植物促生菌及其促生机理 (续)

3 植物促生菌的促生长机理 3.1 产生嗜铁素 铁是生命的基本物质.不论是动、植物还是微生物,均需含铁蛋白来参与呼吸等一系列生理活动.尽管地球表面矿物含铁丰富,但土壤中能够直接为植物和微生物利用的铁却不多.土壤中铁主要以三价铁(Fe3+)状态存在,在pH值为7.4时其溶解度为10-18mol/L,此浓度下的铁一般无法满足土壤微生物繁衍和植物生长发育的需要.然而,某些细菌和植物分泌一种专门结合铁的小分子蛋白(siderophores)可从土壤中收集铁,这种物质被称之为嗜铁素.铁一旦与嗜铁素相结合则形成可溶性铁-嗜铁素复合体,并可通过植物和微生物细胞膜的特殊通道进入生物体内.氧化铁在体内还原后被释放并参与生物代谢活动.产生嗜铁素被认为是植物促生菌最主要的直接和间接促进植物生长的有效途径之一.植物促生菌产生的嗜铁素一般都具有高度的铁亲合性和专一性,含有各种能鳌合铁的结构基团(如邻二苯酚结构、羧基结构和乙二胺结构等)来摄取土壤中的铁,这种嗜铁素具有极强的吸收铁的能力,可在铁有效性极低时收集土壤中微量的移动性铁,从而使土壤中可用的铁降低至更为缺乏的程度.     

2株薏苡内生菌促生特性及其对种子萌发的影响

探究2株薏苡内生菌株(L21、R24)分泌嗜铁素、羧甲基纤维素酶和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶的能力,并通过纸床发芽法评价这2株内生菌对薏苡、玉米、水稻、大麦、小麦种子萌发和幼苗生长的促生作用。结果表明,2株薏苡内生菌都具有产生嗜铁素、羧甲基纤维素酶和ACC脱氨酶的能力,其中,菌株R24合成嗜铁素的能力最强,其嗜铁素相对含量为95.80%;菌株L21产羧甲基纤维素酶和ACC脱氨酶的能力最强,其羧甲基纤维素酶活性为0.61 U/mL,滤纸酶活性为1.43 U/mL,ACC脱氨酶活性为2.30μmol/(μg·h)。种子发芽试验结果显示,2株内生菌及其混合菌液都能提高薏苡、玉米、水稻、大麦、小麦种子的发芽率及促进幼苗生长,尤其是在幼苗根系的生长方面影响较为显著;其中,编号为L21的菌株的促生效果最佳。本研究结果可以为稳定薏苡产量,减少化肥施用提供理论依据,为后续研制生物菌肥提供了优良的菌株资源。     

对西瓜幼苗具有促生作用根际细菌的筛选

从来自大田的健康西瓜植株根际分离细菌65株,室内活体测定了这些菌株对西瓜幼苗的促生效果,获得2株可以稳定促进幼苗生长的菌株NA-1和NA-33。利用形态学和生理生化方法对菌株进行了初步鉴定,表明该菌株分别属于枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和荧光假单孢菌(Pseudomonas fluorescence)。离体测定上述菌株可能具有的促生特性,发现2个菌株均具有产生吲哚乙酸(IAA)、溶磷能力,同时发现NA-1具有产生NH3的能力。     

5株弱毒双核丝核菌中植物激素含量的研究

为了研究弱毒双核丝核菌是否能产生有利于植物生长的激素类物质,采用HPLC法测定并比较5株弱毒双核丝核菌产生的植物激素含量。结果表明:5株弱毒双核丝核菌菌丝和发酵液中均含有一定量的玉米素(Z)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA),且发酵液中激素质量浓度高于菌丝质量浓度。5株菌中属于双核丝核菌有性态Ceratobasidium spp.菌丝融合群P(AG-P)中的一个菌株AG-P:X-4-5-1,其菌丝和发酵液中的玉米素(Z)、玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA3)的质量浓度均是最高的,吲哚乙酸(IAA)的质量浓度也较高。菌丝融合群L(AG-L)中BS-YT-06-8的赤霉素(GA3)和吲哚乙酸(IAA)的质量浓度最低。可见,弱毒双核丝核菌能产生植物激素,为弱毒双核丝核菌激素的开发利用提供了依据。     

杭州地区黄瓜猝倒病菌产嗜铁素拮抗菌的筛选与评价

从杭州地区各蔬菜种植地大量采集土样,采用平板稀释法从中分离纯化得到789个细菌分离物。室内平板对峙法获得对黄瓜猝倒病菌有明显拮抗作用的菌株21个,所占比例为2.67%,其抑菌圈直径为3.1￣16.4mm。再利用选择性培养基法从中筛选得到9株嗜铁素产生菌。最后对黄瓜猝倒病菌产嗜铁素拮抗菌进行评价,结果表明,各菌株产生嗜铁素的能力不同,定性与定量分析结果基本吻合;嗜铁素光吸收特性研究表明,pH直接影响嗜铁素光吸收,过酸过碱的条件光吸收峰偏向短波长,而中性条件下光吸收峰偏向长波长。pH8.3有3个吸收峰,分别在224.0nm,264.0nm和400.0nm附近,并且光吸收峰最大,说明pH8.3较适合试验菌产嗜铁素;嗜铁素产生菌对黄瓜生长的初步研究表明,其对黄瓜生长有3种作用即:促进、抑制和影响不大。     

食用菌促生细菌研究进展

食用菌促生细菌(Mushroom growth-promoting bacteria,MGPB)是对食用菌生长产生促进作用的有益细菌,具有分解纤维素、产生吲哚乙酸、分解乙烯以及增溶磷酸盐、消耗1-辛烯-3-醇等作用。相比植物根际促生菌(PGPR),目前对MGPB的研究较少。研究介绍了MGPB的分离方法,并综述其促生机制以及促生特征,为食用菌健康、安全、高效生产提供理论依据。     

甘蔗及甘蔗近缘属内生菌的筛选、鉴定与功能研究

为进一步挖掘甘蔗栽培种及其亲缘野生种中内生菌的功能与价值,筛选出具有促进植物生长功能活性的微生物菌株,用于促进甘蔗产业的增收增产。以前期分离纯化获得的589 株甘蔗内生细菌为基础,筛选并鉴定具有固氮、溶磷、解钾等促生长特性的功能菌株。在此基础上,对菌株产生的有机酸、吲哚乙酸(IAA)和嗜铁素也进行了定量测定与种类划分。结果表明:共有12 株功能菌株被筛选得到,分别编号为B7、B9、C9、D5、E12、F5、G3、H5、J8、L9、M3、O9,其中多株菌株同时具有固氮溶磷解钾等生物学活性;12株菌株分别属于Pantoea、Pseudomonas、Enterobacter、Serratia、Acinetobacter和Bacillus 6个属。进一步功能研究结果表明:菌株G3与C9对于无机磷和有机磷的溶解能力较强,溶磷量分别为1 386.97±331.96与2 523±68.17 mg/L;菌株M3解钾能力较强,解钾量为8.59±0.08 mg/L;各菌株所产生的有机酸主要为酒石酸,其次为苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸;12株功能菌株可产生IAA及嗜铁素,但产生嗜铁素的种类随菌株而异;各菌株与甘蔗种苗共培养过程中均能促进甘蔗种苗芽长与根长的生长,其中表现较优的有E12、C9、G3菌株处理组。该研究可为后续微生物菌肥开发奠定材料基础,也为相关研究提供参考。     

5株生姜促生菌的初步鉴定及产IAA和抑菌能力测定

为明确5株生姜促生菌的分类地位和促生活性,本试验通过观察其菌体及菌落形态特征、生理生化特性和16S r DNA序列分析,初步确定GJ3为解淀粉芽孢杆菌,GJ130为纳什维尔链霉菌,NS87为非脱羧勒克氏菌,NS178为枯草芽孢杆菌,NS111为路德维希肠杆菌。用抑菌谱法测定了5株促生菌的拮抗特性,其中GJ3和NS178具有较广的抑菌谱,对14种病原真菌均具有拮抗效果。Salkowski比色法定量测定了5株促生菌产吲哚乙酸能力,菌株NS111产吲哚乙酸能力最强,其发酵液IAA含量为148.80 mg/L。     

茶树根际促生菌的筛选与促生特性的研究

从贵州地区的茶树根际土壤中分离筛选出6株根际促生菌,经16S rRNA基因分子鉴定,它们分属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、束村氏菌属(Tsukamurella sp.)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.)和根瘤菌属(Rhizobium sp.)中。促生特性的研究结果显示,溶磷解钾性能最优的菌株为GD-3菌株,固氮效能最高的KKS-6-N1菌株,此外6个菌株具有溶磷解钾固氮、产IAA、产NH3、产HCN能力、可分泌嗜铁素及具有ACC脱氨酶活性等多种促生性能,可作为研制微生物肥料的优良菌株资源。     

紫金牛叶杆菌F2对吲哚醌降解条件的研究

[目的]了解紫金牛叶杆菌F2对吲哚醌降解的条件。[方法]研究了温度、溶解氧及不同起始浓度的底物对F2菌株降解吲哚醌的影响。[结果]此菌株能够在25～35℃条件下较快地降解吲哚醌,其中28℃条件下培养24h,对100mg/L的吲哚醌降解率为93.37%±5.78%,32h内达到完全降解;该菌为好氧菌,在溶解氧充足的条件下降解能力较强;此菌株对50～500mg/L的吲哚醌均有很好的降解效果。[结论]紫金牛叶杆菌作为一种生物治理含氮杂环化合物的新型微生物资源具有良好的应用前景。     

一株具有产IAA能力的解淀粉芽孢杆菌的分离鉴定及功能评价

从槟榔根际土壤和槟榔叶柄中分离细菌,测量它们对槟榔盆栽苗的促生能力。结果表明:筛选到的解淀粉芽孢杆菌菌株DC-7有着明显的促生效果,槟榔盆栽苗的株高、根长、茎粗和鲜重等指标均高于对照,且叶绿素含量、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸合成酶(GOGAT)等指标均明显优于对照,DC-7菌株的LB发酵液上清中吲哚乙酸(IAA)含量为35.78±1.41ng·mL~(-1),说明菌株DC-7的促生长作用可能来源于它的产IAA能力。     

嗜铁假单胞杆菌C-12产嗜铁素的影响因素

为进一步开发利用假单胞菌C-12,试验采用光谱吸收法,对来自土壤中的1株假单胞菌C-12产生嗜铁素的条件进行研究.结果表明:在416 nm处有1个嗜铁素特异吸收峰,当铁离子浓度为1 μmol/L时,最适合其产嗜铁素.不同培养条件对嗜铁菌假单胞菌分泌嗜铁素有明显影响.适合C-12分泌嗜铁素的最佳条件为培养基为MSA培养基,最适培养温度为32℃,以脯氨酸为氮源、蔗糖为碳源,C/N为3∶1,pH6.0.     

绿针假单胞菌YL-1高产荧光性嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)YL-1是一种对多种病原菌均有良好防治效果的生防菌株,前期研究结果表明,在室内缺铁培养基和自然环境中,绿针假单胞菌的主要抑菌物质是其分泌的荧光性嗜铁素(Pyoverdine,简称PVD).为提高其嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman试验设计、中心组合(CCD)试验设计和响应曲面法,优化YL-1菌株高产嗜铁素的发酵培养基成分和发酵条件,最终获得YL-1菌株高产嗜铁素的最佳培养基成分为1.52 g/L丁二酸、2.00 g/L丁二酸钠、0.88 g/L MgSO4·7H2O、0.50 g/L(NH4)2SO4、0.50 g/L蔗糖、3.49 g/L KH2PO4,5.44 g/L K2HPO4,最佳培养条件:温度为26℃,pH值为7.0,发酵时间为36 h,接种量为2％,转速为180 r/min,装液量为250 mL三角瓶装50 mL液体.摇瓶试验结果表明,优化培养基成分及培养条件后,菌株YL-1嗜铁素的产量提高43.18％,D405 nm/D600 nm值为2.36,优化效果明显.     

不同植物促生细菌对玉米生长的影响及其生长素分泌能力研究

本研究采用生防菌处理玉米种子后测定玉米鲜重、干重、株高等农艺性状指标,获得7株对玉米具有促生作用的生防细菌;利用Salkowski比色液对7株菌进行吲哚乙酸(IAA)分泌能力的定性及定量测定。结果显示:7株菌能不同程度的提高玉米鲜重、干重、株高等农艺性状指标;其中菌株解淀粉芽孢杆菌C3处理后,玉米鲜重、干重、株高等农艺性状指标提升最高,较对照分别提升了185%,215%,66%;7株菌均可分泌IAA,其中菌株解淀粉芽孢杆菌C3生长素分泌能力最强,为251.37 mg/m L。该研究是国内将解淀粉芽孢杆菌作为玉米促生细菌的首次报道。     

鸭跖草抗铜内生菌株的筛选及其促生性质研究

为了解铜超富集植物鸭跖草中内生菌对铜的抗性及其促生效果,从污染区和非污染区鸭跖草体内分离抗铜内生菌株并对其促生性质进行研究。结果发现,从污染区鸭跖草中分离出抗铜性内生细菌3株(SRW、SJW、SLW),抗铜性内生真菌2株(ZJW、ZLW);从非污染区鸭跖草中分离出抗铜性细菌(SJF)和真菌(ZJF)各1株。进一步研究表明:(1)分离出的内生细菌SRW、SJW抗Cu~(2+)浓度最高为2.5 mmol/L,内生真菌ZJW抗Cu~(2+)浓度最高为4.5 mmol/L,污染区鸭跖草体内内生菌抗铜性更强。(2)根据对各内生菌促生性研究发现筛选出的内生菌均能产生吲哚乙酸且有较强的增磷能力,但分泌铁载体的能力均较差,在增磷能力方面以真菌ZJW最强,细菌SJF次之。铜超富集植物鸭跖草中分离到的内生菌具有较强的耐铜能力和较好的促生效果。     

当归和羌活根际促生菌筛选及特性研究

为获取对当归和羌活生长具有促生作用的促生菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR),以当归、羌活的根系为研究对象,利用选择性培养基分离具有固氮、溶磷和分泌3-吲哚乙酸(IAA)能力的菌株。通过对菌株的固氮酶活性、溶磷能力及分泌IAA的能力进行测定,筛选出促生性能优良的菌株;进一步通过生理生化指标和16S rDNA序列分析相结合的方法分析优良菌株的分类地位。结果表明,共筛选到12株具有固氮酶活性的菌株,其固氮酶活性为0.30～4.04 nmol C₂H₄·mL^-1·h^-1;6株溶解无机磷的菌株,溶磷量为290.98～420.33μg·mL^-1;3株产IAA的菌株,IAA分泌量为10.38～18.63μg·mL^-1。经鉴定,溶磷特性优良的菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas)和错玫杆菌属(Falsirhodobacter),假单胞菌属为优势菌属。综合各菌株的促生特性,筛选出2株促生性能优良的菌株：WQP-5(...     

一株辣椒内生拮抗细菌的筛选及初步鉴定

从多年连作重茬的辣椒地采集健康植株,表面消毒后从根系中分离到1株内生拮抗细菌PEB-99,该菌株抗菌谱较广,对辣椒青枯雷尔氏菌、辣椒疫霉菌、辣椒炭疽病菌、辣椒镰刀枯萎病菌都有显著抑制效果,无菌发酵液亦具有抑制细菌和真菌的活性,通过16S r DNA测序对该菌株进行了鉴定,初步认为PEB-99菌株为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),该菌能产生铁载体、吲哚-3-乙酸(IAA),还具有溶解有机磷的能力,显示了很好的抗病促生长潜力。     

乙草胺降解菌Bacillus subtilis L3的土壤修复效果研究

应用微生物技术可以对乙草胺污染土壤进行修复,经前期分离筛选及鉴定,已获得高效乙草胺降解菌株Bacillus subtilus L3,为进一步明确其对乙草胺的实际降解效果及对污染土壤的修复作用,对L3开展盆栽效果研究。试验考察了不同降解菌浓度和施用时间对乙草胺降解率的影响,以及降解菌的施用对土壤中可培养的常见微生物数量、酶活、营养元素及敏感作物小麦生长的影响等。结果表明,终浓度为5×108CFU/g土的菌液对乙草胺的降解率最高,50 d后对乙草胺的降解率为92.65%;施用L3菌液后,污染土壤微生物的数量有较大程度的恢复;蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、过氧化氢酶活力分别提高100%、260%、56%与6%;土壤的全氮、速效磷、有效钾、有机质分别提高77%、159%、698%和274%;小麦地上部分较对照组增高117%,总鲜重增重56%,根长增长27%。该结果证实菌株L3具有良好的乙草胺降解效果和土壤修复能力,为该菌株在土壤污染治理及修复中的实际应用奠定了理论基础。     

胜利油田土壤中石油降解菌分离和鉴定及代谢产物的研究

从胜利油田29-8#和29-681#油井附近土壤中筛选到13株石油降解菌,并通过重量法测定其石油降解率,再筛选出3株高效降解菌株DH-5、DH-8和DH-9,其降解率均高于40%。通过形态学观察、生理生化试验和16S rDNA序列分析,发现菌株DH-5、DH-8和DH-9分别属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter sp.)和克雷伯氏菌属(Klebsiella sp.)。进一步研究3株菌株的底物利用能力,且通过气相色谱法分析了原油代谢产物中的脂肪酸含量,发现以常见石油产品和石油中典型烷烃类和芳香烃类化合物为唯一碳源培养时,菌株DH-5在长链烷烃和环烷烃中生长较好,DH-8在多环芳烃中生长较好,而DH-9在低链烷烃和环烷烃中生长较好,3株高效石油降解菌对原油组分利用的广谱性从大到小依次是DH-5、DH-9和DH-8;分析原油代谢产物发现,发酵液中主要的小分子有机酸是乙酸,菌株DH-5和DH-8的发酵液中还含有C8～C18的长链脂肪酸,菌株DH-9的发酵液中含有C8～C24的长链脂肪酸。上述结果表明:筛选出的高效降解菌株DH-5、DH-8和DH-9代谢原油的方式很可能是单末端氧化和直接脱氢途径。     

耐乙草胺促生菌筛选及其对玉米幼苗的促生效应

分离筛选具有耐乙草胺特性的促生菌株,并对其进行菌种鉴定,可为推进多功能微生物菌剂的研发提供可行性方案和理论依据。本研究利用不同浓度乙草胺的改良培养基筛选出具有高耐乙草胺能力的菌株,测试其在不同培养基条件下的促生作用,并通过促发芽试验和盆栽试验验证可行性。结果表明：菌株JL7与JL16为高耐乙草胺且具有较强促生能力的根际促生菌,两株菌对乙草胺的最大抗性浓度达700 mg·L-1。JL7的溶磷能力高达223.21 mg·L-1,产IAA（吲哚乙酸）量达82.40 mg·L-1。经鉴定JL7菌株为肠杆菌属（Enterbacter sp.）,JL16菌株为醋菌属（Acetobacter sp.）。促发芽试验结果表明,施入JL7与JL16菌株72 h后发芽率分别较对照提高9.42、3.84个百分点,且JL16菌株对芽长与根长有显著的促生作用,较对照增加52.53%、23.22%。盆栽试验中,JL7与JL16的添加对株高、茎粗、根直径、根长等植株形态指标均表现为促进作用,并证实菌株JL7、JL16在土壤中仍对乙草胺具有耐受性。两种耐乙草胺菌株在促生方面具有显著效果,这为后期微生物改良土壤和开发新型...