黄芪根际促生菌(PGPR)筛选与特性研究

为获得黄芪根际PGPR菌株并明确其促生特性,可为其在生产中的应用提供依据,本研究以黄芪的根瘤、根系及根际土壤为材料,利用选择性培养基分离筛选根瘤菌与溶磷菌,测定根瘤菌固氮酶活性、溶磷菌株的溶磷能力及分泌3-吲哚乙酸(IAA)的能力,从中筛选出综合性能优良的菌株,并运用生理生化鉴定和16S rDNA分子生物学鉴定相结合的方法鉴定优良菌株的种属。结果发现,溶磷菌数量的分布具有根系表面(RP)>根表土壤(RS)>远根土(NRS)>根内(HP)的规律,有明显的根际效应;经分离纯化获得76 株PGPR菌,其中根瘤菌1株、溶解无机磷菌株42 株和溶解有机磷菌株33 株,其中可分泌IAA能力的溶磷菌株有7株;筛选出综合性能优良,有进一步开发应用潜力的溶磷菌株7株,根瘤菌1株,经鉴定溶磷菌中3株为Pseudomonas sp.,3株为Bacillus sp.和1株为Klebsiella oxytoca,根瘤菌为Rhizobium sp.,这为研制生物菌肥提供优良菌种,同时丰富优良根际促生菌资源库。     

苜蓿根瘤菌cfp荧光标记株的构建及筛选方法

荧光标记根瘤菌在研究根瘤菌侵染宿主形成结瘤时具有良好的示踪效果。本研究以辅助菌株Escherichia coli pRK2073,受体菌苜蓿中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti 12531和苜蓿根瘤菌Rhizobium meliloti GN5,及cfp青色荧光基因供体菌E.coli pMP45179为供试菌株,以三亲本杂交法进行结合转导,并以无氮培养基和TY培养基对标记菌株进行荧光表达及固氮特性的遗传稳定性检测,再对初选菌株以甘农5号紫花苜蓿为宿主进行回接验证,测定了回接植株的生物量,结瘤数和标记菌的占瘤率等指标。结果表明,1)三亲本杂交转导法适用于苜蓿根瘤菌cfp标记菌株的构建,获得大量S.meliloti 12531和R.meliloti GN5的荧光标记株;2)经逐层筛选获得的荧光标记菌中,S.meliloti 12531-cfp6和R.meliloti GNf-cfp5遗传稳定性好,荧光表达量高,结瘤促生能力强;3)与现有抗生素平板分离筛选相比,无氮培养基结合耐药平板筛选能显著提高荧光标记根瘤菌株的甄别筛选效率;4)三亲本杂交法获得的苜蓿根瘤菌荧光标记株个体间差异较大,对标记株固氮及荧光表达能力遗传稳定性的验证和对宿主植物的结瘤促生能力的检测是cfp荧光标记根瘤菌筛选的必要手段。     

欧李(Cerasus humilis)内生固氮细菌筛选、鉴定及特性研究

为探究荒漠草原灌木欧李(Cerasus humilis)根系内生细菌固氮能力和其它特性。采用无氮培养基,从欧李根内分离获得20株内生固氮菌,并结合乙炔还原法测定固氮酶活性,钼锑抗比色法测定溶磷特性,Salkowski法测定分泌植物生长素(Indole acetic acid,IAA)能力,对筛选出固氮酶活性较高的菌株进行16S rDNA序列比对,确定其分类地位。结果表明,分离的内生固氮细菌均具溶磷和分泌IAA能力。所分离菌株固氮酶活性在31.45~424.81 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1之间(NS 25最高),解有机磷量在26.62~99.18 μg·mL^-1之间(YNS 4最高),溶无机磷量在1.10~20.31 μg·mL^-1之间(WNS 21最高),分泌IAA量在3.86~47.00 μg·mL^-1之间(NS 22最高)。10株固氮酶活性较高菌株经初步鉴定NS1 14-1和NS1 14-2为Bacillus pumilus,NS 25和NS 26为Bacillus paralicheniformis,YNS 1为Brevibacterium frigoritolerans,菌株WNS 21和NNS 15为Bacillus velezensis,NS 8为Paenibacillus catalpae,YNS 6为Cytobacillus firmus,NNS 19为Bacillus sp.。研究分离的内生固氮细菌具有溶磷和分泌IAA的能力,有望通过后续研制微生物菌剂为干旱地区植被恢复与生态重建发挥积极作用。     

苜蓿根瘤菌绿色荧光蛋白标记株的构建及对菌株结瘤固氮能力的影响

以苜蓿中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti12531,Sinorhizobium meliloti343和苜蓿根瘤菌Rhizobium meliloti GN5为受体菌,以Escherichia coli pRK2073为辅助菌及绿色荧光蛋白GFP104为供体菌,采用三亲本杂交法进行结合转导。以Winogradsky无氮培养基和TY培养基对标记菌株进行荧光表达及固氮特性的遗传稳定性检测,再对选出的荧光标记菌株以甘农5号紫花苜蓿和WL.343紫花苜蓿为宿主进行回接验证,测定了回接植物的生物量,结瘤数和标记菌的占瘤率等指标。结果表明:(1)三亲本杂交法适用于苜蓿根瘤菌GFP荧光标记菌株的构建,能以S.meliloti 343、R.meliloti GN5和S.meliloti 12531为出发菌株成功构建荧光标记菌株;(2)传代筛选后得到的荧光标记菌株中,S.meliloti 343-gfp2、R.meliloti GN5-gfp4和S.meliloti12531-gfp4遗传稳定性好,荧光表达量高;(3)含抗生素Winogradsky无氮培养基平板筛选与现有含抗生素平板分离筛选法相比,能显著提高荧光标记根瘤菌株的筛选效率;(4)获得的苜蓿根瘤菌荧光标记菌株间无显著差异,对标记菌株形成根瘤的固氮能力,及标记菌株对苜蓿植株生物量的影响进行比较,GFP荧光标记根瘤菌具有较高的遗传稳定性。     

红三叶根际溶磷菌的筛选与培养基优化

为从岷山红三叶根际土壤中筛选出大量高效溶磷菌株,本研究采用Pikovaskaia’s、PKOC1和PKOC2三种溶磷培养基进行溶磷菌株的初步筛选和优良溶磷菌株16S rRNA基因序列鉴定,并对分离筛选效果较好的PKOC2培养基进行响应面优化。结果表明:采用Pikovaskaia’s、PKOC1和PKOC2三种溶磷培养基,从红三叶根际分离出26株溶磷菌株;经16S rRNA基因序列对7株优良溶磷菌株进行初步比对鉴定,初步鉴定结果为:菌株MHS4为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus);菌株MHS7和MHS19为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis);菌株MHS27为苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis);菌株MHS30为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens);菌株MHS31为盖氏假单胞菌(Pseudomonas gessardii);菌株MHS49为产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca)。PKOC2溶磷培养基优化配方为:葡萄糖18.19 g·L^-1,Ca₃(PO₄)₂ 5 g·L^-1,MgCl₂·6H₂O 3.21 g·L^-1,MgSO₄·7H₂O 0.25 g·L^-1,KCl 0.2 g·L^-1,(NH₄)₂SO₄ 0.08 g·L^-1。红三叶根际溶磷菌资源丰富,优化后的溶磷培养基为高效溶磷菌资源筛选提供资源支持。     

若尔盖高寒草地优势牧草植物根际促生菌的筛选及特性

通过探究若尔盖高寒草地优势牧草根际促生菌的分布特征，筛选植物根际促生菌(PGPR)，为研制适宜高寒草地的微生物菌剂提供菌种资源。本研究在低温条件下，采用选择性培养基，从若尔盖高寒草地中的早熟禾(Poa annua)、老芒麦(Elymus sibiricus)根际筛选PGPR。通过钼锑抗比色法测定菌株的溶磷能力，利用乙炔还原法测定菌株的固氮能力，通过16S rRNA基因扩增与系统发育分析确定菌株的分类地位。结果表明，共分离筛选出49株PGPR，其中，溶磷菌28株、固氮菌21株。溶磷菌中17株菌能够溶解无机磷，溶磷量介于290.32～457.77μg·mL^-1，菌株PBRS2溶无机磷量最大，达457.77μg·mL^-1;11株菌能够溶解有机磷，溶磷量介于1.64～6.95μg·mL^-1，菌株MBRS15溶有机磷量最大，达6.95μg·mL^-1。21株固氮菌的固氮酶活性介于93.33～234.35 nmol·(h·mL)^-1，菌株NARS10固氮酶活性最高，达234.35 nmol·...     

黑土区紫花苜蓿根瘤菌特性研究与促生能力分析

本文通过采集东北黑土地区2龄紫花苜蓿(Medicago)根瘤菌菌株,经过根瘤菌的耐盐、耐碱、耐酸、溶磷能力、生长素分泌能力、代时、固氮酶活性等生物学特性测试;并进行回接试验,测定供试菌株促生植株的根瘤数、根瘤重、生物量及全氮量,旨在阐明黑土区苜蓿根瘤菌特性与促生植株地上生物量及其全氮的关系。结果表明:菌株促生植株的全氮量与根瘤菌泌酸能力、代时、促生植株根瘤数显著相关(P≤0.05);菌株促生植株地上生物量与菌株溶磷能力、泌酸能力、促生植株根瘤重呈极显著相关(P≤0.01)。通过通径分和回归分析建立了苜蓿根瘤菌株促生植株地上生物量及其全氮量的最优多元线性回归方程,该方程可为优异菌株筛选及其促生能力判断提供科学依据。     

高寒草甸嵩草、珠芽蓼根际优良植物根际促生菌的分离筛选及促生特性研究

为从高寒草甸优势牧草(蒿草、珠芽蓼)根际筛选具有优良促生特性的植物根际促生菌(PGPR),探寻其根际分布规律,并为后期生产应用提供支撑。采用选择性培养基法筛选根表土(RS)、根表面(RP)和根内(HP)细菌,用点接种法在选择培养基(Pikovaskaia's 培养基、蒙金娜、无氮培养基)中复筛具溶磷、固氮特性菌株;采用钼蓝比色法、气相色谱法和高效液相色谱法分别测定菌株溶磷量、固氮酶活性和分泌植物激素[PHs:吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA₃)、反式玉米素(t-Z)]含量。结果表明:共筛出细菌68株,复筛出溶磷固氮PGPR 43株;其中,溶解无机磷菌17株(溶磷量:9.39~94.79 μg·mL^-1),溶解有机磷菌22株(溶磷量:10.37~72.82 μg·mL^-1),固氮菌30株[固氮酶活性:3.79~3193.07 nmol (C₂H₄)·h^-1·mL^-1];分泌IAA菌26株(IAA含量:0.24~69.98 μg·mL^-1),分泌GA₃菌32株(GA₃含量:0.34~68.87 μg·mL^-1)和36株分泌t-Z菌(t-Z含量:0.11~47.59 μg·mL^-1)。植株根际促生菌PGPR均表现出根表面RP区细菌数显著高于根表土RS和根内HP区,珠芽蓼根际筛选出的PGPR多于嵩草根际;蒿草PGPR溶解有机磷能力强于珠芽蓼根际PGPR,但溶无机磷PGPR数目和能力相反。分泌植物激素PHs菌株在能力和数量上均表现出t-Z>GA₃>IAA的趋势。因此,优良溶磷菌(ZNRS2、SNRP2、ZKHP3、ZKRP1),优良固氮菌株(SKRP2、SNHP1、ZNRS3)和优良产植物激素PHs菌(SKHP3、ZNHP2、ZKRS2、ZKRP1、ZKRP2)可用于后期微生物肥料制作和相关研究,其中ZKRS2的促生功能较多,可进行深入挖掘。     

高寒草地耐低温植物根际促生菌的筛选鉴定及特性研究

为获得优良植物根际促生菌（PGPR）并明确其促生特性,以红原地区广泛分布的3种高寒草地优势植物为材料,采用选择性培养基从3种高寒植物根际分离、筛选具有固氮、溶磷、分泌植物激素能力的耐低温植物根际促生菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定。结果表明：毛稃羊茅、洽草、紫穗鹅观草植物根际分布着大量根际细菌,且PGPR在根际不同部位的数量呈现出根系表面（RP）>根表土壤（RS）>根内（HP）的分布规律。经筛选共获得76株PGPR菌株,其中固氮菌30株,其固氮酶活性为124.61~311.04 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1;溶解无机磷菌株24株,溶解有机磷菌株22株,溶磷量分别为249.85~558.07 μg·mL^-1和52.25~158.77 μg·mL^-1。挑选固氮酶活性较高、溶磷能力较强的27株PGPR菌株进行分泌植物激素能力测定,26株菌株具有分泌赤霉素（GA₃）的能力,分泌量为0.60~52.91 μg·mL^-1,分泌吲哚-3-乙酸（IAA）菌株18株,分泌量为0.11~1.53 μg·mL^-1,分泌玉米素（t-Z）含量均小于0.31 μg·mL^-1。筛选出综合性能优良的菌株14株,经鉴定分别属于假单胞菌属、不动杆菌属、假节杆菌属、贪噬菌属。研究结果可为研制适合高寒地区植被恢复的微生物肥料提供宝贵的菌种资源及理论基础。     

贵州岩溶山区多花木蓝根瘤菌及高效菌株筛选

为了筛选获得寄主识别范围广、结瘤固氮能力强的抗逆高效多花木蓝（Indigofera amblyantha）根瘤菌资源,本研究从贵州省22个县（市）5个不同生态功能区采集多花木蓝根瘤样品,经分离、纯化根瘤菌株,观察菌体形态结构,结合16S rRNA基因序列分析比对结果后,选择来自不同地域、不同种类的多花木蓝根瘤菌,采用盆栽回接方法,结合菌株固氮酶活性的测定,筛选结瘤固氮能力强、植物促生效果好的优良根瘤菌株。结果发现：共分离纯化获得33个根瘤菌株,经鉴定分属6属22种。筛选出优良促生固氮根瘤菌6株,其中分离自罗甸县沫阳镇多花木蓝根瘤样品的菌株LMIR32-1为最优促生根瘤菌,其固氮酶活性高达263.05 IU·L^-1,酶活力及植物促生效果与另外5个优良菌株的差异均达显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）水平。本研究结果为豆科牧草共生体系在本地区农牧业生产及生态环境建设中的综合应用提供了理论基础。     

羊草根际促生菌的分离筛选及促生作用研究

植物根际促生菌（PGPR）是定殖在植物根际并且能够促进植物生长发育的一类有益细菌,本研究从不同地区的羊草根际分离筛选具有固氮、溶磷、分泌ACC脱氨酶和分泌生长素（IAA）能力的PGPR菌株,以期为研发PGPR为主的微生物肥料提供菌种资源。本研究从黑龙江兰西、内蒙古锡林浩特和呼伦贝尔3个地区共分离到20株具有固氮酶活性的固氮菌株,固氮酶活性范围为8.71~11.63 nmol C₂H₄·mL^-1·h^-1。通过PKO无机磷培养基和蒙金娜有机磷培养基从3个地区筛选出的溶磷圈直径与菌落直径比值（D/d值）大于1.5的溶解无机磷的PGPR和溶解有机磷的PGPR分别有26和36株,其溶磷量范围分别为7.08~82.71 μg·mL^-1和1.56~32.48 μg·mL^-1。筛选出60株具有ACC脱氨酶活性的PGPR菌株,酶活性范围为0.04~64.31 μmol α-KA·mg^-1 Pr·h ^-1。挑选上述固氮酶活性较高、溶磷能力较强及ACC脱氨酶活性较高的39株PGPR菌株进行分泌IAA能力测定,结果表明这39株PGPR均具有分泌IAA的能力,分泌量范围为3.27~48.97 μg·mL^-1。通过初步试管接种试验,本研究筛选出两株菌株HPS14和XPR2,可促进羊草生长。与对照 ［株高、地上和地下生物量分别为（22.2±0.58） cm,（0.0461±0.0069） g和（0.0038±0.0007） g］ 相比,接种菌株HPS14后羊草的株高、地上和地下生物量分别增加了49.0%,89.2%和243.1%;接种菌株XPR2后羊草的株高、地上和地下生物量分别增加了16.8%,28.9%和240.0%。经16S rRNA基因序列比对鉴定,这两株菌分别属于Inquilinus ginsengisoli和Phyllobacterium loti。本研究结果可为后续PGPR微生物肥料的研制提供菌种资源和理论依据。     

甜高粱根际溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究

利用蒙金娜培养基,从甜高粱根际分离具有溶磷能力的菌株,通过溶磷圈法筛选出5株溶磷能力较强的菌株,利用钼锑抗比色法和Salkowski比色法分别对溶磷特性与分泌IAA能力进行测定,结果表明,筛选的菌株分解磷酸钙的能力存在显著差异,溶磷量在107.26~233.95 μg/mL之间,各菌株均具有分泌IAA能力,IAA分泌量在15.23~27.79 μg/mL之间,接种溶磷菌后甜高粱株高、茎粗、干重都比对照明显提升。因此, 溶磷能力和分泌IAA能力较强的菌株(WD₅₁、WD₂₀) 可作为研制微生物肥料的优良菌株。     

鸭茅根际溶磷菌溶磷性和分泌植物生长素能力的研究

从鸭茅根际不同部位分离具有溶磷能力的菌株,通过溶磷圈法筛选出9株溶磷能力较强的菌株进行深入研究。利用钼蓝比色法测定其溶磷能力。结果表明：磷酸钙为磷源时溶磷量在109.47～270.40μg/mL,磷酸铝为磷源时溶磷量在0.00～25.86μg/mL。以磷酸钙为磷源进行动态研究,2次测定的溶磷量不同,测定最佳时间为9～12d。菌株分泌IAA测定结果显示,大部分菌株具有分泌IAA能力,加前体物质色氨酸时菌株分泌IAA能力较未加时大,菌株Da11、Da15在无前体物质条件下分泌IAA量分别达到10.60、10.69μg/mL。综合菌株的溶磷、分泌IAA,认为Da8、Da11、Da15、Da19和Da20等5个菌株具有较大的应用潜力。     

贵州黄壤地区葛藤根际溶磷细菌溶磷、分泌IAA及其它特性研究

从葛藤(Pueraria lobata)根际分离出8株具有较强溶解无机磷能力的菌株,溶磷圈法测定菌株的HD/CD值(溶磷圈直径HD,菌落直径CD)在2.14～6.73,液体振荡培养下菌株对磷酸钙的溶解量在72.28～159.15mg/L,菌株培养液pH值较初始培养基的pH值7.0均下降。菌株GTR2和GTR15溶解磷酸钙(分别为159.15mg/L、138.72mg/L)及分泌IAA能力(分别为12.71mg/L、14.44mg/L)均较大,且均为碱性菌株,能在甘露醇等多种碳源上较好生长。综合各菌株的溶磷及分泌IAA能力,菌株GTR2和GTR15有望成为高效微生物磷肥接种剂的优良菌种。     

三叶草根际溶磷菌溶磷及分泌IAA能力测定

为了获得优良的菌株资源,采用溶磷圈法、钼锑抗比色法和Spot、S2比色法,定性、定量测定了分离自三叶草根际10株溶磷细菌的溶磷和分泌植物生长激素(IAA)的能力,结果表明:各菌株在PKO无机磷培养液中的有效磷增量在106.63～666.01mg/L(P<0.05),菌株ls1-3有效磷增量最大;各菌株在蒙金娜有机磷培养液中的有效磷增量在0.32～58.42mg/L(P<0.05),菌株lhs11有效磷增量最大;有些菌株既能溶解无机磷,又能溶解有机磷,如菌株lhs4和lhs11;有些菌株能溶解无机磷,但无溶解有机磷的能力,如菌株ls1-3和ls1-5。除3个菌株(ls2-11、ls2-16和ls3-2)外,其他菌株都能分泌IAA,分泌量在0.36～20.39mg/L(P<0.05),菌株ls3-5分泌能力最强(20.39μg/mL)。菌株ls1-3、ls2-3、ls3-5、lhs4和lhs11有望作为研制微生物肥料的优良菌株。     

祁连山云杉林土壤溶磷细菌的分离及对白三叶的促生效应

为获得具有促进牧草白三叶(Trifolium repens L.)生长能力的优良溶磷细菌(Phosphate solubilizing bacteria,PSB)资源,本研究以祁连山青海云杉林(Picea crassifolia)根际土壤细菌为研究对象,采用平板定性与钼锑抗比色定量分析、系统进化分析和植物盆栽接种试验,...     

联合固氮菌株分泌能力及其对燕麦的促生效应测定

测定了分离自草坪草和燕麦根际的固氮菌株的分泌植物生长素(IAA)能力及其对燕麦的促生效应。结果表明:11株固氮菌都能分泌IAA,其中加前体(色氨酸)浓度在2.16~22.3μg/mL的有9株浓度大于10μg/mL;不加前体浓度在0.81~13.8μg/mL的有6株浓度大于10μg/mL,有6株能够溶解有机磷,3株能够溶解无机磷,且溶磷强度在58~82μg/mL,1株既能溶解有机磷,又能溶解无机磷;试管试验中除了2株效果比对照差外,其他9株株高增加62.8%~142.8%、叶绿素增加2.78%~63.89%、地上植物量增加21.45%~150.48%、地下植物量增加2.04%~70.75%、总根长增加2.27%~41.27%、根表面积增加11.32%~84.9%;另外I017和I012两个菌株分泌激素能力较好,I016菌株综合能力较好。