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。     

花生种子相关促生菌分离鉴定及功能评价

【背景】利用微生物促进植物健康生长是农业可持续发展的重要方向之一,而种子相关的促生菌可在植物生命周期早期与植物相互作用,对植物健康生长具有重要意义。【目的】发掘与利用种子相关促生菌的前提是筛选获得促生菌菌种资源,验证其益生能力,为其进一步应用与机理研究提供依据与支持。【方法】以花生种子为研究对象,从种子表面及种子内部分离纯化多株菌,测定菌株的固氮、解磷、解钾、吲哚乙酸合成和铁载体合成等促生能力,并验证菌株对常见植物病原菌的生长抑制特性;通过16S rRNA基因序列进行系统发育分析,确定分类地位;通过生物膜形成能力及根际定殖能力测定菌株在植物根际的生存能力;最后通过催芽及盆栽试验测定菌株对花生种子发芽及幼苗生长的影响。【结果】从花生种子表面、种子内和胚根内分离筛选到41株菌,均有吲哚乙酸合成能力,其中35株有固氮能力,2株有铁载体分泌能力,14株有植物病原菌生长抑制能力。各选一株为代表的菌株,即PS3、PE5和PR5,经16S rRNA基因序列比对分析鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus)。PS3、PE5和PR5均可在MSgg液体培养基表面形成褶皱较强的生物膜,也可在花生根际形成有效定殖。催芽试验结果表明经过促生菌浸种后花生种子萌发率明显提高,在第2天时,PS5将发芽率由14.17%提高至38.33%,PE5发芽率提高至30.83%,PR5发芽率提高至39.17%。三株菌能够明显促进花生幼苗生长,PS5对花生幼苗苗高、根长、鲜重和干重分别提高21.82%、22.20%、37.11%和35.64%,PE5分别提高17.45%、18.93%、26.10%和21.18%,PR5分别提高23.11%、23.92%、38.66%和37.47%。【结论】筛选获得的花生种子相关促生菌,具有促进植物生长的潜力,明显促进种子萌发及幼苗生长,是良好的促生菌生物资源,具有较好的应用潜力。