植物根际促生菌的促生机理与影响因素

植物的根际中有大量的微生物,其中一部分根际细菌能够对植物的生长产生促进作用,这一类细菌被称作根际促生菌(PGPR)。PGPR可通过产生植物激素,解磷固氮,抑制植物病原真菌,提高植物抗逆性等方式促进直接或间接地促进植物的生长。植物能产生各类分泌物,影响根际微生物组的结构,土壤碳氮含量,酸碱度等非生物因素对根际微生物组也具有影响。PGPR通常作为微生物肥料运用在农林业上,如解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等促生菌已经得到广泛使用。笔者对植物根际促生菌的促生作用机理,植物与非生物环境对根际微生物组的影响以及发展前景展开综述,为根际促生菌的进一步开发利用提供参考。     

植物根际促生菌研究综述

根际促生菌是一类能够直接或间接促进植物生长的微生物,有利于植物吸收营养,也可以防止致病微生物的攻击、帮助建立共生根瘤菌或菌根。本文从根际促生菌的种类、作用机制及研究状况3个方面对植物根际促生菌进行了综述,以期为根际促生菌的研究提供参考。     

植物根际促生菌的研究进展

植物根际促生菌可以直接或间接地促进植物的生长和发育,其促生机制可以帮助植物获取营养物质、调节植物激素水平、增强植物抵抗生物和非生物胁迫的能力等。综述了近年来植物根际促生菌促生机制的研究进展及其在农业和环境修复中的应用,探讨了植物根际促生菌研究领域未来的发展方向。     

PGPR的研究进展及其在农业上的应用

近年来,通过植物根际促生菌来进行植物病害的防治和促生作用的研究已成为微生物的一个热点。为了了解植物根际促生菌(PGPR)及PGPR产品的研制与生产,综述了PGPR的定义、种类及其在根际土壤中的作用机制,并对PGPR产品在农业上的应用进行了介绍,探讨了影响PGPR产品应用的主要因素及其发展方向和前景。     

几种菌株对水稻的促生能力测定

水稻在我国粮食生产中占有重要的地位,植物根际促生菌(PGPR)是促进植物生长和提高土壤肥力的关键因素。采用盆栽育苗试验、MS半固体培养基育苗试验以及田间试验,验证东北寒地水稻根际促生菌对水稻生长的促生效果。应用9株水稻根际促生菌,研究其对水稻生长的影响,9株根际促生菌可以在土壤中促进水稻植株的生长,其中Bacillus aryabhattai(LZP01)、Bacillus pumilus(LZP02)、Bacillus megaterium(LZP03)促生效果最好,在水稻株高、茎粗、地上质量和根表面积等指标上均有显著促生效果。MS半固体培养基育苗试验结果可以发现,3株优势根际促生菌对水稻生长指标和根系指标具有促生作用。于黑龙江省二九零农场进行LZP01、LZP02、LZP03复合菌株的田间试验,加入复合菌株的土壤生长出来的水稻与对照相比盘根能力较好,更加适合田间环境生长。结果将对水稻微生物肥料开发利用产生推动作用,在农业生产实践中产生经济效益、社会效益和生态效益。     

PGPR复合菌系对花生生长及根际土壤微生物的影响

【目的】为4株植物根际促生菌(PGPR)的复合菌肥制备提供指导,促进植物根际促生菌在农业生产上的应用。【方法】将4株植物根际促生菌根据固氮、解磷及解钾的功能互补配制成4种复合菌系(P_9+GD_3、P_9+GD_(12)、P_(10)+GD_3和P_(10)+GD_(12)),对盆栽花生幼苗进行灌根试验,30 d后测定花生幼苗的生长指标、土壤理化性质、根际土壤功能菌群数及酶活性。【结果】4种复合菌系的灌根处理均显著增加花生的株高和鲜重,有效提高土壤的氮磷钾含量,增加根际土壤氮循环功能菌群、溶磷菌及解钾菌的数量,显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性,尤以P_(10)+GD_(12)菌株组合最显著,其对照(未进行PGPR复合菌系处理)的花生株高和鲜重分别高37.60%和63.90%,土壤碱解氮和速效钾分别高64.36%和1.38倍,根际土壤的氨化细菌、自生固氮菌及解钾菌分别增加36.98、8.25和13.23倍,根际土壤脲酶增加2.48倍。【结论】利用根际促生菌的功能构建多功能复合菌系可有效促进花生幼苗生长,提高土壤养分含量,改善根际土壤环境,为下一步复合菌剂的应用奠定理论基础。     

植物根际促生菌的研究进展及其环境作用

具有固氮、溶磷、产生植物激素和分泌抗生素等功能的植物根际促生菌已成为新型生物肥料开发的研究热点.介绍了植物根际促生菌的定义、主要种类、作用机制、研究和应用现状.并提出绿色食品生产、资源再生利用要与植物根际促生菌生产相结合,促进绿色农业的发展,表明促生菌在经济与环境协调发展中具有重要的理论和现实意义.     

根际促生菌对植物生长的影响及其作用机制

长期以来,我国农业生产过度依赖化肥,忽视了植物-微生物-土壤系统巨大的生物学潜力。植物根际促生菌可以在根际释放养分,具有促进植物生长的功能,是微生物肥料的主要来源菌种,具有广阔的应用前景。在我国化肥减施政策的约束下,研究植物根际促生菌的促生特性及其作用,对于推动农业的高产和高效具有重要作用。因此,本文综述了国内外关于植物根际促生菌在促进植物生长方面的作用机制及土壤-促生菌-植物互作机制的研究进展,并对其在微生物肥料开发、应用及推动绿色农业发展中的应用进行展望。     

植物根际促生菌作用机理的研究进展

介绍了植物根际促生菌的种类,总结了近年来植物根际促生菌在作用机理方面的研究成果,指出了该研究领域存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。     

不同松林根际促生菌的数量研究

采用平板稀释法对广西南宁市郊区的湿地松、加勒比松、人工马尾松和飞播马尾松四种松林的根际促生菌进行计数分析,研究不同松林间根际固氮菌、解有机磷菌、解无机磷菌和解钾菌的数量分布.结果表明:(1)不同松林的根际促生菌总量差异明显,加勒比松林最多,人工马尾松林最少,其他两种松林相差不大;(2)各类根际促生菌数量在不同松林中都有明显的差异;(3)不同松林的促生菌数量都以固氮菌最多,解钾菌次之,解无机磷菌最少;(4)四种松林中,不同松林两两间根际促生菌的综合效应差异均达到显著水平;(5)主成分分析显示不同松林林地土壤肥力的排序是:飞播马尾松>湿地松>加勒比松>人工马尾松.     

根际促生菌的促生机制及在辣椒栽培中的应用研究进展

根际促生菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)种类及作用机制的多样性预示着其在更多的农业生态系统中起重要作用,从根际促生菌的种类、作用机制及在辣椒栽培中的应用3个方面对PGPR进行了综述,以期为根际促生菌的研究提供参考.     

不同根际促生菌对金线莲生理特性的影响

[目的]探索植物根际促生菌对金线莲生理特性的影响,为金线莲产业的可持续发展提供新思路。[方法]运用3株植物根际促生菌（蜡样芽孢杆菌H-15、阿耶波多氏芽孢杆菌H-6、伯克氏菌P₄）,通过盆栽试验,研究其对金线莲生长的影响。[结果]根际促生菌H-15、H-6、P₄处理下金线莲的存活率分别比CK增加了40%、22%、39%;发病率分别比CK降低了22%、33%、11%;鲜重增加率分别是CK的2.57、1.60、1.74倍;与此同时,3株根际促生菌处理下金线莲中多糖含量显著高于CK,P₄处理下的总黄酮含量和微量元素含量均高于CK,而3株根际促生菌处理下金线莲的游离氨基酸含量均低于CK,分别比CK下降了29%、11%、23%。[结论]植物根际促生菌能显著促进金线莲生长,具有良好的应用潜力。     

茶树根际促生细菌研究展望

本文介绍了植物根际促生细菌(Plant growth - promoting rhizobacteria简称PGPR)的功能,分析了研究茶树根际促生细菌的意义并综述了有关植物根际促生细菌的研究现状.     

混合盐胁迫下植物促生菌对高粱种子萌发的促生效应

由盐生植物根际土中分离得到含ACC脱氨酶的PGPR(植物根际促生菌)嗜麦寡养食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia),研究其在中性盐与碱性盐条件下对高粱种子萌发的促生效应。结果表明,从30、60、90、120 mmol/L的盐碱胁迫处理条件下,PGPR处理对高粱种子在各项萌发参数上均有显著促生效果。其中接菌的高粱种子的胚芽、胚根比未接菌的要长,长势更好;接菌的比不接菌的根冠比高,说明促生菌在一定程度上促进了植株根部的营养吸收。据此可推测,含ACC脱氨酶的植物促生菌可缓解混合盐胁迫(中性盐与碱性盐)对高粱植株的抑制作用,提高高粱抗盐性,从而促进高粱种子的萌发力。     

芒草根际、内生可培养细菌多样性及促生潜力研究

为研究芒草不同部位细菌群落组成,采用稀释梯度平板法分离芒草根际土壤、根部、茎部和叶部可培养细菌,并分析其植物促生活性。16S rRNA基因序列分析表明,分离的86株芒草根际、内生细菌由放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)4个门、7个纲、22个属组成,不同部位细菌组成有所差异,其中短小杆菌属(Curtobacterium)在根际土壤和植物内部广泛存在,芽孢杆菌属(Bacillus)和根瘤菌属(Rhizobium)为根际土壤优势种群,伯克霍尔德菌属(Burkholderia)为根部优势种群,鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)为茎部优势种群。分离菌株的植物促生特性分析表明,芒草根际和植物组织内部蕴含着丰富的产吲哚乙酸、产精氨酸脱羧酶和溶解难溶性磷酸盐等生物活性细菌,广泛分布于短小杆菌属、根瘤菌属、芽孢杆菌属、伯克霍尔德菌属、鞘脂单胞菌属等优势种群,且不同部位菌株促生特性和种类有所差别。     

盐爪爪根际耐盐促生菌的筛选及穴栽验证

为了筛选盐爪爪（Kalidium foliatum）根际耐盐促生菌,探索其对棉花耐盐促生的作用,采集了新疆和硕地区的盐爪爪根际土样,进行了植物根际促生菌的筛选,并开展了菌株的分子鉴定及棉花耐盐促生效果的分析。结果显示：试验共获得57株细菌,经分子鉴定确定其归属于细菌域4个门12个属。其中,放线菌门(Actinobacteria)所含菌属种类最多,共涉及6个属;其次为变形杆菌门(Proteobacteria),涉及3个属。通过定性和定量分析发现,所得多数菌株具有耐盐促生作用。棉花穴栽验证试验结果表明,采用R11、T25、K18等菌株处理后,棉花发芽率均呈现不同程度的提高,对植株和根的促生长效果明显,其中R11菌株处理效果最好,其棉花发芽、株高和根长与对照相比分别提高了25.0%、135.2%和46.1%。综上所述,盐爪爪根际中存在着丰富多样的植物耐盐促生菌,研究结果为进一步开发耐盐促生微生物菌剂奠定了基础。     

恶臭假单胞菌UW4中趋化受体蛋白的克隆、表达及鉴定

植物根际促生菌因其能够促进植物生长、防治病害的优势日益受到广泛关注,其研究主要集中在假单胞菌类,假单胞菌类在植物根际的定殖主要与趋化作用相关。本研究通过生物信息学软件对恶臭假单胞菌UW4的甲基趋化受体蛋白(MCPs)进行筛选,然后对其进行克隆和表达,结果表明:克隆得到的MCP1可稳定表达,通过对恶臭假单胞菌UW4的甲基趋化受体蛋白的纯化及分析其与不同配体物质的热力学作用强弱,以期找出恶臭假单胞菌特异性的趋化受体,进一步阐明其趋化机理,为恶臭假单胞菌对植物的促生效应提供理论支撑。     

植物根际促生菌对两种叶菜生物量的影响

通过前期实验筛选出合适的植物根际促生菌,经过扩大培养制成菌液,用来研究它对油麦菜、苋菜的生长是否具有促进作用。本文描述在室外将植物种子用菌液处理后播种在穴盘中,待发育成幼苗移栽至花盆内。研究不同植物根际促生菌以及不同的接种方式对促进油麦菜和苋菜的生长是否有效。研究结果表明:菌液及培养基营养物质对种子发芽率有促进作用;叶面积大的植株在使用植物根际促生菌的时候更适合采用喷叶的接种方式,而叶片面积小的植株更适合灌根的接种方式;菌液复配时效果要显著好于单一菌液;同时,植物根际促生菌的适应能力还待加强,只有其成功定植在植株根部才能发挥作用。此研究为以后研发更合适的微生物肥料提供物质和理论依据,对于使用微生物肥料进行实践生产具有重要的指导意义。     

人参根际PGPR的分离鉴定及其促生效果

为丰富人参根际促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR）菌种资源，以人参根际土壤为材料，使用功能性培养基分离筛选具有促生潜力的植物根际促生菌。通过形态学、生理生化和16S rDNA测序对分离菌株进行分类鉴定，并通过盆栽试验验证所筛选PGPR对人参幼苗生长的作用。结果表明：共分离出根际促生菌17株，其中具有溶磷能力的菌株10株，具有产铁载体能力的菌株8株，产IAA能力的菌株7株，具有固氮效果的菌株9株，有10株菌具有2种及2种以上不同的促生功能。17株根际促生菌分别来自Pseudomonas、Burkholderia、Bacillus、Enterobacter、Agrobacterium、Paenarthrobacter、Acinetobacter、Leclercia、Priestia 9个不同的菌属，其中假单胞菌（Pseudomonas）数量最多，占比29.41%。F05-44菌株综合促生能力最强，盆栽试验发现，该菌株在不施肥条件下促进人参生长，株高和根长分别提高38.53%,24.65%，展叶期缩短3～4 d，具有潜在应用价值。     

植物根际促生菌(PGPR)作用机制研究进展(英文)

介绍了植物根际促生菌的含义及分类;综述其作用机制方面的研究成果,主要包括促生作用机制和生防作用机制;列举了近年来植物根际促生菌优良菌株,特别是假单胞菌及芽孢杆菌的利用;最后探讨了该研究领域存在的问题,应进一步深入研究其筛选方法、保存方法和作用机理等,进而使其尽快商业化,真正投入到生产应用中。