标记基因在根圈细菌定殖研究中的应用

今天,有关植物促长根圈细菌(plant growth-promoting rhizobactenia,简称PGPR)的应用基础研究正日益受到人们的重视。为揭示PGPR的作用机理、提高PGPR在农业生产中的应用效果,我们必须研究PGPR在植物根圈的活动规律,对其根圈适应性(rhizosphere competence)进行调查,亦即测量所引入PGPR在不同时期在植物根圈不同部位的定殖水平。但在测量引入细菌的根部定殖时,我们面临的一个主要问题是如何将接种菌株与土著性根圈细菌群落的成员区分开。标准的显微镜检查局限性很大,因为绝大多数细菌并不具有足以与土著细菌区分开的形态特征。某些对抑制剂具有抗性的细菌可通过在含有合适的毒性物质的选择性培养基上接种样品而定量测定其根部定殖。当细菌具有某种可以观察到的特     

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.     

我国植物根围促生细菌研究进展

根围(rhizosphere)和植物根围促生细菌(PGPR)是重要的生物学概念,已成为当今土壤微生物学和微生态学研究热点之一。我国已从粮食作物、经济作物和其他植物上分离到27属53种(株)PGPR,其中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)和伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)是常见的PGPR的种群。研究表明,PGPR通过直接合成一些激素和抗生素等次生代谢物质、调控植物相关基因表达和调节根围土壤中其他生物的群落结构等作用机制,来活化土壤养分、改善土壤理化特性、增加土壤肥力、拮抗病原物、降低植物病害、提高抗病性、增强耐盐性、耐寒性、耐重金属毒性、促进作物生长发育、增加作物产量和改善品质。PGPR这些生理生态效应受到包括PGPR菌种在内的其他生物、土壤条件和农艺措施的影响。所研发的数个PGPR制剂已经商品化生产并且广泛用于促进植物生长及防控土传病害,效果明显。此外,我国已完成多个PGPR菌种(株)全基因组测序分析工作。这些均表明,我国PGPR应用基础研究取得了丰硕成果,为进一步实现PGPR的产业化及其应用奠定了坚实的基础;PGPR在解决作物生产中的一些难题和促进农林牧业可持续发展具有广阔的应用前景。     

丛枝菌根真菌与根围促生细菌相互作用的效应与机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是植物活体营养专性共生菌,广泛存在于陆地各生态系统中.研究表明,AM真菌与根围促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)之间的相互作用,尤其是它们之间的协同作用不仅影响植物养分吸收利用、病原物发生发展、土壤理化特性与生物修复等,而且对于可持续农、林、牧业生产、稳定生态系统都具有十分重要的意义.因此,近年来给予众多关注和研究.综述了AM真菌与PGPR之间的相互影响及其可能的作用机制,以及AM真菌与PGPR协同改善植物营养和生长、协同抑制病原菌、协同修复土壤方面的作用,旨在总结AM真菌与PGPR相互作用的效应与机制方面的最新研究进展,为今后研究发展提供依据.     

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．     

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。     

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。     

根际促生微生物对作物农残影响的研究进展

大多数农药具有较高的土壤持久性和对非目标物种的毒性,农药残留污染已成为人们日益关注的问题。作物中农药残留会对人体造成伤害,有效降低农药残留对保证食品安全至关重要。该文从植物根际促生微生物(Plant Growth Promoting Rhizo-microorganisms,PGPR)的概述、PGPR对土壤及农药残留等方面的作用和实际应用等方面,系统阐述了PGPR提高作物抗性的作用机理、降低作物中农药残留、防治农药污染、提高地力及土壤修复的研究进展。并对目前PGPR存在的问题、解决的方法及研究的方向进行了展望。     

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。     

烤烟根际烟碱降解细菌的多样性及其促生特性分析

【背景】挖掘兼具烟碱降解和植物根际促生细菌(Plant Growth-Promoting Rhizobacteria,PGPR)功能的细菌资源,有助于保护土壤质量,实现绿色种植。【目的】分析烤烟根际细菌多样性,筛选可降解高浓度烟碱的PGPR。【方法】采用纯培养法在选择性培养基上分离烟碱降解细菌。通过BOXA1R-PCR分析技术、16SrRNA基因测序及系统发育树构建,对菌株的遗传多样性和分类学地位进行分析。进一步评价了菌株的吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)活性、溶磷能力、病原菌拮抗能力等PGPR指标,以筛选出高效PGPR,最后通过盆栽试验验证其促生效果。【结果】分离得到58株烟碱降解细菌,根据BOXA1R-PCR指纹图谱选取11株菌进行16S rRNA基因序列测定,结果表明,58株菌分别属于芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、拉乌尔菌属(Raoultella)和短波单胞菌属(Brevundimonas)4个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。58株细菌中48.28%的菌株可产IAA,27.59%具备溶磷能力,37.93%具备纤维素降解能力,G2-13、G2-3及HT2-8因促生与抗病特性突出而被筛选为目标功能菌。盆栽试验结果表明,G2-13菌株对幼苗生长的促进作用明显,可使株高与地上部鲜重分别增加33.05%与53.32%。【结论】烤烟根际存在较为丰富多样的烟碱降解细菌,它们在种植业上具有潜在的应用价值。     

PGPR植物促生肥在大豆上应用效果研究

目的:探讨PGPR植物促生肥在大豆上的应用效果.方法:采用田间小区随机试验及大区简单对比处理、拌种及作种肥施用方式进行,生育期调查,对产量及产量构成因子进行比较分析.结果:大区对比试验,亩施100ml液体菌剂或1.0kg粉剂拌种,与常规施肥的对照相比,大豆早熟2～3d,根瘤数增加3.0～26.8个/株,百粒重增加0.2～0.8g,产量提高3.2%～12.7%.除1个试验点因低温干旱增产不明显外,其余试验点增产率都超过6%.其中,液体拌种平均增产9%,固体粉末作种肥平均增产9.3%,与小区试验结果基本相吻合.结论:PGPR植物促生肥在大豆上应用效果稳定,增产显著,具有实际推广应用价值.     

干旱生境中接种根际促生细菌对核桃根际土壤生物学特征的影响

研究了干旱生境下接种假单胞菌YT3、枯草芽孢杆菌DZ1、蜡样芽孢杆菌L90和纺锤芽孢杆菌L13等4株植物根际促生细菌(PGPR)对核桃根际土壤生物学特征的影响.结果表明:干旱对核桃根际土壤养分有效性影响不显著,但高活性有机碳含量降低18.4%,pH由7.34显著提高到7.79.干旱生境下接种L90后,土壤高活性有机碳含量提高14.5%,pH降低至7.41.干旱导致根际土壤微生物总量、微生物生物量碳、氮和根系分泌物含量分别下降36.0%、20.7%、33.5%和30.7%,接种L90后仅分别降低14.1%、10.3%、12.1%和12.7%.核桃根际土壤微生物的末端限制性片段长度多态性分析图谱显示,干旱胁迫导致一些优势细菌群落消失,而接种PGPR对核桃根际土壤细菌群落结构有较大影响.干旱胁迫下核桃根际土壤微生物群落的Margalef指数和Shannon指数显著降低,Simpson指数显著增加;接种L90后,Margalef指数和Shannon指数分别由0.42和0.52增至0.99和0.98,Simpson指数由0.60降至0.39.与接种L90处理相比,干旱生境下接种YT3、DZ1和L13处理核桃根际土壤生物学特征差异不显著,表明L90可有效抑制干旱引起的核桃根际土壤生物学特征的改变.     

干旱下接种根际促生细菌对苹果实生苗光合和生理生态特性的影响

本试验研究了接种根际促生细菌(PGPR)对干旱条件下植物光合和生理生态特性的影响,以期为PGPR在植物抗旱中的应用提供理论依据.采用盆栽试验,以苹果实生幼苗为供试植物,以经过筛选得到的既具有1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶活性又具有较强溶磷能力的根际促生菌YX₂为供试菌株,设置正常水分(CK)、轻度干旱(LD)、中度干旱(MD)和重度干旱(SD),其相应含水量分别为田间持水量的70%～80%、55%～65%、40%～50%、25%～35%,研究不同程度干旱胁迫条件下接种YX₂对苹果实生幼苗光合和生理生态特性的影响.结果表明: 与未接种处理相比,干旱环境下接种YX₂提高了苹果幼苗叶片的相对含水量、叶绿素含量、抗氧化酶活性、叶绿素荧光值、气孔导度和光合性能,降低了相对电导率、渗透调节物质和丙二醛的积累,缓解了干旱胁迫对净光合速率的抑制,增强了抗氧化系统的防御能力,减少了细胞膜过氧化伤害,提高了植株抗旱性能.     

樱桃根际促生细菌

微生物肥料通过其中所含微生物的生命活动,产生有益于植物生长的物质,可使土壤中无效营养有效化,可将植物无法利用的土壤、有机肥中的物质分解为可供作物生长所利用的营养成分,这样不仅使有机肥的优势得以充分发挥,还能提高化肥的利用率,减少化肥使用量。接种微生物肥料,被普遍认为是一项环境友好、经济有效、提高农林产品产量和品质的技术措施。果树、蔬菜、中草药、苗木花卉等经济作物以及部分大田作物普遍存在严重的连作障碍问题,植物根系发育不良、土传病害加重等,利用化肥、农药等化学措施不能从根本上解决这些问题。研究与实践表明,利用植物根际促生细菌(Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)解决作物的连作障碍问题是一条行之有效的途径。本刊2012年第12期刊登了陈波、杜秉海等的文章"樱桃根际促生细菌的筛选与鉴定"[1]。作者从樱桃根际土壤中筛选具有良好应用潜力的细菌分离物。利用盆栽试验,验证其促生效果。对促生效果较好的细菌分离物,进行形态学观察、生理生化测定、16S rRNA基因序列及系统发育树分析以确定其分类地位。筛选出4株(AI5、AI21、PII17、PI7)具有良好应用潜力的细菌分离物,盆栽试验结果表明对樱桃生长有明显的促进作用。该研究对于开发樱桃专用PGPR制剂,促进樱桃根系发育和养分吸收,提高樱桃抗逆性等具有重要实践意义;同时为进一步研究相关菌株在樱桃根际定殖规律以及与樱桃的互作机制奠定了基础。在生物肥料的生产中具有广阔的应用前景。近年来该研究团队先后开展了利用GFP标记菌株,研究其在樱桃根际的定殖动态[2],菌株发酵条件优化[3]、吸附载体筛选及储存试验[4]、田间示范试验等[5-8]。发表相关论文6篇,获得职务发明专利授权2项、实用新型专利1项,获得农业部微生物肥料登记证1个,以该研究为主要内容的"经济林木新型生物肥料研究与开发"课题于2013年通过山东省科技厅组织的成果鉴定。但这并不意味着樱桃生物肥料开发成功。不同的环境条件,诸如气象、土壤性质或其他土著微生物活力等均会对细菌生长造成影响,成功的实验室试验并不一定在田间原位能成功,希望将来能针对不同作物筛选和培育高效优良微生物功能菌株,扩大菌种资源库,确定多菌株组合,改进复合菌剂生产工艺,尽早产业化。     

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。     

微胶囊化植物根际促生菌剂的研究进展

植物根际促生菌(PGPR)剂具有促进植物生长、抵抗病害和环境胁迫、改善土壤微生态及提高土壤肥力等功效,是非常有应用前景的农用绿色生物制剂.近年来,为了解决微生物菌剂应用过程中存在的菌体稳定性低、活菌数不高、持效性差等问题,采用微胶囊化技术将菌体包埋或封装到微胶囊中,实现对功能菌株的保护,提高了菌体的存活性、稳定性和缓释...     

植物内生细菌的分离、分类、定殖与应用

植物内生细菌已成为国内外的研究热点,目前已从植物中分离得到许多不同种属的植物内生细菌,其中有的具有促生与防治病害等对宿主植物有利的作用,而一些则具有潜在的致病性。研究人员利用多种方法对植物内生细菌的内生定殖行为进行研究,发现了有意义的定殖规律,例如,某种植物内生细菌对其宿主的侵染能力明显强于另一种内生细菌。目前,尽管植物内生细菌还有不少问题有待解决,但它在农业上的巨大应用潜力业已彰显。     

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.     

三株固氮类芽孢杆菌的特点及其对中国青菜的产量和土壤酶活性的影响

【目的】本研究分析三株固氮菌PGPR性状特征及其对中国青菜产量和土壤酶活的影响。【方法】氮(N)-修复(固氮)细菌被认为是一种能够促进植物生长和增产的施氮方式。在本研究中,我们用无氮培养基分离出了30株根际固氮细菌:11株来自小麦根际,16株来自中国青菜根际和3株来自莲花根际。基于16S r DNA序列分析,对小麦、中国青菜和莲花等植物根际中属于类芽孢杆菌属的主要固氮细菌进行研究。【结果】本研究从这30株固氮菌中筛选出三株属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus)的细菌,分别命名为P-4、W-7和L-3,它们的固氮酶活性不但高于对照组(圆褐固氮菌),而且可以有效抑制两种或三种植物病原菌的生长,即核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)、玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)和棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)。菌株W-7还具有溶解难溶磷的能力,中国青菜在接种菌株W-7和L-3后,其鲜重显著增加,同时改变了田间土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶的活性;而接种了菌株P-4对植物的生长和酶活性没有显著的影响。【结论】土壤蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性与中国青菜的生物量呈正相关。同时,菌株W-7和L-3具有促进植物产量和提高土壤质量的良好潜力。     

AMF和PGPR对生姜青枯病的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与植物根围促生细菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)占据相近的生态位,对植物病原物及其所致病害的发生与发展具有重要影响。本试验旨在于温室盆栽条件下探索AMF摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)、根内球囊霉(Glomus intraradices,Gi)和地表球囊霉(Glomus versiforme,Gv)与PGPR假单胞菌(Pseudomonus sp.)S1-10菌株和S3-11菌株的相互作用及其对生姜(Zingiber officinale)青枯病(Ralstonia solanacearum,RS1)的影响。试验结果表明Gv显著增加假单胞菌S3-11菌株在生姜根围的定殖数量(P0.05),除生姜幼苗期外Fm则能促进S3-11菌株和S1-10菌株在根围内的定殖。PGPR S1-10和S3-11显著促进发棵期和块茎膨大期生姜AMF的侵染;发棵期S1-10显著提高了Gi的侵染率,但显著降低了Gv的侵染率(P0.05);块茎膨大期S3-11对Gv侵染(64%)的促进作用最大。AMF或/和PGPR(除S1-10外)接种处理均不同程度地促进了生姜的生长,其中Gv+S3-11组合处理的生姜生长量最大,其次为Fm+S3-11组合。无论是单接种还是双接种,供试PGPR和AMF均显著提高叶片防御性酶超氧物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸(PAL)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低丙二醛(MDA)含量和生姜青枯病的病情指数,其中,以Gv+S3-11组合处理的病情指数最低(25.5),且防效最高(71%)。研究结果表明AMF地表球囊霉与PGPR假单胞菌S3-11菌株组合能够相互促进、协同抑制生姜青枯病菌、诱导生姜抗病性、促进生姜生和增加产量,是适宜生姜生长的优良AMF+PGPR组合。