植物根际促生菌作用机理研究进展

介绍了植物根际促生菌(PGPR)的概念与种类,综述了PGPR通过固氮、溶磷、产生嗜铁素、调控植物激素发挥的直接作用机理,以及作为生防制剂的间接作用机理,并阐述了PGPR在农业生产中的应用。     

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。     

连作大豆根际促生菌的筛选鉴定及促生效果研究

为获得抗（耐）连作障碍的植物根际促生菌（plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）,解决连作障碍对大豆的不良影响,从黑龙江大庆市林甸县试验基地采集连作多年的大豆根际土,从中分离筛选具有解磷和固氮的功能的菌株,进行形态学、生理生化指标、16S r DNA分子生物学鉴定,并对菌株的解磷、分泌IAA(3-吲哚乙酸)能力及ACC脱氨酶活性进行测定,对菌株对种子萌发和苗期的促生作用进行研究和分析。结果得到22株PGPR菌株经鉴定分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）,肠杆菌属（Enterobacter）,土壤杆菌属（Agrobacterium）,柠檬酸杆菌属（Citrobacter）,沙雷氏菌属（Serratia）,克雷伯氏菌属（Klebsiella）。菌株的有效溶磷量范围为0.19～17.49 mg·L-1;菌株均有固氮能力;菌株的IAA产量范围为17.72～88.21μg·m L-1;菌株的ACC脱氨酶活性范围为0.33～0.67 U·mg-1。一株菌株对大豆种子萌发有显著促进作用;两株菌株对大豆苗期促生效果明显。研究结果可为后续PGPR微生物...     

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。     

蓝莓根际土壤微生物群落结构及促生菌筛选

【目的】从促生微生物角度分析蓝莓根际土壤微生态结构,改良蓝莓种植土壤。【方法】利用高通量扩增子测序方法对北高丛蓝莓根际土壤微生物多样性进行分析。利用选择性培养基、比色法等实验方法分析蓝莓根际可培养细菌的促生特性。【结果】土壤样品中有10个细菌门和3个真菌门的相对丰度大于1%,13个细菌属和11个真菌属的相对丰度大于1%;Occallatibacter OTU6、Paraburkholderia OTU3以及Chujaibacter OTU945是细菌OTU相对丰度最高的序列,Pseudogymnoascus OTU1、Fusarium OTU7、Lentinus OTU2是真菌OTU相对丰度最高的序列。蓝莓根际土壤可培养细菌的促生效能分析结果表明,12株蓝莓根际可培养细菌为能够分泌生长素的促生菌,其中L7菌株产生的生长素最多;12株菌均能在解磷培养基上生长,且具有显著解磷圈,其中菌株L42的解磷能力最强;菌株L11和L17具有一定分解硅酸盐的能力;菌株拮抗实验结果表明,L17菌株与L21、L26、L37、L40及L42菌株之间不存在生长抑制作用,菌株L21与菌株L26、L40之间存在强...     

辣椒根际促生菌筛选鉴定及其促生效应初探

为筛选辣椒根际促生菌(PGPR)及其促生效应,以齐齐哈尔龙江县辣椒根际土壤为材料,采用稀释平板法筛选PGPR,通过16S rRNA序列分析鉴定其菌种,研究其分泌IAA、GA、 铁载体、 溶磷的能力,并采用血平板对菌株的溶血性进行评价.通过浸种和盆栽试验,验证促生菌株对辣椒种子萌发和幼苗的促生作用.结果表明,从辣椒根际土...     

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(Bacillus sp.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(600 mg· 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％.     

促生菌接种对青稞根际土壤微生物群落结构的影响

[目的]本研究探讨了促生菌浸种处理对青稞根际土壤微生物群落结构和菌群多样性的影响,旨在为促生菌在青稞生产中应用提供理论依据.[方法]利用前期筛选出的2株促生菌TSXJ4与GSXJ进行浸种处理,于青稞灌浆期采集根际土壤样品,采用MiSeq高通量测序技术,分析鉴定青稞根际土壤微生物群落结构和菌群多样性.[结果]促生菌浸种改...     

优良植物根际促生菌的筛选及其生物学特性

为获得能应用于环保微生物肥料中性状优良的植物根际促生菌,根据菌株的固氮、溶磷和解钾能力,经过初筛和复筛从不同土壤样本中分离得到1株芽孢杆菌(Bacillus velezensis)(LPL-410.7)。全基因组分析结果显示,该菌株基因组的大小为3 907 842 bp, GC含量为46.66%,可编码3 743个基因/蛋白;生物信息学注释结果显示,LPL-410.7中与促进植物生长相关的功能基因59个,参与次级代谢产物的合成、辅酶运输和代谢、氨基酸运输与代谢等通路途径。进一步的菌株特性试验结果显示,LPL-410.7能够分泌蛋白酶及纤维素酶,并能产生相对表达量为51.78%的铁载体;采用酶联免疫吸附法检测到该菌株亦能产生植物激素吲哚乙酸、赤霉素和细胞分裂素;LPL-410.7在pH 3～10和盐质量浓度为0～15 g/L时均能存活;菌株自凝集性达到88.77%,且具有较强的自由基清除能力。全基因组分析结果与菌株解有机磷、产生促生抗病相关物质(铁载体、吲哚乙酸、纤维素酶和蛋白酶)的实际功能相符合。综合评定,贝莱斯芽孢杆菌LPL-410.7是一株优良的植物根际促生菌,具有很好的开发利用价...     

根际促生菌对棉苗盐碱胁迫的缓解效应

为探究根际促生菌(PGPR)对棉苗盐碱胁迫下的缓解效应,采用1株具ACC脱氨酶活性的PGPR菌株P2处理棉花,测定不同质量浓度盐碱胁迫下棉花的相关生理指标。结果表明,在盐碱胁迫下,PGPR能缓解棉苗所受的毒害,且随着盐碱质量浓度的增大缓解作用越明显。在10g/L的混合盐碱胁迫下,P2菌株处理后棉花种子的萌发率提高185%;可溶性糖质量分数升高69.55%,可溶性蛋白质量分数升高43.67%,提高棉花的渗透调节能力;丙二醛摩尔浓度下降35.33%,过氧化物酶活性升高64.9%,降低胁迫对棉花的伤害;同时,叶片的光合能力、根系活力及根系发育情况也明显优于无菌处理。表明具有ACC脱氨酶活性的菌株P2能有效缓解盐碱胁迫对棉苗的抑制,提高棉苗的抗盐碱性。     

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.     

植物根围促生细菌促生机制研究进展

化肥农药的滥用已严重破坏土壤结构、导致土壤重金属污染、病原菌抗药性增加,危及农产品安全,造成环境资源的破坏,因此,开发环境友好、改善土壤肥力、增强植物抗性、多重防治机制共同作用的生物肥料和生物农药显得尤为重要。植物根围促生细菌(PGPR)因其较强的植物根部定殖能力及具有抑制植物病原菌和促进植物生长的作用而备受关注。本文从直接促生和间接促生两个方面重点阐述了PGPR的促生作用机制,并分析了PGPR在农业生产中的应用和发展前景。     

植物根际促生细菌(PGPR)分离筛选与鉴定

[目的]从不同作物根际土壤中筛选对黄瓜和番茄有明显促生效应的植物根际促生细菌(PGPR).[方法]从番茄、黄瓜、茄子、辣椒四种蔬菜作物的根际土壤中进行分离,测定菌株的促生能力,获得优势广适菌株,再根据菌体形态、培养特征及16S rDNA部分序列分析进行鉴定.[结果]共分离得到24株细菌菌株,经平皿初筛,分别筛选出对黄瓜幼苗、番茄幼苗生长有显著促生作用的细菌11和5株,再经营养钵促生实验筛选出2株对黄瓜、番茄幼苗均具有显著促生作用的PGPR菌,经16S rDNA序列分析,分别为芽孢杆菌属(Bacillus)和布克霍尔德氏菌属(Burkholderia).[结论]所筛选细菌对黄瓜和番茄幼苗有显著促生作用,为进一步构建PGPR广适菌群提供了菌株资源.     

植物促生菌的应用现状

分析了目前植物促生菌应用存在的问题，介绍了世界各国对植物促生菌开发和应用的现状，以及促生菌产品的商业化，剂型与施用媒介，同时简要介绍了加拿大植物促生菌的应用现状和发展。     

根际促生菌对景天科多肉植物雪莲的促生作用

为探讨不同根际促生细菌对雪莲的促生作用,选择阿氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai)、弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)以及铜绿色假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)4种根际促生菌,研究了其对雪莲植株生物量、根系形态、叶绿素质量分数、内源激素质量分数的影响。结果表明接种促生菌雪莲植株叶绿素质量分数提高14.77%~52.27%,接种B.aryabhattai雪莲叶绿素质量分数最高。接种4种促生菌雪莲植株玉米素、吲哚乙酸质量分数显著高于CK,接种B.flexus雪莲植株玉米素、吲哚乙酸质量分数最高,分别是CK的9.99、11.32倍。接种B.aryabhattai、B.flexus、M.luteus促生菌显著提高了雪莲根系的体积、鲜质量,根系体积分别提高了14.09%、21.82%、27.73%,鲜质量分别提高了45.83%、50.00%、41.67%。接种促生菌均促进了雪莲的生长,接种B.aryabhattai雪莲植株鲜质量和冠幅最高,与CK相比分别提高了38.18%、10.97%;其次为接种M.luteus,鲜质量和冠幅分别提高了24.28%、7.83%。促生菌对雪莲具有一定的促生作用,B.aryabhattai的促生作用最为显著,在景天科多肉植物中最具应用潜力。     

具有ACC脱氨酶活性的红枣根际促生菌株的分离筛选及其促生效果研究

采用定向富集法从红枣根际土壤分离筛选具有ACC脱氨酶活性的细菌,同时检测其产生长素（IAA）、固氮和解磷等促生特性。结合形态特征和16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,并采用盆栽试验验证3株高效产ACC脱氨酶的根际促生菌株Pseudomonas fluorescens、Pseudomonas putida和Serratia plymuthica对红枣植株生长的影响。结果表明:1）从红枣根际共分离出10株产ACC脱氨酶的菌株,其ACC脱氨酶活性在14.23~433.05 μmol/(mg·h)。这些菌株都具有产IAA、固氮和解无机磷能力。2）经鉴定,10株菌株分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）和沙雷氏菌属（Serratia）。3）接种Pseudomonas putida菌剂和Serratia plymuthica菌剂均可显著促进红枣植株生长发育,提高植株株高、生物量、叶片氮及磷含量。2种菌株的接种效应明显优于Pseudomonas fluorescens菌剂,且复合菌株应用促生效果优于单一菌株。     

接种蚯蚓及植物促生根际细菌对甘蓝生长·营养元素吸收的影响

[目的]为阐明混合接种蚯蚓及植物促生根际细菌技术在蔬菜生产中的作用。[方法]采用室内盆栽试验的方法,研究接种蚯蚓、植物促生根际细菌(固氮细菌和钾活化细菌)对甘蓝生长的影响以及甘蓝对氮和钾的吸收。[结果]7种接种方式均明显促进了甘蓝根上部分的生长,其中混合接种蚯蚓、固氮细菌和钾活化细菌处理下甘蓝根上部分生物量最大。5种接种方式(接种蚯蚓、双接蚯蚓和固氮细菌、双接蚯蚓和钾活化细菌、双接钾活化细菌和固氮细菌以及混合接种)下甘蓝地上部分氮的吸收量在0.05水平显著高于对照。[结论]混合接种方式是一种有潜力的生物技术,可以用来减少蔬菜生产中化肥的施用量。     

植物生长促生菌对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

JT-5是从水稻根际土壤中分离得到的1株植物生长促生菌。在不同浓度盐(氯化钠)溶液的胁迫下,JT-5对水稻种子的萌发、幼苗的生长发育有显著的促进作用。水稻种子经菌株JT-5处理后,在第三天的发芽势显著地提高。在盐浓度为50、75、100、125 mmol/L时,JT-5处理组水稻种子的发芽势分别为84.44%、92.22%、80.00%和84.44%,而相应的对照组仅为68.89%、54.44%、35.56%和17.78%;同样浓度的盐胁迫下,JT-5能够有效地促进水稻幼苗根长和苗高的生长,分别比对照处理组的根长长10～90 mm和苗高高10～40 mm;JT-5处理组水稻的不定根数多于对照组1.0～2.6条;经JT-5处理后的优势均随盐溶液浓度的增加呈扩大趋势;苗干重和根的含水量(占鲜重)均高于对照组。     

促进小麦生长的根围细菌的筛选及初步鉴定

为探明从植物根围土壤中筛选到具有高效促生作用的细菌菌株的分类地位和促生效果,并为进一步的应用奠定基础。从33个供试土样中分离得到1 700多个细菌菌株,在小麦上进行了促进生长的筛选。经过初筛、复筛,并对数据进行相关分析,最终得到2株具有良好促生效果的细菌菌株ZX-7和ZX-9,菌株ZX-7和ZX-9处理的小麦根重比对照分别增加38.8%和26.1%,鲜重比对照分别增加26.9%和19.3%、株高比对照分别增加7.4%和3.9%。通过对其16S rDNA序列分析,两菌株初步鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus)细菌。