水稻促生菌的筛选、鉴定及其促生效果

【背景】微生物在促进水稻生长上潜力巨大,利用水稻促生微生物是减少水田化肥施用、保障水稻安全高效生产的有效途径之一。【目的】筛选并获得能显著促进水稻生长的微生物,为水稻微生物肥料提供优质菌种资源。【方法】从水稻根围微生物中筛选具有高效固氮、溶磷、解钾、产铁载体和吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)的微生物菌株,并对其进行初步鉴定,分析其对水稻种子萌发和植株生长的影响。【结果】从394株水稻根围细菌中筛选并获得了6株在固氮或溶解有机和无机磷、钾或产铁载体和IAA综合水平较高的菌株,分别为菌株C7-1、L26、C10-19、S11-11、GYM＿bt5和20-10,根据16SrRNA基因序列初步鉴定这些菌株为嗜线虫沙雷氏菌(Serratia nematodiphila)、阿耶波多氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai)、别氏不动杆菌(Acinetobacter bereziniae)、蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii)和贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。促生试验结果表明,除别氏不动杆菌C10-19外,其他5株菌...     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

强化龙葵富集镉根际促生菌的分离、筛选与鉴定

【背景】植物-微生物联合修复土壤重金属污染日渐兴起,获取与超富集植物高效互作的微生物是实现联合修复技术进步的关键。龙葵在镉农田污染修复中广泛应用。【目的】筛选可促进龙葵生长及富集镉的耐镉根际促生菌。【方法】从龙葵根际土分离耐镉菌株,筛选具有良好促生特性的菌株,水培试验考察镉胁迫下菌株对植物生长及镉富集能力的影响,确定可促进龙葵生长及富集镉的微生物菌株,通过生理生化特性和16S rRNA基因序列分析进行菌株的初步鉴定。【结果】分离得到NT1、AXY1、AW2和AW1四株强化龙葵富集镉促生菌,经鉴定分别为Lysinibacillus sp.、Beijerinckia fluminensis、Achromobacter animicus和Herbaspirillum huttiense。上述菌株均可有效促进龙葵生长,增加其株高和干物质积累,提高地上部镉富集量。其中,NT1可使株高、地上部干重分别增加31.33%和62.65%,AW2可使地上部镉富集量增加37.29%。【结论】筛选所得菌株可为提高植物修复效率提供实践依据,为研制田间施用生态功能菌剂做铺垫,用于农田镉污染的微生物-龙葵联合原位修复。     

定殖植物根内和根围放线菌的分离鉴定及其体外抑菌促生效应

【目的】旨在分离、筛选并鉴定体外具抑菌促生作用的定殖于植物根内和根围的放线菌,以期丰富放线菌种质资源,为研制植物病害生防菌剂提供技术依据。【方法】采用稀释涂布平板法分离盐碱地、湿地、工业污染土壤中优势植物根内及其根围中的放线菌;通过平板对峙试验筛选具有抑菌效应的菌株,进而采用Salkowski比色法、CAS平板检测法和无氮源培养法进一步检测抑菌菌株的促生作用;通过形态观测、生理生化特性检测及16SrRNA基因序列分析鉴定菌种。【结果】共分离到链霉菌属(Streptomyces)、诺卡氏菌属(Nocardia)和小单孢菌属(Micromonospora) 3属共283株定殖于植物根内和根围的放线菌,3个采样地中湿地数量最多,均为根围土根内;其中链霉菌属占总数的77%,可分为10个类群。经筛选获得7株抑菌活性和促生效应较强的菌株,其中菌株H6-1抑菌效应最大,其无菌发酵液对尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporum)、禾谷镰刀菌(Fusariumgraminearum)、灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)、立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)、轮纹大茎点霉(Macrophomakawatsukai)和瓜类炭疽菌(Colletotrichumorbiculare)的抑制率分别为32.3%、42.6%、48%、72.2%、58.1%和60.5%;而D11-4菌株的促生作用最强,能产吲哚乙酸(22.3 mg/L)、产铁载体(晕圈直径25.2 mm)和固氮。经鉴定这7株放线菌是吸水链霉菌变种(Streptomyces angustmyceticus) H4-6、娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei) S2-2、浑圆链霉菌(Streptomycesglobosus)H6-1、(Streptomycesiakyrus)GD8-4、波卓链霉菌(Streptomyces bottropensis) GH8-6、(Streptomyces paradoxus) H8-2和(Streptomyces coralus) D11-4。【结论】三个生境中定殖于植物根内和根围的放线菌类群丰富且所筛选获得的7株放线菌具有生防潜力,值得进一步研发。     

油松菌根促生细菌——荧光假单胞菌的分离与鉴定

为了探讨菌根促生细菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)与菌根真菌的互作关系,本实验从油松菌根上分离得到36株在紫外灯下产荧光的细菌菌株,以荧光假单胞菌9702作为标准菌株,对分离菌株进行显微观察、生物学鉴定和16S rDNA序列分析,结果确定HDY-8、HDY-9、HDY-20、HDY-35共 4株菌株为荧光假单胞菌,并分别命名为P.fluorescens HDY-8、P.fluorescens HDY-9、P.fluorescens HDY-20、P.fluorescens HDY-35.用这4株细菌菌株分别与外生菌根真菌(ECMF)粘盖牛肝菌(Suillus bovinus)、褐环粘盖牛肝菌(Suillus luteus)和褐黄牛肝菌(Boletus luridus)进行纯培养互作研究.结果表明,只有P.fluorescens HDY-20对3种外生菌根真菌有不同程度的促生作用,并对S.luteus促进效果最好,S.bovinus次之,B.luridus最差;P.fluorescens HDY-20促进S.bovinus、S.luteus和B.luridus菌丝生长的最佳浓度分别为2.4×109 cfu/mL、0.8×109～2.4×109 cfu/mL和0.8×109 cfu/mL,与对照相比S.bovinus和S.luteus的生物量达到极显著差异(P<0.01),B.luridus的达到显著差异(P<0.05),且分别比对照增加6.5%、9.1%和4.3%.     

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...     

薄层菌L28的分离鉴定及其对马铃薯快繁苗生长的促进作用

【背景】薄层菌(Hymenobacter)是不利生长环境(如营养贫瘠的荒漠土壤)中的优势细菌类群,目前对该类菌的研究集中于分离鉴定,尚无对植物促生相关的研究报道。【目的】从浑善达克荒漠土壤分离鉴定细菌,并分析菌株对马铃薯快繁苗生长的影响。【方法】基于选择性培养基,以涂布划线方法进行细菌的分离培养;扩增16SrRNA基因并测序,分析序列相似性和系统发育,并参考形态和生理生化特征对菌株进行初步分类鉴定;以选择性培养基或比色法等方法对纯培养物进行促生性状分析;采用MS固体培养基分析菌株对马铃薯快繁苗生长的影响。【结果】分离得到一株编号为L28的细菌,其16S rRNA基因序列与Hymenobacter koreensis GYR3077T的相似性最高,为96.46%;菌株L28具有固氮、解磷酸钙-磷、解植酸磷-磷、产吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)(7.51 mg/L)、产铁载体(D/d为2.47)和有1-氨基环丙烷羧酸(1-amino-cyclopropane-1-carboxylicacid,ACC)脱氨酶活性等多种植物促生特性;接种L28相比不接种显著...     

Isolation of root-associated Pseudomonas and Burkholderia spp. with biocontrol and plant growth-promoting traits

Novel, root-associated Pseudomonas and Burkholderia strains with biological control and plant growth-promoting (PGP) traits are being sought for biotechnological application in agriculture. We present a new isolation approach for recovery of rhizoplane and/or endophytic Pseudomonas and Burkholderia spp. with desirable biocontrol and PGP phenotypes. The method may enable better targeted biodiscovery of these two important genera.     

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。     

Growth promotion and yield enhancement of peanut (Arachis hypogaea L.) by application of plant growth-promoting rhizobacteria

Although plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) have been reported to influence plant growth, yield and nutrient uptake by an array of mechanisms, the specific traits by which PGPR promote plant growth, yield and nutrient uptake were limited to the expression of one or more of the traits expressed at a given environment of plant–microbe interaction. We selected nine different isolates of PGPR from a pool of 233 rhizobacterial isolates obtained from the peanut rhizosphere on the basis of ACC-deaminase activity. The nine isolates were selected, initially, on the basis of germinating seed bioassay in which the root length of the seedling was enhanced significantly over the untreated control. All the nine isolates were identified as Pseudomonas spp. Four of these isolates, viz. PGPR1, PGPR2, PGPR4 and PGPR7 (all fluorescent pseudomonads), were the best in producing siderophore and indole acetic acid (IAA). In addition to IAA and siderophore-producing attributes, Pseudomonas fluorescens PGPR1 also possessed the characters like tri-calcium phosphate solubilization, ammonification and inhibited Aspergillus niger and A. flavus in vitro. P. fluorescens PGPR2 differed from PGPR1 in the sense that it did not show ammonification. In addition to the traits exhibited by PGPR1, PGPR4 showed strong in vitro inhibition to Sclerotium rolfsii. The performances of these selected plant growth-promoting rhizobacterial isolates were repeatedly evaluated for 3 years in pot and field trials. Seed inoculation of these three isolates, viz. PGPR1, PGPR2 and PGPR4, resulted in a significantly higher pod yield than the control, in pots, during rainy and post-rainy seasons. The contents of nitrogen and phosphorus in soil, shoot and kernel were also enhanced significantly in treatments inoculated with these rhizobacterial isolates in pots during both the seasons. In the field trials, however, there was wide variation in the performance of the PGPR isolates in enhancing the growth and yield of peanut in different years. Plant growth-promoting fluorescent pseudomonad isolates, viz. PGPR1, PGPR2 and PGPR4, significantly enhanced pod yield (23–26%, 24–28% and 18–24%, respectively), haulm yield and nodule dry weight over the control in 3 years. Other attributes like root length, pod number, 100-kernel mass, shelling out-turn and nodule number were also enhanced. Seed bacterization with plant growth-promoting P. fluorescens isolates, viz. PGPR1, PGPR2 and PGPR4, suppressed the soil-borne fungal diseases like collar rot of peanut caused by A. niger and PGPR4 also suppressed stem rot caused by S. rolfsii. Studies on the growth patterns of PGPR isolates utilizing the seed leachate as the sole source of C and N indicated that PGPR4 isolate was the best in utilizing the seed leachate of peanut, cultivar JL24. Studies on the rhizosphere competence of the PGPR isolates, evaluated on the basis of spontaneous rifampicin resistance, indicated that PGPR7 was the best rhizoplane colonizer and PGPR1 was the best rhizosphere colonizer. Although the presence of growth-promoting traits in vitro does not guarantee that an isolate will be plant growth promoting in nature, results suggested that besides ACC-deaminase activity of the PGPR isolates, expression of one or more of the traits like suppression of phytopathogens, solubilization of tri-calcium phosphate, production of siderophore and/or nodulation promotion might have contributed to the enhancement of growth, yield and nutrient uptake of peanut.     

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。     

The effect of plant growth-promoting rhizobacteria on the phytoextraction of Cd and Zn by Brassica napus L.

The test strains Bacteroidetes bacterium (Ba), Pseudomonas fluorescens (Pf) and Variovorax sp. (Va) were selected in advance for their in vitro capability for growth promotion of rapeseed in the presence of increased concentrations of Cd, Cu, Pb and Zn in the medium. In the pot experiment, the strains were used for single Ba, Pf, Va or combined Ba + Pf, Ba + Va, Pf + Va, and Ba + Pf + Va inoculation of B. napus growing in contaminated soil from alluvial deposits. The positive effect of bacterial strains on plant growth was observed in vitro, but was not confirmed in situ in the contaminated soil, where the tested strains inhibited biomass production, rather than stimulating it. However, single inoculation with Ba significantly increased the chlorophyll content and K⁺ concentration in the leaves. The inoculation of rapeseed with Ba and Va strains was indicated to be the most promising combination for phytoextraction of Cd and Zn from contaminated soil. Combined inoculation with Pf+Va and Pf + Ba+Va significantly decreased the concentration of heavy metals in the roots of rapeseed. We conclude that suitable combinations of PGPR can control the metal uptake of B. napus, selectively increasing either metal extraction or metal stabilization in the rhizosphere and offering promising applications in soil remediation.     

青稞根腐病防病促生细菌的筛选及其菌剂防效

【背景】由燕麦镰孢(Fusarium avenaceum)和麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)等病原真菌引起的青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f.)根腐病普遍发生,对藏区农业生产和发展产生了极大威胁。【目的】从青稞健康植株根际土壤中筛选具优良防病促生能力的菌株,通过研究菌株间的互作效应以筛选优良菌剂配伍,制作防效优良的防病促生菌剂,以期为青稞根腐病的防治及青稞增产提供优质的菌剂资源。【方法】采用选择性培养基筛选促生菌株,采用平板对峙法筛选拮抗菌株;采用灌根法和叶面接种法测定菌株致病性;采用乙炔还原法测定固氮能力,钼蓝比色法测定溶磷能力,采用高效液相色谱法测定分泌吲哚乙酸能力;采用16S rRNA基因序列分析鉴定菌种;田间测定菌剂防效,并采用TOPSIS综合分析法进行综合评价。【结果】共分离出具固氮、溶磷能力菌株23株,并从中筛选得到6株拮抗能力良好的菌株,其中5株溶有机磷、3株溶无机磷、3株固氮菌,而且均分泌吲哚乙酸;测定其致病性发现对青稞、燕麦、油菜、豌豆等采样区常见作物均无致病性;经鉴定分别为枯草芽孢杆菌(Ba...