水稻根际促生细菌促生生理活性评价

为了考察水稻特异性PGPR菌株各生理活性对水稻幼苗初生根数、次生根数、茎干重和根干重的影响,筛选优良PGPR菌株,采用改良的CAS检测法、Salkowski比色法、钼蓝比色法和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶检测法分别测定菌株产铁载体、产吲哚乙酸(IAA)、溶磷能力和ACC脱氨酶活性,利用Hoagland半固体培养基和土壤盆栽法培养水稻幼苗。结果表明,IAA产量低的菌株对水稻幼苗初生根数、次生根数和茎干重的增长有明显的促进效果;根干重明显随铁载体产量增加而增加;溶磷活性高的菌株对水稻幼苗茎干重和根干重的增加均有明显的促进作用;低ACC脱氨酶活性的菌株促进水稻幼苗初生根的生长,活性高的菌株促进次生根数的增加。根据半固体试验结果,选择7株具有明显促生效果的菌株进行盆栽试验,结果证实,这些菌株均具有显著的促生效应。     

生物炭对盐碱胁迫下黑麦草和紫花苜蓿光合及抗氧化特征的影响

为探究黑麦草和紫花苜蓿在盐碱胁迫初期的响应机制,揭示生物炭对盐碱胁迫初期黑麦草和紫花苜蓿两种典型牧草光合及抗氧化系统的短期影响,采用盆栽试验方法,设置4种处理：盐碱胁迫处理（C0, 150 mmol/L等摩尔NaCl、Na2CO3、NaHCO3混合盐碱溶液）、盐碱胁迫+1%生物炭（C1）、盐碱胁迫+3%生物炭（C2）、盐碱胁迫+5%生物炭（C3）,并设置无盐碱胁迫的空白对照（CK）,分析盐碱胁迫初期不同生物炭添加量对植物生长指标、光合特性、丙二醛含量及抗氧活酶活性的影响。结果表明：1）14 d盐碱处理显著影响黑麦草和紫花苜蓿的生长状况,降低生物量累积、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度,提高丙二醛（Malondialdehyde）含量,及超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase）、过氧化物酶（Peroxidase）和过氧化氢酶（Catalase）活性,但对叶绿素含量和根长无显著影响（P>0.05）。2）盐碱胁迫初期,生物炭可有效提高黑麦草和紫花苜蓿的抗胁迫能力,显著降低丙二醛含量,缓解盐碱胁迫对黑麦草和紫花苜蓿生长和光合反应的抑制作用,其中3%生物炭处理的生物量、株高、根长较盐碱胁迫分别增加了48.50%～82.34%、31.19%～44.16%、17.15%～48.09%,气孔导度、蒸腾速率增加了118.69%～358.99%、98.66%～526.53%,紫花苜蓿的叶绿素含量和净光合速率分别增加了7.97%和519.09%。3）盐碱胁迫下,随施炭量增加,黑麦草和紫花苜蓿的生长指标、光合特性、细胞膜透性及抗氧化酶活性基本呈现出低添加量促进、高添加量抑制的趋势。综上所述,适量生物炭可有效缓解盐碱胁迫对黑麦草和紫花苜蓿生长的抑制作用,其中3%的生物炭施用量效果最好。     

一株百合内生细菌 Burkholderia sp. FJb-2的分离鉴定及其体外抑菌促生效应

从北京市房山区百合资源圃采集红芯百合(Fangio)植株样品,通过组织块分离法分离内生细菌;进一步以百合灰霉病菌—灰葡萄孢菌( Botrytis cinerea)ACCC36423、百合叶尖干枯病菌—葡萄座腔菌( Botryosphaeria dothidea)ACCC37263和百合枯萎病菌—尖孢镰刀菌( Fusarium oxysporum)F01139等几种主要百合病原真菌为指示菌,采用平板对峙法筛选具有拮抗活性的拮抗菌株;并对拮抗菌株进行产 1-氨基环丙烷 -1-羧酸(ACC)脱氨酶活性、产生长素(IAA)、溶磷、产铁载体等多种植物促生特性测定;最后通过形态观察及 16S rRNA基因序列分析,初步鉴定其种属。结果从百合茎部分离获得一株内生细菌菌株 FJb-2;该菌株对灰葡萄孢菌、葡萄座腔菌和尖孢镰刀菌均有较高拮抗活性,对病原真菌生长的抑制率范围为 60%～ 81%;该菌株产 ACC脱氨酶活性为     

一株具有ACC脱氨酶活性固氮菌的筛选与鉴定

ACC（1-aminocyclopropane-1-carboxylate, 1-氨基环丙烷-1-羧酸）脱氨酶是近年来发现的许多植物促生细菌（Plant growth promoting bacteria, PGPB）共有的一个特征性酶,很多具有ACC脱氨酶活性的细菌能够增强植物抗逆性,缓解干旱、淹水、盐碱、高温、病虫害等对植物的危害。因此,ACC脱氨酶阳性细菌的筛选和研究对促进农业生产具有重要意义。本文从大量样品中分离、筛选到1株ACC脱氨酶阳性固氮菌,编号为7037,该菌株ACC脱氨酶活性为-丁酮酸2.530 mol /(hmg),protein,固氮酶活性为C2H410.068 nmol /(hmg), protein;具有较为广泛的碳源利用能力和很强的环境适应能力,被鉴定为节杆菌属（Arthrobacter sp.）的一个种。盆栽试验显示,小白菜接种7037菌株比对照组鲜重增加了139%,差异极显著。该菌株可望进一步研究开发成为微生物肥料的生产菌种。     

盐爪爪根际产ACC脱氨酶菌株筛选及促生特性研究

为探究盐碱区生态环境改良方式,丰富产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶菌种资源,从新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州盐碱地盐爪爪(Kalidium foliatum)根际土壤中筛选产ACC脱氨酶菌株,结合16S rRNA基因测序对优良菌株鉴定,通过盆栽接种试验验证其促生效果。结果从盐爪爪根际分离到26株产ACC脱氨酶菌株,酶活性为0.4～5.6 U·mg^-1,以PM14、PM16和PM24活性最高。经鉴定,菌株PM14、PM16和PM24分别归属肠杆菌属(Enterobacter)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas)。盆栽试验表明,接种3株菌对非盐碱胁迫下拟南芥地上(株高、地上干重)和地下(根长、根干重)部分生长均有明显促进作用;对盐碱土栽培小麦的地上部分(株高、茎粗、鲜重和干重、叶绿素含量)和根干重也有积极影响,尤以PM16最显著。PM14和PM16兼具解磷、固氮和分泌吲哚-3-乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)的能力,PM24兼具固氮和分泌IAA的能力,均具有多种促生功能。本研究结果为盐...     

马铃薯内生固氮菌的分离及其促生特性研究

内生固氮菌是一类重要的植物促生菌,占据着植物组织内有利于营养供应和微环境适宜的生态位,能更好的发挥促生功能,促生机制包括固氮、解磷、产植物生长素、产ACC脱氨酶、产铁载体及拮抗病害等。本文从连作3年马铃薯根筛选获得8株内生固氮菌,其中短芽孢杆菌属(Brevibacterium)3株,芽孢杆菌属(Bacillus)3株和泛菌属(Pantoea)2株。促生特性研究发现:菌株Brevibacterium sp.GWR4具有较高固氮酶活性[16.206nmol C2H4/(mg蛋白质·h)],与圆褐固氮菌的固氮酶活性具有极显著性差异(P0.01);菌株Pantoea spp.GWR2、GWR3具有极高的产IAA能力,分别为186.07、162.21μg/m L,GWR2兼具产ACC脱氨酶活性[3.74μmol/(mg蛋白质·h)],GWR3兼具溶解无机磷的能力;菌株Brevibacterium sp.GWR5可以拮抗尖孢镰刀菌MLSOF(Fusarium xysporum)和茄病镰刀菌MLS-QB(Fusarium solani),兼具溶解有机磷和产IAA能力;Bacillus spp.GWR7、GWR8兼具固氮和产IAA能力。盆栽试验显示,分别接种Pantoea sp.GWR3,Brevibacterium spp.GWR4、GWR5和Bacillus spp.GWR7、GWR8后小白菜鲜重显著高于未接菌对照处理。可见,这5株菌兼具多种促生特性且对小白菜具有较好的促生效果,有望进一步研究开发成为微生物肥料生产菌种。     

盐穗木根际产ACC脱氨酶耐盐菌株的筛选及鉴定

从新疆五家渠103团盐碱地盐穗木根际的3份土样中筛选出10株产ACC脱氨酶的菌株,通过对这10株菌株的ACC脱氨酶活性和耐盐能力的测定,结果显示其中有4株菌株ACC脱氨酶活性较高,且能在盐(NaCl)浓度12%生长。根据ACC脱氨酶活性以及耐盐性能的测定结果,选择W5、W8、W9这3株菌株进行鉴定,通过生理生化实验、Biolog鉴定、16S rDNA测序分析后,鉴定结果显示W5、W8为乳酪短杆菌(Brevibacterium casei),W9为普沙根瘤菌(Rhizobium pusense)。     

不同盐分条件下植物促生菌对燕麦和黑麦草幼苗的促生效应

从盐生植物根际土中分离得到4株含1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶的植物促生菌(PGPR),通过无菌育种袋栽培试验,考查其在不同盐分条件下对燕麦和黑麦草幼苗的促生效应。结果表明,4株菌对5 g/kg或10 g/kg NaCl盐分胁迫下的燕麦和黑麦草幼苗均表现出显著地缓解促生效应,其中假单胞菌属S1最显著,10 g/kg NaCl比无NaCl时促生作用更大。4株PGPR的ACC脱氨酶活性与植物生长参数(根长和下胚轴长)之间具有极显著的正相关性(Pearson相关系数>0.81)。     

棉花根际细菌的生理活性和促生效果

测定了29株棉花根际细菌的溶磷、产铁载体、产吲哚乙酸、产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶和对致病霉菌的抑制能力等促生生理活性以及对棉花发育与生长的影响。结果表明:96.55%的供试菌株能分泌铁载体,其中46.67%的供试菌株产铁载体能力达到较高的水平;分泌吲哚乙酸的浓度在0.152~26.867 mg/L之间;溶磷能力在8.406~27.661μg/mL之间;菌株N1105(Derxia sp.)、P1108(Pseudomonas sp.)和P2107(Pseudomonas.sp)能抑制棉花枯萎霉菌;菌株P211和P2107具ACC脱氨酶活性。对棉花株高和干重结果分析显示:低浓度IAA分泌量的根际菌对棉花植株有促生作用;菌株N1105(Derxia sp.)、N3101(Azotobacter sp.)、P1(Pseudomonas sp.)、P7(Pseudomonas sp.)、P1108(Pseudomonas sp.)和P2117(Acinetobacter sp.)在促进棉花植株生长方面效果较佳。     

盐生植物解磷菌的筛选及促生效应研究

为丰富耐盐碱的解磷菌资源,探究其对盐碱环境中非盐生植物的促生效果,利用选择性培养基,从新疆南部克孜勒苏柯尔克孜自治州荒漠盐碱地3种典型盐生植物中分离解磷菌,并基于16S rRNA基因的限制性酶切末端片段长度多态性（PCR-RFLP）和系统发育分析进行菌种鉴定,挑取解磷能力突出的优良菌株接种至拟南芥和小麦验证其促生效果。结果表明,共分离到141株解磷菌,解有机磷菌株的解磷率介于1.5%～7.6%之间,解无机磷菌株的解磷率介于1.1%～4.7%之间,其中解无机磷量与发酵液pH值呈显著负相关。所有菌株隶属于8个菌属,以肠杆菌属（Enterobacter）占绝对优势。接种解磷菌株显著增加了非盐碱胁迫下的拟南芥幼苗生物量,尤以解有机磷菌株MHSC29和解无机磷菌株MHCB24的作用最强。接种解磷菌对盐碱土中小麦的地上部分（株高、茎粗、地上干重、叶绿素含量）和地下部分（根干重）均有积极影响,以解有机磷菌株MHSC29、MHCC3和解无机磷菌株APCB2效果最突出。本研究所得菌株进一步充实了耐盐碱解磷菌种的资源库,具备开发为盐碱地微生物肥料的潜能。     

植物根际促生菌（PGPR）对缓解水稻受土壤锌胁迫的作用

为解决农田重金属污染的严重环境问题,提出利用植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）来缓解农作物受重金属胁迫的科学设想。研究从大宝山污染土壤中筛选出的Pb2＋、Cd2＋、Cu2＋、Zn2＋耐性菌株,经鉴定为芽孢杆菌属（Bacillussp.DBM）,菌株DBM具有产吲哚乙酸（IAA）和ACC脱氨酶能力,但无产铁载体能力。盆栽试验结果表明,菌株DBM在水稻受重金属Zn（600mg.kg-1）胁迫时能有效保护并促进水稻的生长,使其地上部和地下部干重比不加菌处理对照分别提高97.8%和77.2%。另外,菌株DBM可以增加土壤中Zn的有效态含量,但不能增强水稻对土壤Zn的吸收能力。相反,在Zn600处理下,水稻地上部和地下部Zn浓度分别比不加菌处理对照减少15.1%和19.9%。但由于促生效果也极为显著,其地上部和地下部Zn总量仍分别比不加菌处理对照增加74.2%和48.6%。     

多功能植物根际促生菌 DD3 的功能特性及对大蒜幼苗的促生效果

【目的】植物根际促生菌 (plant growth promoting rhizobacteria, PGPR) 能够促进植物生长、防治病害、增加作物产量,具有较好的环境兼容性、不易引起抗性、效果持久稳定等优势。筛选高效多功能菌,探索抗病促生机理,对开发防控大蒜土传病害的微生物技术,发展“高产、优质、高效、生态、安全”的大蒜产业具有十分重要的理论和现实意义。 【方法】以实验室前期从山东省金乡县连作大蒜根部分离的 70 株细菌为供试菌株,筛选对大蒜根腐病病原真菌拟枝孢镰刀菌 (Fusarium sporotrichioides) ACCC37402 和大蒜叶枯病病原真菌链格孢属菌株 (Alternaria sp.) D14011-1 具有较好拮抗效果的菌株;采用 16S rDNA 基因序列同源性分析,对其进行初步鉴定;通过测定菌株对抗生素的敏感性、水解蛋白能力、产铁载体能力、产 HCN 能力等,研究菌株的拮抗特性;通过测定菌株的固氮能力、溶磷能力、产 IAA 能力,产 ACC 脱氨酶能力等,研究菌株的促生特性;通过温室盆栽试验,进行多功能菌菌悬液及其无菌发酵液对大蒜幼苗生长的影响以及抗病效果研究。 【结果】菌株 DD3 对大蒜根腐病病原真菌 ACCC37402 和大蒜叶枯病病原真菌 D14011-1 具有较好拮抗效果,抑菌率均为 45%;经 16S rDNA 基因序列同源性分析,初步确定为芽孢杆菌属 (Bacillus) 菌株。其它功能特性研究结果显示:菌株 Bacillus sp. DD3 具有水解蛋白能力、产 HCN 能力、产铁载体能力、固氮能力、溶解有机磷和无机磷的能力;对氨苄青霉素钠、硫酸卡那霉素等 11 种抗生素无耐受性,不具有分泌吲哚乙酸 IAA 能力和产 ACC 脱氨酶能力。盆栽试验显示,接种 Bacillus sp. DD3 菌悬液对大蒜根腐病的防治效果较好,防控率达 80%。接种 Bacillus sp. DD3 及其无菌发酵液后能够促进大蒜幼苗的生长,其中接种菌悬液效果更佳。 【结论】菌株 Bacillus sp. DD3 兼具多种功能特性,对大蒜根腐病具有较好的拮抗效果,同时可以显著促进大蒜幼苗生长,有望进一步研究开发成为微生物肥料生产菌种。     

根际ACC脱氨酶活性细菌的分离及其促生作用研究

从不同来源的植物根际土壤中分离出能以1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)为唯一氮源生长的细菌4株,经测定均具有较高的ACC脱氨酶活性,并进一步研究了菌株对植物的促生长作用。首先进行了种子根长试验,利用菌株菌悬液处理玉米和番茄种子,结果表明,经过细菌1101、2101、4201和GXGD002处理,种子的生根长度较对照组均有明显增长,玉米种子根长相对伸长率依次为78.73%、61.72%、47.37%、47.08%;番茄种子根长相对伸长率依次为61.19%、55.84%、54.34%、51.19%。其次进行了番茄穴盘栽培试验,分别在播种后40 d和55 d收苗,测定植株的株高、茎粗、根长等生长指标,结果表明,菌株4201和GXGD002具有显著促进生长作用,其处理组植株在株高、根长、根系活力等方面较对照组均有明显增强。     

生物肥料多功能芽孢杆菌的筛选及其作用机理研究

本研究旨在筛选出多功能芽孢菌株及其组合,并对其促生机理进行研究。通过平板对峙法、 发酵液拮抗活性的测定、 盆栽试验、 土壤养分测定和植株根域土壤区系分析从9株供试芽孢杆菌中进行多功能菌株的筛选,并通过室内相容性试验,得到功能菌株最佳复配组合。除菌株B02和B08外,其余菌株都具有抑制多种病原真菌和促进植株生长的作用。菌株B04的促生作用较强,在生长30 d和60 d时总干重比对照分别增加了28.4% 和44.6%; 菌株B06的抑病作用较强, 对8种植物病原真菌的R2/R1为0.4~1.8,无菌滤液对8种植物病原真菌的抑制率为66.7%~87.5%; 此外,菌株B01具有活化氮和磷的作用,B03、 B04、 B05和B06具有活化氮和钾的作用,B07具有活化钾的作用,B09具有活化氮、 磷和钾的作用,氮的活化率为8.4%~23.2%,磷的活化率为3.5%~8.4%,钾的活化率为4.2%~26.8%。菌株室内相容性试验结果表明, 最佳复配组合为B04-B06-B07和B01-B04-B07。供试9株芽孢杆菌都具有抑病、 促生、 活化养分和改善微生物区系作用中的一种或一种以上功能。多功能芽孢杆菌的菌群组合研究的理论依据可靠可行,实践依据还有待进一步研究。     

镰刀菌-淀粉-苜蓿对煤矿区污染土壤HMW-PAHs的修复

以煤矿区高环芳烃(HMW-PAHs)污染农田土壤为研究对象,通过添加淀粉且接种菌株ZHH2(Fusariumsp.)的苜蓿盆栽试验,研究苜蓿单一处理、ZHH2-苜蓿2因素处理和ZHH2-淀粉-苜蓿3因素处理对污染土壤5环、6环HMW-PAHs的修复效果。结果表明:苜蓿单一处理(M)对6种HMWPAHs单体(BbF、BkF、BaP、InP、DbA和BghiP)的去除率为4.22%~45.01%;不同接菌剂量与苜蓿2因素处理对HMW-PAHs的降解作用有明显差异,其中H_1+M、H_2+M对6种HMW-PAHs单体的去除率分别为11.01%~45.30%和15.20%~43.58%,与苜蓿单一处理相比,BkF的去除率分别提高了1.62倍和2.60倍,其他单体差异不显著。H_3+M对HMW-PAHs的去除却表现出显著抑制作用。在2因素基础上,进一步添加不同剂量淀粉的3因素处理(D_1+H_1+M,D_1+H_2+M,D_1+H_3+M,D_2+H_1+M,D_2+H_2+M和D_2+H_3+M)强化了对6种HMW-PAHs的修复效果,在所有3因素处理中,对BbF、BkF、BaP、InP、DbA和BghiP的去除率以D_1+H_2+M处理为最高,分别为28.87%,54.59%,47.04%,65.91%,66.42%,71.88%,比H_2+M处理分别提高了0.46,2.59,1.71,1.15,0.52,1.37倍(P0.05),但是与D_1+H_1+M对各个HMW-PAHs单体的去除效果差异不显著。因此,淀粉(0.25g/kg)-ZHH2(0.1g/kg)-苜蓿处理成为了修复该煤矿区农田污染土壤的优势组合。     

Drought-Tolerant Pseudomonas spp. Improve the Growth Performance of Finger Millet (Eleusine coracana (L.) Gaertn.) Under Non-Stressed and Drought-Stressed Conditions

Application of plant growth-promoting bacteria(PGPB)is an environmentally sustainable option to reduce the effects of abiotic and biotic stresses on plant growth and productivity.Three 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid(ACC)deaminase-producing drought-tolerant bacteria were isolated from a rain-fed agriculture field in the Central Himalaya of Kumaun region,Uttarakhand,India and evaluated for their efficiency in improving finger millet(Eleusine coracana(L.)Gaertn.)plant growth under non-stressed and drought-stressed conditions.These bacteria withstood a substrate metric potential of -1.0 MPa(30% polyethylene glycol 8000)and therefore were considered drought-tolerant.These strains were identified as Pseudomonas spp.by fatty acid methyl ester analysis and 16S rRNA gene sequencing.The ACC deaminase activity of these strains was characterized at the biochemical level,and the presence of acd S gene,the structural gene for ACC deaminase,was confirmed by the polymerase chain reaction.Two sets of pot trials in glass house were set up,one for normal(non-stressed)and the other for drought-stressed conditions.After 5 weeks,one set of plants was subjected to drought stress for 5 d,while the other set continued to be watered.The same growth parameters were recorded for both sets of plants after 40 d of plant growth.The results of pot trials showed that treatments inoculated with ACC deaminase-producing bacterial strains significantly improved the growth performance of finger millet plants and foliar nutrient content as compared to uninoculated treatments under both non-stressed and drought-stressed conditions.In addition,a significant increase in antioxidant activity was observed,wherein bacterial stain inoculation improved plant fitness by protecting it from oxidative damage induced by drought.     

Alleviation of salinity stress in rice plant by encapsulated salt tolerant plant growth promoting bacteria Pantoea agglomerans strain KL and its root colonization ability

ABSTRACT

The present investigation indicates the effects of 0 to 8% NaCl stress on plant growth promoting traits such as ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylate) deaminase, phosphate solubilization, IAA (indole acetic acid), ammonia and exopolysaccharide production of Pantoea agglomerans strain KL isolated from salt-stressed soil of Kolhapur, Maharashtra, India. We have studied the effect of encapsulated inoculum (EI) and free inoculum (FI) of P. agglomerans strain KL on the alleviation of salinity stress (100 mM NaCl) and promotion of rice plant growth in the pot experiment. The present study showed significant improvement in plant growth supplemented with EI in terms of increased length, biomass, photosynthetic pigment and decreased level of proline, malondialdehyde. Furthermore, EI supplemented plant exhibited decreased sodium and increased calcium and potassium uptake. Root colonization study revealed the survival of encapsulated organism which was less after 10 days. However, a significant number of colony forming unit were noted after 20 and 30 days. In addition, the scanning electron microscopic analysis of salt-stressed plant root showed tremendous root colonization by EI. Hence, the present study demonstrates the potency of P. agglomerans strain KL in the expression of plant growth promoting traits and amelioration of salt stress by EI.     

Screening of Multi-Trait Rhizobacteria for Improving the Growth,Enzyme Activities,and Nutrient Uptake of Tea (Camellia sinensis)

The use of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) as agricultural inputs for increasing crop production needs the selection of efficient bacteria with plant growth-promoting (PGP) attributes. Therefore, the purpose of this study was to evaluate the effects of 20 multi-traits bacteria on tea growth, nutrient uptake, chlorophyll contents, and enzyme activities under field conditions for over 3 years. These isolates were screened in vitro for their PGP traits such as the production of indole acetic acid (IAA), nitrogenase activity, phosphorus (P) solubilization, and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase activity. Screening of rhizobacteria that show multiple PGP traits suggests that they stimulated overall plant growth, including shoot development and leaf yield, improving macro- and micro-nutrient uptake, chlorophyll contents, and activities of enzymes of tea plant. Use of strains with multiple PGP traits could be a more effective approach and have great potential for the environmentally-friendly tea production.