利用合成菌群促进作物健康：进展与展望

作物健康直接影响作物产量及粮食安全。目前农业生产主要依赖化肥和农药等农用化学品提升作物健康水平,但长期过度使用会破坏农田生态环境,增加农产品安全风险,亟需创制高效且环境友好的绿色投入品。作为植物的第二基因组,根际微生物组与作物健康密切相关,明确核心功能微生物、微生物-微生物以及植物-微生物的相互关系是深入挖掘有益微生物潜力、保证和维持作物健康的核心内容。然而,由于自然环境的异质性和复杂性,激发土著微生物发挥功能仍存在一定限制。合成菌群是人为地将两种或多种具有不同分类和遗传特征及功能特性的微生物进行组合,因菌群兼具多样性及稳定性的优势,已被广泛地应用于人体健康、环境治理和工业生产等领域,在促进作物健康方面也具备巨大潜力。本文阐释了合成菌群的概念及研究现状,解析了菌群构建原则及方法,并从植物-微生物互作机制、促进植物生长发育和提高抗胁迫能力等方面总结了合成菌群促进作物健康的研究进展,并对未来研究进行展望,以期为利用合成菌群提升作物健康水平提供指导。     

解淀粉芽胞杆菌PHODB35的溶磷特性及其对番茄的促生作用

【目的】从种植番茄的根围土壤中筛选高效溶磷细菌,为减施化学肥料和开发微生物肥料提供溶磷菌种资源,并初步探索其促生机制。【方法】采用无机磷培养基利用梯度稀释涂布法从土壤中分离筛选促生菌株,通过形态特征、16S rRNA和gyrB基因序列分析对优良促生菌株进行鉴定,并分别利用正交试验和单因素试验分析环境因子和营养因子对其溶磷效果的影响,进一步利用HPLC-MS并结合相应有机酸的标准物质,明确优良促生菌株产生的有机酸种类;盆栽试验测定接菌处理后番茄株高、地上鲜重、地下鲜重、基质和植株有效磷含量评价菌株对番茄的促生作用。【结果】筛选到1株优良的促生菌株,命名为PHODB35,鉴定其为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。对环境因子的正交试验结果表明,菌株PHODB35最佳溶磷条件为pH 7.0,温度为30°C,接种量为5%;对营养因子的单因素试验结果表明,该菌株以葡萄糖为碳源、硫酸铵为氮源、磷酸钙为磷源时,解磷效果最好,有效磷浓度为88.77mg/L。明确了菌株PHODB35产生的有机酸为葡萄糖酸。盆栽实验结果表明,菌株PHODB35对番茄幼苗有明显的促生作用,与空白对照相比,施用菌株后对株高、地上鲜重、地下鲜重、基质和植株有效磷含量分别增加28.21%、22.59%、113.06%、45.08%和16.24%,表明菌株PHODB35具有一定的肥效功能,可用于促生菌剂的研制。【结论】筛选到具有促生能力的解磷细菌,为进一步开发研制番茄促生菌剂或微生物有机肥提供资源,为菌株PHODB35在农业生产中的应用提供了理论依据和实验基础。