作用,且对小麦的叶绿素及脯氨酸含量在不同盐浓度下都有所提高。经过系统发育分析,GTZW50-5与Bacillus vallismortis (AY603658)序列相似度达到99.43%,鉴定属于Bacillus vallismortis,MH-F与Enterobacterludwigii(JTLO01000001)序列相似度为98.34%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株GTZW50-5与MH-F均具有较好的促生效果,这为耐盐微生物资源的开发和利用提供了理论依据。     

苎麻促生菌的筛选、鉴定及其促生效应

【目的】以苎麻(Boehmeria nivea L. Gaud)根及根围土壤为研究材料,进行苎麻促生菌的筛选,并初步探索其促生作用机制。【方法】首先,以溶磷和解钾为基本筛选标准,初筛菌株在实验室条件下测定多项促生能力进行复筛;然后通过种子萌发、盆栽试验测定菌株对苎麻的促生效应,最后,通过形态观察、生理生化特性和16S rRNA基因序列同源性分析,对促生菌株进行分类学鉴定。【结果】从苎麻根和根围土壤中分离得到了13株菌同时具备溶磷和解钾能力,其中4株菌(RA-2、RAM-2、RAM-5和RAM-6)具备产铁载体、产IAA和产氨能力。种子萌发和盆栽试验的测定结果显示：4株菌株均能促进苎麻种子的萌发和植株的生长,其中菌株RA-2和RAM-5相比于对照处理能显著提高苎麻种子的萌发率、幼根长、株高和根系干重。分类鉴定结果显示菌株RA-2和RAM-5均属于伯克霍德菌属(Burkholderia)。【结论】从苎麻根围筛选到具有促生能力的菌株,为进一步开发研制苎麻专型促生菌剂或专型微生物有机肥提供资源。     

柽柳根际一株盐单胞菌Bachu 26的分离、鉴定及其盐胁迫下的促生作用研究

盐渍化是世界性的土壤问题,植物促生根际细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)在盐碱地改良和促进植物生长方面具有独特优势。柽柳是典型的盐生植物,筛选其根际微生物并研究其促生效果与促生机制,以此开发微生物菌肥,具有重要的应用价值。【目的】筛选耐盐碱植物柽柳的根际微生物,对其基本特性、耐盐碱能力、促生功能及促生效果进行评估。【方法】从新疆巴楚境内野生柽柳根际土壤中筛选出一株耐盐碱细菌菌株Bachu 26;通过形态学观察、生理生化特性测定和16S rRNA基因序列分析,对该菌株进行鉴定;利用不同盐浓度(0%–20%)和不同pH(7.0–13.0),对菌株Bachu 26的耐盐耐碱能力进行测定;采用多种功能鉴定培养基测定其促生功能,并对生长素吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)进行定量测定;通过二分格培养皿实验验证菌株产生挥发性酸性物质的能力;在普通培养皿上将拟南芥幼苗与菌株Bachu 26共培养,分析菌株对拟南芥幼苗的促生作用;在二分格培养皿上将拟南芥与Bachu 26隔离培养,分析菌株产生的挥发性酸性物质对拟南芥幼...     

植物根际促生菌对3种土传真菌病害病原的抑制作用

【目的】获取促生同时可防治3种土传真菌病害(Fusarium oxysporum、Sclerotinia sclerotiorum和Rhizoctonia solani)的生防菌,并明确其抑菌效果。【方法】利用前期研究获得的17株促生菌,采用平板对峙法测定其对病原真菌的拮抗作用及对菌丝生长的抑制作用。【结果】可有效拮抗立枯丝核菌的生防菌有6株,其中促生菌株FX2和LM4-3的抑制率达73.82%;拮抗尖孢镰刀菌的生防菌有7株,其中FX2的抑制率达到66.81%;拮抗油菜菌核病菌的生防菌有4株,其中菌株LHS11的抑制率高达85.71%。菌株LHS11和JM170通过次生代谢物抑制病原真菌。所有的生防菌对病原菌的菌丝生长均有一定的抑制作用。【结论】筛选得到对3种真菌病害病原具有较好生防作用的菌株LHS11和FX2。     

植物根际促生菌促生特性研究进展

根际微生物组是决定农作物健康状况的关键因素之一,也是调节农作物与生物和非生物环境相互作用的重要因素。植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)为农作物宿主提供了多种有益作用,通过化学交流以复杂的方式与农作物、土壤相互作用,进而促进农作物生长。本文综述了PGPR对农作物的促生机制、PGPR与农作物的互作及其在农业实践中的应用,并展望了PGPR在农业实践中应用的发展趋势,以期为今后PGPR的应用和研究提供新的思路和理论支撑。     

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。     

一株连香树根际促生细菌LWK2的分离鉴定及其全基因组序列分析

【背景】植物根际促生细菌是一类位于植物根际并能对植物生长产生促进作用的有益菌,在微生物肥料领域具有重要的应用价值。【目的】对濒危植物连香树根际的植物根际促生细菌进行分离筛选和连香树接种效应评价,挑选对连香树生长促进作用最为显著的菌种进行促生特性分析、菌种鉴定及全基因组序列测定与促生相关基因分析。【方法】利用相应筛选培养基对连香树根际土壤中解有机磷、溶无机磷和解钾细菌进行分离筛选,通过根际接种验证各菌株对连香树实生苗的促生能力。从中选取促生作用最为显著的细菌,进行解钾能力、产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶能力测定。利用菌体形态观察、16S rRNA基因序列分析及全基因组序列的平均核苷酸一致性比对进行菌种鉴定。最后利用基因组功能注释和比较基因组学分析对该菌株中的植物促生及重金属抗性相关基因进行解析。【结果】从连香树根际土壤中共筛选得到3株解有机磷细菌、2株溶无机磷细菌和2株解钾细菌,其中解钾细菌LWK2对连香树实生苗的生长促进作用最为显著。该菌株能够产...     

两株氢氧化细菌(zw-17,zw-35)对重金属胁迫下白菜幼苗生长的影响

氢氧化细菌属于植物促生菌,其促生机制的探索已成为当前国内外关注的热点,目前对氢氧化细菌的研究主要集中在其促生活性物质的研究,对重金属胁迫下植物的促生研究较少。为了研究氢氧化细菌对重金属胁迫下的植物幼苗是否具有促生和保护作用,该研究以2株氢氧化细菌和白菜幼苗为材料,用常规鉴定和分子生物学鉴定法确定菌株的种属,采用NJ邻近法构建系统发育树、2,4-二硝基苯肼法测定菌株ACC脱氨酶活性、Salkowski reagent法测定菌株分泌IAA的能力、Belimov法测定氢氧化细菌的植物促生根长活性、Wilkins法测定白菜幼苗的抗性指数。结果表明:2株氢氧化细菌分别属于Pseudomonas sp.zw-17和Sphingobacterium zw-35;ACC脱氨酶活力为(17.87±0.58)、(22.26±0.85)μmol a-KB·mg-1·h-1;产IAA的能力为(13.21±0.78)、(5.79±0.35)mg·L-1;与未接种氢氧化细菌的对照组的根长相比,接种氢氧化细菌有利于植物根的生长;与对照组相比,接种zw-17,zw-35的白菜幼苗抗性指数都有显著性的增长。在处于Cr、Pb的环境下,2株氢氧化细菌都能促进白菜幼苗增长,Pb存在时Pseudomonas sp.zx-17的表现较显著,在Cr存在时Sphingobacterium sp.zx-35的表现较显著。在高浓度的重金属环境中,能保护白菜种子安全的生长。该研究结果可为氢氧化细菌对植物的促生和保护提供理论依据,同时丰富了氢氧化细菌的种群分类。     

植物促生菌提高植物重金属耐受性研究进展

近年来植物修复技术因其独特的优势而被广泛关注。许多植物被认为是有价值的利用资源, 然而, 最有实际使用价值的植物对重金属的耐受性有限, 实际应用中变得越来越困难。植物促生菌资源对环境无污染, 具有独特的多样性和巨大的潜力。随着资源的开发和技术的发展, 微生物调控将会使植物修复技术变得更加可行和更有价值。回顾近年来新兴的微生物调控技术, 主要是植物促生菌的筛选、鉴定和应用价值。     

西双版纳保护区植物根际细菌的筛选及其促生能力研究

【背景】西双版纳保护区具有丰富的生物多样性,而该区域植物根际细菌特别是放线菌及其促生能力相关报道较少。【目的】从西双版纳保护区根际土壤中筛选出植物根际促生菌,并检测其促生能力。【方法】采用5种不同培养基筛选出植物根际促生菌并通过16S rDNA序列分析进行分类学鉴定,运用Salkowski法测定菌株产IAA的能力,CAS法测定菌株产铁载体能力,钼锑抗显色法测定菌株的解磷能力,CMC-Na法测定菌株产纤维素酶能力和改良的Young法测定产淀粉酶能力,综合评价所得菌株的促生能力。【结果】从土样中分离纯化得到14株典型促生菌,经鉴定分别归属于链霉菌属(Streptomyces)、诺卡菌属(Nocardi)、杆菌属(Bacillus)、中华根瘤菌属(Ensifer)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、固氮螺菌属(Azospirillum)和狭单胞菌属(Stenotrophomonas)。其中菌株B433产吲哚乙酸的能力在培养12 d时达到最大值9.23 mg/L;菌株B351、B453、B546这3株菌株产铁载体的能力较强,其Su80%,最高可达86.67%,强度为+++++;菌株B541的解磷能力最强,磷酸根的浓度达到9.79 mg/L;菌株B442综合产纤维素酶能力最强为31.86 U/mL;菌株B412淀粉酶活力为16.07 U/mL。【结论】西双版纳保护区植物根际土壤促生细菌种类丰富,且具有较强的广谱促生能力,有潜在的开发价值,本研究可为此地的微生物资源开发提供可靠的菌株资源依据。     

植物根际促生菌作用机制研究进展

植物在生长过程中可能会遭受许多生物和非生物因素胁迫,从而降低生物产量. 人们已知一些植物在不同因素的刺激诱导下,能系统化建立抵抗或忍受不利因素的机制,植物根际促生菌（PGPR）就是其中一类能定殖于根系并促进植物生长的细菌.本文对PGPR促生机制进行归纳和总结,系统阐述了诱导体系抗性和诱导体系产生忍耐力两大促生机制.PGPR的作用机制的多样性暗示着其可能在更多的农业生态系统中得到应用.     

鄱阳湖-乐安河段湿地耐Cu、Zn、Pb植物促生菌的分离、筛选及鉴定

【背景】植物促生菌因其对植物生长促进及增强抗逆性等优点在植物-微生物联合修复重金属污染土壤中具有良好应用潜力。在污染土壤中,土著植物促生菌能够更好地定殖并保证促植物生长能力的发挥。【目的】从常年受上游多种重金属污染的鄱阳湖-乐安河段湿地分离出一批具有多种重金属抗性的优势土著植物促生菌,以期为植物-微生物联合修复重金属污染湿地提供一批优质的菌种资源。【方法】从乐安河流域戴村受重金属污染的湿地土壤及水体中分离具有Cu、Zn、Pb抗性菌株,测定菌株的促植物生长特性[产IAA(Indole acetic acid)、溶磷、产铁载体及ACC(1-Aminocyclopropane-1-carboxylic acid)脱氨酶活性],挑选促生特性较好的菌株进行16S r RNA基因序列分析鉴定,并测定菌株对其他胁迫条件(抗生素、酸碱、盐)的耐受能力。【结果】分离得到22株能够同时耐受Cu 50 mg/L、Zn 400 mg/L、Pb 800 mg/L的菌株,其中10株表现出较好的促植物生长特性,对其进行16S r RNA基因序列分析鉴定,有4株属于Ralstonia sp.,3株属于Burkholderia sp.,另3株则分别属于Cupriavidus sp.、Stenotrophomonas sp.和Novosphingobium sp.。基于这10株菌抗性特征的聚类分析及主成分分析,结果与系统发育树分析结果高度一致。【结论】耐受多种重金属的土著植物促生菌的分离鉴定为重金属污染土壤的植物-微生物联合原位修复提供良好的微生物资源。     

两株耐寒PGPB的分离及其对藏北当地牧草生长的影响

为了从青藏高原北部(简称藏北)退化草原的土壤中分离筛选可以促进当地典型牧草生长的促生菌株,以促进藏北植被修复。该文通过采用稀释涂平板的方法,分离耐低温植物促生菌株,并结合盆栽试验设计,评估分离细菌对当地牧草生长的影响。结果表明:(1)从西藏土壤中成功筛选得到两株耐低温细菌TS22和TS27,经16S rRNA基因鉴定分别属于Brevibacterium sp.和Bacillus mycoides。(2)通过离体评估两株分离菌植物促生属性的结果显示,菌株TS22和TS27均具有产生IAA、SID的能力和ACC-脱氨酶活性,TS22具有较高的ACC-脱氨酶活性(264.69 nmol·α-KB mg~(-1)·h~(-1)),TS27显示出较强的产IAA[(7.52±3.85) mg·L~(-1)]和SID(92%)的能力。(3)盆栽试验显示,在10℃低温环境下,菌株TS22和TS27对早熟禾和老芒麦生长的影响因植物和菌种的不同而有所不同;菌株TS22在株高、根长、地上和地下干重方面显著促进了早熟禾的生长,且促生能力优于TS27。该研究结果为植物-微生物技术在藏北高寒地区植被恢复中的使用提供了很好的菌种资源和实践基础。     

水稻内生菠萝泛菌YJ76吲哚产量上调突变株的鉴定及生理性状

菠萝泛菌(Pantoea ananatis)YJ76是从水稻"越富"品种中分离的优势内生菌,与宿主水稻互作时具有多种促生作用,其分泌的吲哚作为细菌种内及种间的信号分子参与调控多种生理生化行为。[目的]筛选获得与吲哚调控相关的突变株,鉴定突变位点并研究突变基因对菌株的生存适应性以及对宿主水稻定殖和促生的影响,为研究吲哚调控通路奠定基础。[方法]用双亲本接合法构建YJ76的mTn5转座子插人突变文库,以染色体步移TAIL-PCR技术鉴定突变基因,最后探究基因突变对菌体产生的影响。[结果]筛选到1株吲哚产量大幅上升的YJ76突变株M04,鉴定突变位点为一个长度195 bp未报道过的新基因,将其命名为ipc(indole production control),基因突变后增强了YJ76对重金属、四环素和酸的抗性,也增强了菌体对宿主水稻定殖和促生的能力。[结论]吲哚产量上调的ipc突变株能够提高菌体生存适应性并增强其对宿主水稻定殖和促生的能力。     

植物内生细菌生物学作用研究进展

内生细菌是植物内生微生物群的主要成员 ,对寄主植物有促生、防病、固氮等多方面的有益生物学作用 ,还可以作为受体 ,将外源基因携带入植物体内 ;但是有的内生细菌对寄主植物的生长发育等也有不利的影响。由于它们生存在植物体内 ,是生物农药和生物肥料等方面的天然资源菌物 ,具有广泛的研究和应用价值