一株产吲哚乙酸的Bacillus velezensis JB0319的筛选、鉴定及其促生作用

【目的】筛选高产吲哚乙酸的促生菌株,分析菌株的功能基因组成和促生潜力,为微生物菌剂的开发利用提供菌种资源。【方法】通过96孔板微培养结合Salkowski比色法筛选青菜(Brassica chinensis L., pakchoi)根际土壤中具有产吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)能力的根际微生物,并定量复筛高产IAA的菌株。采用形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析方法对菌株进行鉴定,分析菌株在溶磷、产铁载体、产1-氨基羰酰-1-环丙烷羧酸(1-amino-1-cyclopropanecarboxylic acid,ACC)脱氨酶及产生物膜等方面的促生潜力。进一步通过盆栽试验验证其促生效果,从基因组水平初步解析菌株的促生机制。【结果】经鉴定,JB0319是一株贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),该菌株IAA产量高达30.05μg mL^-1,具有较强的溶磷、产铁载体、产ACC脱氨酶和产生物膜能力。盆栽试验结果表明,接种JB0319后,青菜的株高、鲜重、根长、根粗和叶片数显著增加,分别较对照增加了17.06%...     

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。     

含ACC脱氨酶活性的复合菌株提高苜蓿抗盐碱能力研究

为探究含ACC脱氨酶活性的复合菌株对盐碱胁迫下紫花苜蓿的促生效果,以3株含ACC脱氨酶活性的植物根际促生菌拜式不动杆菌Y-2(Acinetobacter beijerinckii)、粘质沙雷氏菌BC-3(Serratia marcescens)和产气肠杆菌CE-1(Enterobacter aerogenes)为供试菌株,通过菌株拮抗反应测试,筛选可以混合使用的菌株,测定单菌株和复合菌株的耐盐碱特性和促生特性,并进行盐碱土盆栽试验,评价其对紫花苜蓿的促生效果。结果表明,复合菌株Y-2+CE-1和BC-3+CE-1间无拮抗反应,可以混合使用,在p H值为10和盐浓度为7%的条件下生长良好。单菌株和复合菌株均具有ACC脱氨酶活性、分泌植物生长素(IAA)能力和溶磷能力,且复合菌株的促生特性优于单菌株。此外,接种单菌株和复合菌株均能不同程度地促进紫花苜蓿的生长,其中复合菌株Y-2+CE-1和BC-3+CE-1促生效果显著,与对照相比,株高、根长、地上干重、根干重分别提高20.3%和20%、51.4%和45.9%、47%和36.4%、68.8%和52%,且促生效果优于单菌株。可见,含ACC脱氨酶活性的复合菌株能缓解盐碱胁迫,对紫花苜蓿具有明显的促生效果。本研究结果为研制复合菌肥,治理和利用盐碱地奠定了理论基础。     

一株水稻内生菌久留里副伯克霍尔德(Paraburkholderia kururiensis)的分离鉴定及促生功能的评价

从水稻根中分离出的内生细菌 HMC50通过 16S rRNA基因和全基因组序列分析鉴定为久留里副伯克霍尔德菌( Paraburkholderia kururiensiss)。在基因组水平预测到该菌株具有与促进植物生长、鞭毛介导的运动性和解毒作用相关的主要特征,发现与固氮相关的 18个基因中包括关键基因 nifH以及色氨酸合酶α链(EC4.2.1.20)基因和色氨酸合酶β链(EC4.2.1.20)基因,因此推测该菌株具有固定 N 2和分泌生长素(IAA)的能力;通过植物促生特性试验的验证,发现 HMC50的确具有分泌 IAA的能力(29.57 mg/L)并且具有较高的固氮酶活性 11.9nmol/(mL·h),除此之外,该菌株同时具有产铁载体的能力,定量检测 A/Ar是 0.29,1-氨基环丙烷羧酸脱氨酶活性为 0.35 U/mg,溶解无机磷的能力较强(菌落溶磷透明圈直径HD与菌落直径 CD的比值为 3.97);盆栽试验发现该菌株对水稻有促进生长的潜能,接菌后水稻幼苗的根长、茎长、根重以及总鲜重上都优于空白对照组     

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     

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)。     

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%。     

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。     

2株溶磷、解钾与产IAA的内生真菌菌株的筛选、鉴定及促生作用研究

从钾矿区优势蕨类植物-芒萁内生真菌中筛选出具溶磷、解钾、分泌吲哚乙酸(IAA)的功能菌株,并研究其对农作物的促生作用。采用菌株的形态学特性、培养特征及5.8S rDNA、18S rDNA ITS序列分析方法对菌株进行鉴定,并结合液体培养和固体培养方法初步测定菌株的溶磷、解钾能力,采用回接及盆栽试验研究它们对玉米幼苗的促生作用。从42株芒萁内生真菌中筛选得到2株具有高效溶磷、解钾、分泌IAA功能的内生真菌菌株(编号为MQ013和MQ039),经鉴定MQ013菌株为泡盛曲霉(Aspergillus awamori),MQ039菌株为黑曲霉(Aspergillus niger)。促生作用试验结果显示,MQ013、MQ039菌株能有效提高玉米植株体内叶绿素及磷、钾含量。MQ013、MQ039菌株具有一定的溶磷、解钾和分泌IAA活性,并对玉米幼苗的生长有明显的促进作用,该菌株在研制高效生物肥料接种剂方面可能具有较大潜力。     

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。     

棉花根际解钾细菌的生理活性和促生效果

考察优良棉花根际解钾菌株K1111、K1114、K2115、K3105和K3205的溶磷、解钾、产铁载体和产吲哚乙酸等生理活性。将其接种到棉花根际,通过盆栽试验,研究5株菌株对棉花根系发育与生长的影响。结果表明,这5株菌的产铁载体能力均达到5+(极高量)水平;分泌吲哚乙酸的浓度在6.6～12.4μg/mL之间;同时具有很高的溶磷能力。接种5株菌株的棉花根系活力、株高和干重均显著高于不施钾肥的对照组,高于或相当于施钾对照组。     

Characterization of phosphate solubilizing fluorescent pseudomonads from the rhizosphere of Aloe vera (L.)

Soil phosphorous (P) deficiency is a major constraint to plant production which is overcome by adding inorganic-phosphate as chemical fertilizers. Fluorescent pseudomonads are the diverse group of bacteria able to mobilize sparingly soluble phosphate form. Total three hundred seven fluorescent Pseudomonas isolates were obtained from the Aloe barbadensis (Miller) rhizosphere. These Pseudomonas strains were further evaluated in vitro for their ability to solubilize phosphate and to produce indole acetic acid (IAA), hydrogen cyanide (HCN), siderophore and 1-aminocyclopropane 1- carboxylate (ACC) deaminase. Fifty three (36.8%) isolates produced IAA and 52 (36.1%) isolates produced siderophores whereas 36 (25.0%) and 31 (21.5%) isolates produced HCN and ACC deaminase, respectively. A positive correlation existed between siderophore and ACC deaminase producers. Cluster analysis showed rhizosphere as the major factor influencing the ecological distribution and physiological characterization of phosphate solubilizing bacteria (PSB). Based on partial 16S rRNA gene sequencing PSB were identified as Pseudomonas putida, Pseudomonas sp. and Pseudomonas plecoglossicida with highest phosphate solubilization ability. In conclusion, these phosphate solubilizing fluorescent pseudomonads would help in understanding their role in phosphorus solubilization and identification of potent phosphorus solubilizers from the rhizosphere of commercially grown A. barbadensis.     

Improvement of Brassica napus growth under cadmium stress by cadmium-resistant rhizobacteria

This study focuses on the characterization of four bacterial isolates from heavy metal-polluted rhizosphere in order to examine their plant growth promoting (PGP) activity. The PGP activity on the canola (Brassica napus) of the strains which showed cadmium resistance and multiple PGP traits was assessed in the presence and in the absence of Cd²⁺. The strains, Pseudomonas tolaasii ACC23, Pseudomonas fluorescens ACC9, Alcaligenes sp. ZN4 and Mycobacterium sp. ACC14 showed 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase (ACCD) activity. They also synthesized ACCD enzyme in vitro when 0.4 mM Cd²⁺ was added to the growth medium. The presence of the metal, however, reduced the ACCD activity in Alcaligenes sp. ZN4 and Mycobacterium sp. ACC14, while it did not affect the ACCD activity of P. tolaasii ACC23 and P. fluorescens ACC9. ACC9 and ACC23 produced indole acetic acid (IAA) and siderophores, while ACC14 produced only IAA. IAA and siderophores were produced more actively under Cd-stress.Root elongation assays conducted on B. napus under gnotobiotic conditions demonstrated increases (from 34% up to 97%) in root elongation of inoculated canola seedlings compared to the control plants. Subsequently, the effect of inoculation with these strains on growth and uptake of Cd²⁺ in roots and shoots of canola was studied in pot experiments using Cd-free and Cd-treated (15 μg Cd²⁺ g^?1 dw) soil. Inoculation with P. tolaasii ACC23, P. fluorescens ACC9 and Mycobacterium sp. ACC14 promoted the growth of plants at concentrations of 0 and 15 μg Cd²⁺ g^?1 soil. The maximum growth was observed in the plants inoculated with P. tolaasii ACC23. The strains did not influence the specific accumulation of cadmium in the root and shoot systems, but all increased the plant biomass and consequently the total cadmium accumulation.The present observations showed that the bacterial strains used in this study protect the plants against the inhibitory effects of cadmium, probably due to the production of IAA, siderophores and ACCD activity.     

Application of plant growth-promoting endophytes (PGPE) isolated from Solanum nigrum L. for phytoextraction of Cd-polluted soils

Many plant growth-promoting endophytes (PGPE) can assist their host plants cope with contaminant-induced stress responses, which can improve plant growth. In this study, four heavy metals resistant endophytic bacteria, Serratia nematodiphila LRE07, Enterobacter aerogenes LRE17, Enterobacter sp. LSE04 and Acinetobacter sp. LSE06, were isolated from Cd-hyperaccumulator Solanum nigrum L. grown in metal-polluted soil. Their plant growth promoting properties such as production of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic (ACC) deaminase, indole-3-acetic acid (IAA), siderophores and phosphate solubilizing activity were characterized in vitro. When added to the Cd-amended soils, all of these four bacteria significantly increased Cd extraction from the soils. Subsequently, a pot experiment was conducted to elucidate the effects of inoculating of these PGPE on the plant growth and Cd uptake by S. nigrum L. grown in three different levels of Cd-contaminated soils. Results showed that the inoculation with these PGPE not only stimulated the growth of host plant, but also influenced the accumulation of Cd in the root, stem and leaf tissue of S. nigrum L. All four strains could colonize the rhizosphere soil and even some can be found in plant interior tissues. The present observations demonstrated that PGPE were valuable microorganism resource which can be exploited to improve the efficiency of phytoextraction.     

CO2浓度升高对不同水稻品种幼苗养分吸收和根系形态的影响

本文利用水培试验研究了CO2浓度升高对水稻幼苗生物量、养分含量和根形态的影响,探讨了CO2浓度升高下粤杂889(YZ)和荣优398 (RY)幼苗养分吸收和根系形态的差异性.结果表明,与CO2浓度正常水平(对照)相比,CO2浓度升高显著增加了2个水稻品种幼苗根系、茎叶和总生物量,YZ分别增加58.33％、27.96％、33.16％;RY分别增加45.87％、34.17％、36.07％.同时,CO2浓度升高增加了2个水稻品种的根冠比.CO2浓度升高显著降低了2个水稻品种茎叶中的N、P、K、Ca、Mg和Fe含量,这是“稀释效应”的结果;但YZ幼苗中S含量显著增加,2个品种幼苗Mn含量均显著增加.CO2浓度升高显著增加了2个水稻品种的幼苗根系根毛数、总根长、表面积,降低幼苗粗根比例,增加了细根比例.CO2浓度升高增加了细根在总根长中的比例,有利于水稻对养分的吸收,导致部分营养元素含量增加;但CO2浓度升高条件下水稻生物量的增加使大部分营养元素含量降低.同时,CO2浓度升高对水稻幼苗生物量、养分吸收和根形态的影响存在显著的品种差异.     

LED补光对水稻秧苗素质及其生理特征和产量的影响

采用发光二极管(light-emitting diode,LED)精确调制光谱能量,研究不同光质对水稻秧苗素质(株高、根长和鲜干重)和生理特征(内源激素、抗氧化酶、可溶性蛋白和丙二醛)的影响,探讨生理特征与秧苗素质和补光移栽后产量的耦合关系。水稻秧苗分别在5种光质下进行补光照射:R (100%红光),B (100%蓝光),RB (80%红光+20%蓝光)RBG_12.5(62.5%红光+25%蓝光+12.5%绿光),RBG₂₅(50%红光+25%蓝光+25%绿光),光量子通量均为1 000μmol·m^-2·s^-1,照射30 d (6 h/d)后采样,并插秧至稻田,以无补光作为对照(CK)。与CK相比,LED补充光源显著(P<0.05)影响水稻秧苗的株高、根长和鲜干重。株高和地上部分干重最大值分别出现在R和RBG_12.5处理,而根长和地下部分干重的最大值均出现在RBG_12.5处理。LED补充光源对内源激素、抗氧化酶、可溶性蛋白和丙二醛的影响程度因光质和植物部位而异。与CK相比,RBG_12.5二显著(P<0.05)提高地上部生长素(IAA)含量和可溶性蛋白含量,B显著(P<0.05)提高地上部超氧化歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量;RBG_12.5和RBG₂₅显著(P<0.05)提高地下部IAA含量,RBC₂₅显著(P<0.05)提高地下部可溶性蛋白含量和MDA含量。补光移栽后水稻产量的变化趋势与光质对水稻秧苗壮苗指数的影响趋势一致:RBG_12.5> RBG25> RB> B> R> CK。逐步回归分析发现,壮苗指数与地上部赤霉素(GA_3)含量和IAA含量及地下部IAA含量和SOD活性显著正相关;补光移栽后产量与秧苗地上部IAA含量及地下部IAA含量和过氧化氢酶(CAT)活性显著正相关。LED补充光源通过调节水稻秧苗生理特征影响其素质,且影响效应延续至水稻成熟期。RBG_12.5光源更利于培育水稻壮苗和水稻增产,适宜用作工厂化育秧的补充光源。