基于比较基因组学的高地芽孢杆菌6ww6分子标识筛选及其快速鉴定

【目的】高地芽孢杆菌(Bacillus altitudinis) 6ww6是一株根际耐盐促生菌,可以作为微生物肥料的优选菌种。为了加强菌种知识产权保护,建立菌株快速检测方法。【方法】本研究通过基因组比对分析、TBLASTn检索、NR库检索验证并剔除有其他同源的结果序列,最终得到菌株6ww6的孤儿基因,设计引物进行PCR鉴定。【结果】筛选出5个特异性基因J939_13195、J9319_05960、J9319_13355、J9319_05965和J9319_13350。引物5960F和5960R可以单一性扩增出菌株6ww6的目的基因J9319_05960,确定其为菌株6ww6的特异性分子标识。【结论】本研究确定了菌株6ww6的唯一性身份编码,建立了以比较基因组学和孤儿基因为基础的菌株水平上的鉴定方法。该方法具有快速、精确、能鉴定到菌株水平的优点,对于有价值微生物的知识产权保护提供了有力的抓手。     

高效解硅菌的分离鉴定及其促生能力

【背景】硅具有提高作物抗逆性、提高产量及改善品质的能力而被广泛报道,但传统施肥对硅肥的忽略使耕地土壤有效硅含量不断降低,因此建立高效提高土壤有效硅的方式尤为重要。【目的】土壤中有效硅的含量影响作物对硅的吸收利用,通过施用具有解硅能力的土壤微生物实现土壤有效硅的持续活化,不仅对作物产量和品质有重要意义,同时也可减少化肥的施用。【方法】利用选择培养基进行土壤解硅菌的富集、分离纯化,并测定其解硅能力、耐盐碱性、耐低氧性、解磷、解钾、解纤维素能力;利用孔雀绿染色及沙黄溶液复染法测定高效解硅菌芽孢形成率,最后通过盆栽试验探究高效解硅菌株对玉米的促生作用。【结果】筛选获得2株高效解硅菌,分别为菌株MB22及MB35-5,16S rRNA基因序列测定鉴定为Priestia aryabhattai。培养液有效硅浓度分别为空白处理的1.5倍和1.7倍,为对照菌株胶质类芽孢杆菌Paenibacillus mucilaginosus3016处理的1.1倍和1.2倍。2株高效解硅菌表现出较好的耐盐碱性,MB35-5功能最强,在pH 10.0、10% NaCl、10% KNO₃条件下培养液有效硅浓度为0.28-0.37 mmol/L。MB22和MB35-5产芽孢率分别为68%和55%,分别为对照菌株3016的1.69倍和1.37倍。MB35-5对磷、钾和纤维素都有一定的活化利用能力。盆栽试验表明,2株菌均显著提升了玉米株高及根系干重,其中MB35-5促生效果最好,平均株高是空白处理的1.39倍,是对照菌株3016处理的1.14倍,根系干重为空白处理的1.37倍,是对照菌株3016处理的1.24倍。【结论】筛选得到2株高效解硅菌MB22和MB35-5,其中高芽孢率的MB35-5还具有解磷、解钾、降解纤维素和促生功能,同时具备耐盐碱、耐低氧等抗逆性,表明该菌株具有进一步试验和研发的潜势。     

缓解花生连作障碍的根际促生菌分离及功能鉴定

[目的] 长期连作障碍严重降低花生生产的产量及品质,根际促生菌可有效降解土壤中自毒化感物质、抑制植物病原菌生长及促进植物生长,从而有效缓解连作障碍问题。筛选优化具有缓解花生连作障碍能力的多功能根际益生微生物,验证其益生作用能力,为根际促生菌株在连作障碍中的应用提供理论依据及技术支持。[方法] 采集连作12年地块花生根际土壤,利用以酚酸为唯一碳源的筛选培养基获得具有酚酸自毒化感物质降解及利用能力的根际促生菌,通过16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定根际促生菌菌株的分类地位,并验证其对植物病原菌生长抑制能力及解磷、解钾、产植物激素吲哚乙酸能力。[结果] 从连作12年的花生发病土壤中获得7株可高效降解酚酸类自毒物质且降解底物多样的根际微生物菌株,经16S rRNA测序比对分别为克雷伯氏菌B02 （Klebsiella sp.B02）、克雷伯氏菌B07 （Klebsiella sp.B07）、克雷伯氏菌B15 （Klebsiella sp.B15）、芽孢杆菌B28 （Bacillus sp.B28）、不动杆菌P09 （Acinetobacter sp.P09）、布鲁氏杆菌VA05 （Brucella sp.VA05）、芽孢杆菌CA04 （Bacillus sp.CA04）。促生实验表明,7株高效降解菌株均可以合成吲哚乙酸,3株具有固氮能力,4株菌具有解有机磷及无机磷的能力,2株菌具有解钾的能力。拮抗实验表明,2株菌可以抑制多种植物病原菌的生长,均为芽孢杆菌属。选取Bacillus sp.B28初步验证对花生种子萌发及幼苗生长的影响,结果表明根际促生菌可显著缓解酚酸对花生种子发芽的抑制,并明显促进花生幼苗的生长。[结论] 获得多株具有降解酚酸类自毒化感物质、抑制植物病原菌生长及促进植物生长的多功能花生根际促生菌,更好地为根际促生菌在连作障碍治理中的有效应用提供菌株及技术支持。     

茎瘤固氮根瘤菌ORS571中motA基因的功能分析

[目的] MotA是细菌的鞭毛马达蛋白,是跨膜质子通道的重要组成结构之一,在调控鞭毛运动中具有至关重要的作用。本研究探究了Azorhizobium caulinodans ORS571中鞭毛马达基因motA对菌株表型和植物互作的影响。[方法] 通过同源重组原理和三亲接合转移方法构建突变菌株∆motA,测定野生型与突变体在菌体生长、运动、固氮、胞外多糖合成、生物膜形成及根系定殖能力的差异。[结果] 与野生型相比,突变体菌体生长没有明显差异,但其运动能力完全丧失,固氮、胞外多糖合成、生物膜形成及根系定殖能力减弱。[结论] MotA鞭毛马达蛋白对A.caulinodans ORS571的运动、固氮、胞外多糖合成、生物膜形成及根系定殖能力均有调控作用。