根际促生菌促生机理及其增强植物抗逆性研究进展

植物根际促生菌具有促进植物生长、提高作物产量及诱导植物产生系统抗性来抵御生物和非生物胁迫的作用。目前，随着绿色可持续现代农业的大力发展，微生物菌肥成为备受青睐的新型肥料。因此，有关根际促生菌的分离、鉴定、与植物的互作机制以及利用根际促生菌制备微生物肥料等方面的研究日益受到重视。本文系统综述了根际促生菌促进植物生长的机理（包括固氮、溶磷、解钾、溶铁、分泌植物激素、释放挥发性物质等）和增强植物抵御生物胁迫（包括病原菌、害虫等）及非生物胁迫（干旱、盐害、重金属等）方面的研究进展，并针对根际促生菌的未来研究方向进行了展望。     

植物生长促生菌浸种对高寒地区燕麦生长及固氮的效应

将燕麦Avena sativa种子用植物生长促生菌(PGPR)悬浮液浸泡处理后播种于栽培盆中,观测其对燕麦生长、产量及与产量形成有关的株高、根长、绿叶数、干质量等部分农艺性状的影响以及浸种后植物的固氮效率。结果表明:植物生长促生菌浸种能促进燕麦株高和根系生长,增加燕麦的叶片数,提高燕麦生物产量和固氮效率。在10个菌剂中,W6增加干质量和叶片数最明显;O3,T1,W6和W5促进株高效果较好;W6和M处理对促进根系的生长效果最好。     

促进镉吸收积累的植物根际促生菌的筛选及其对一年生黑麦草的影响

植物根际促生菌（PGPR）具有促进植物生长和提高重金属吸收的能力。因此,将PGPR作为土壤修复菌接种到具有较大生物量的植物根际,对提高植物修复效率具有重要意义。从镉污染地区的植物根际土壤中分离得到30株耐镉菌株,根据其分泌吲哚乙酸（IAA）、溶磷、产1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶、铁载体及促生试验结果,选取2株具有PGPR特性的菌株接种到耐镉性不同的两种一年生黑麦草品种IdyⅡ和Wasehope中,测定它们对黑麦草生长和镉吸收积累的影响。当土壤镉含量为（19.5±0.42） mg·kg^-1时,分别接种Pi01和Ma02,结果表明：镉处理下,接种2种菌株后两种一年生黑麦草的生物量和镉积累量均显著提高（P<0.05）;叶绿素含量增加;光合作用增强;根际土壤镉有效态含量增加。因此,接种筛选出的2种PGPR能够促进黑麦草生长,增加其对镉的积累。     

根际促生菌的筛选及其在尾矿改良中的应用

为探索经济高效且应用推广性强的尾矿改良和植被恢复措施，筛选了来自尾矿原生植被的根际促生菌，并将其组配形成混合促生菌液。采用盆栽试验，研究了混合促生菌液（B）、生物炭（C）和粪肥（F）及不同组合（BC、BF、CF、BⅠCF、BⅡCF，其中BⅠCF是三者复合处理；BⅡCF是在BⅠCF基础上增加1倍的混合促生菌液）对千叶蓍种子萌发和植株生长，根际微生物群落组成，矿砂养分、酶活性以及盆栽系统中的氮素转移和可利用磷、钾总量的影响。筛选得到4株具有固氮、溶磷、解钾、合成吲哚乙酸或分泌1-氨基环丙烷羧酸脱氨酶的根际促生菌，分别为KSB1、KSB2、KSB7和KSB21。盆栽试验结果表明：与CK（空白对照）相比，接种混合促生菌能够强化矿砂磷酸酶活性，并提高假单胞菌属和根瘤菌属在根际环境中的丰度；添加生物炭对矿砂养分和千叶蓍生长的影响有限；施用粪肥可促进千叶蓍生长，强化矿砂酶活性，显著提高蓝细菌属丰度（P<0.01）、盆栽系统氮素总量及可利用磷、钾总量。与单独施用粪肥（F）相比，接种混合促生菌+粪肥（BF）与添加生物炭+粪肥（CF）均能进一步提高部分千叶蓍生长指标和矿砂酶活性。此外，BF处理盆栽系统氮素总量增加了11.18%，可利用磷、钾总量分别增加了22.54%和22.00%；而CF仅有可利用钾总量增加了8.32%。BⅠCF和BⅡCF处理下各指标均高于其他处理，BⅡCF矿砂碱解氮、磷酸酶活性以及千叶蓍植株生物量等指标较BⅠCF有显著提高（P<0.05），且盆栽系统氮素总量增加了9.54%，千叶蓍植株钾总量增加了19.12%，蓝细菌属和假单胞菌属的相对丰度提高了51.96%和13.62%。试验条件下，直接接种促生菌或添加生物炭对尾矿基质改良和植被恢复效果不显著；施用粪肥对改善矿砂养分供给和促进绿垦作物千叶蓍的生长有关键作用；促生菌液和生物炭的功能发挥与粪肥的施用与否存在直接关系；BⅡCF处理是一种有效的矿砂改良措施，其中的多功能混合促生菌发挥了固氮、溶磷和解钾作用，并增强了千叶蓍对钾元素的吸收利用能力。     

5株植物根际促生菌对紫花苜蓿生长和品质的影响

以前期研究中分离的5株植物根际促生菌(PGPR)为试验材料,采用盆栽试验的方式,将植物根际促生菌制剂接种到紫花苜蓿幼苗的土壤中,测定不同处理下苜蓿株高、茎粗等生长指标以及粗蛋白、粗脂肪和粗纤维等品质指标的变化,研究其对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长和品质的影响。结果表明:选用的5株植物根际促生菌均能够有效促进紫花苜蓿生长,改善品质,但不同菌株的促生效果不同。促生菌株处理后,紫花苜蓿的株高、茎粗分别增加了11.2%~75.2%和4.1%~22.2%;粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了6.0%~20.1%、3.8%~12.7%,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量分别降低了1.8%~3.8%、1.4%~4.4%。以菌株Gnyt1促生效果最佳,具有进一步开发利用的潜力。     

促生菌的分离鉴定及其对柳枝稷种子在盐胁迫下的萌发促进作用

从柳枝稷根茎中分离根际促生菌,评价这些促生菌对柳枝稷种子在NaCl盐胁迫下的萌发促生作用。本研究通过对以1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)为唯一氮源的柳枝稷根茎中的促生菌进行分离和筛选,利用16SrDNA进行鉴定,共分离出2株促生菌,分别为Pseudomonas sp.(P),Rhizobiumsp.(R)。并测定分离菌株的ACC脱氨酶和生长素(IAA)活性,P菌的ACC脱氨酶和IAA活性分别为895±35nmol(α-丁酮酸/蛋白mg/h),22.5±1.6μg mL-1。R菌没有ACC脱氨酶活性,其IAA活性为11.3±0.5μg mL-1。把分离所得的促生菌接种到柳枝稷种子上,通过统计接种促生菌和未接种促生菌的柳枝稷种子在不同浓度的NaCl盐胁迫下的种子萌发、胚根长、胚芽长和幼苗的相对电导率,继而评价这些促生菌对柳枝稷种子发芽和幼苗生长的促进作用。结果表明:和对照组相比,P菌和R菌以及他们的混合菌都能提高NaCl盐胁迫下柳枝稷种子的发芽率、发芽势、发芽指数,促进胚根和胚芽的生长、降低幼苗的相对电导率。因此促生菌P、R、P+R处理,可以提高柳枝稷种子在NaCl盐胁迫的萌发,并且促进幼苗的生长,缓解盐胁迫对植物的毒害作用,从而增强该植物对盐胁迫的抗性。     

青贮玉米促生菌的鉴定及生物学特性的研究

根据布坎南.R.E等著《伯杰细菌鉴定手册》（第八版）,对4株青贮玉米促进菌进行鉴定。结果表明,4株促生菌分属于短芽胞杆菌（Bacillus brevis),蜡质芽孢杆菌（Bacillus cereus）,放射形土壤杆菌（Agrobacteria radiobacter）和假单胞杆菌（Pseudomonas sp）。此餐,还对4株促生菌的生物学特性进行了比较观察。     

干旱区玉米专用菌肥对玉米生长特性的影响

利用前期筛选出的优良根际促生菌株,研制玉米专用菌肥,进行大田试验,测定其替代部分化肥对玉米生长特性的影响。结果表明:利用筛选的优良促生菌研制的玉米专用菌肥符合微生物肥料NY227-94标准。菌肥替代15%~30%化肥的玉米叶片数及植物产量与当地高产栽培方式最佳施肥量之间差异不显著。替代15%化肥的玉米生长特性(株高、干物质积累、农艺性状、产量构成因素及经济产量、植物产量等)与当地高产栽培方式最佳施肥量差异不显著,且个别指标有不同程度提高;替代30%化肥除在植物产量与最佳施肥量相比差异不显著外,其他各项指标均有所下降。专用菌肥替代15%~30%化肥,可以减少化肥投入,其直接经济效益分别为416.4和1058.4元·hm~(-2)。     

桑树内生拮抗细菌枯草芽孢杆菌L144对植物生长及营养代谢的影响

桑树内生拮抗细菌枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)L144对多种植物病原菌具有较强的抑制作用。为进一步探讨该内生菌的开发应用价值,研究了该内生菌对植物生长及营养代谢的影响。试验结果表明:适当浓度的L144菌株培养液能明显提高玉米和桑树种子的发芽势、发芽率和胚根长,增加玉米和桑树幼苗的株高及植株鲜质量和干质量,提高植株体内叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖的含量,且以菌株培养液10倍稀释液的促生作用最为显著;该菌株的菌体悬浮液及胞外分泌物对玉米幼苗也表现出不同程度的促生作用;该菌株还具有分泌植物生长激素、溶解无机磷和有机磷的性能,有可能是其促进植株生长的主要作用机制。试验结果提示,L144菌株的培养液及菌体和胞外分泌物对植物有较明显的促生作用。     

耐盐促生菌筛选鉴定及对盐胁迫燕麦生长的影响

为获得耐盐促生菌资源,探究对盐胁迫燕麦（Avena sativa L.）的促生作用。用选择性功能培养基复筛黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）根系的促生菌,16S rDNA分子生物学技术确定分类学地位。测定接种促生菌对燕麦根系形态、株高及地上生物量的影响。获得目标菌株2株,LrM1固氮酶活性117.0 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1,溶无机磷量40.0 mg·L^-1,分泌indole-3-acetic acid （IAA） 30.0 μg·mL^-1,无产1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid（ACC）脱氨酶特性,耐盐性为9%,经鉴定为Paenibacillus peoriae;LrM2固氮酶活性280.0 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1,溶无机磷量5.6 mg·L^-1,具有产ACC脱氨酶的特性,耐盐性达11%,经鉴定为Bacillus属。不同盐浓度下各促生菌对燕麦的促生效果差异显著（P<0.05）,LrM2在0.6% NaCl胁迫时显著促进总根长、根表面积、根体积和根尖数增加,株高和鲜重分别增加21.9%和24.7%（P<0.05）。LrM2有多种促生特性和高耐盐性,能够促进盐胁迫下燕麦的生长,具有开发成盐碱地微生物肥料的潜力。     

3种荒漠珍稀植物根际促生菌的筛选、鉴定及对高粱幼苗生长的影响

为获得优良植物根际促生菌,本研究从荒漠珍稀植物根际土中分离筛选促生菌,结合16S rDNA基因序列、生理生化特征对其进行鉴定,并通过发芽和盆栽试验分析其促生效果。结果显示：土壤全氮、有效钾、有机质含量较少,呈弱碱性;分离得到5株可固氮、溶磷、产蛋白酶的菌株BN5,HN7,BP4,HD3及SD5,其分别隶属于鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas sp.）、根癌农杆菌属（Agrobacterium tumefaciens）、节杆菌属（Arthrobacter sp.）、磷酸镰孢菌属（Fictibacillus phosphorivorans）及单纯芽孢杆菌属（Bacillus simplex）;5株菌对高粱（Sorghum bicolor）幼苗均表现出促生作用,效果最明显的为菌株BP4,其处理的高粱幼苗发芽势、发芽率、芽长、根长、株高及鲜重较对照组分别增加了55.30%,23.16%,54.52%,40.24%,22.59%,26.67%。本研究结果可为今后荒漠优良菌种资源库的建设提供理论依据。     

植物根际促生菌发酵液中植物激素含量的液液萃取-高效液相色谱测定法

植物根际促生菌分泌的植物激素在植物生长过程中发挥着重要作用,能够调节植物生长、发育及抗逆的各个过程。了解植物根际促生菌分泌的植物激素含量,对优良促生菌资源的筛选至关重要。本研究建立了高效液相色谱法以快速准确测定植物根际促生菌发酵液中植物激素含量。样品用超纯水-乙酸乙酯(体积比1:2)提取,以Agilent ZORBAX Eclipse Plus C₁₈色谱柱分离,采用体积比45:55的甲醇-水(含0.2%冰乙酸)作为流动相,流速为0.8mL·min^-1,柱温为30℃,进样体积为10μL,在254 nm检测波长下进行检测。结果表明：3种植物激素在测定的浓度范围内线性关系良好,相关系数(R²)均大于0.997,样品的平均加标回收率为88.02%～108.40%,相对标准偏差(n=3)为0.02%～6.51%。该方法简单、快速,适用于植物根际促生菌中3种植物激素同时测定,研究结果为今后微生物肥料的研制应用提供了菌种资源与参考。     

耐盐促生菌的筛选及其对狗牙根耐盐性的影响

盐胁迫严重影响植物生长,根际促生菌(PGPR)可与植物密切互作,从而缓解盐胁迫并促进植物生长。本研究以滨海盐碱地植物的根际土为研究对象,用平板划线法在含盐培养基上筛选高耐盐的菌株,并对其生物学特性及分子生物学鉴定种类进行初步研究。结果显示,从盐碱地狗牙根(Cynodon dactylon)根际土壤中共筛选到耐盐菌27株(包括12株细菌菌株和15株真菌菌株);其中吲哚乙酸(IAA)高产菌1株(Z7),产IAA菌10株(X1、X2、X8、X10、X11、X12、Z2、Z3、Z9、Z13),溶磷菌5株(X1、Z2、Z4、Z5、Z14);最终筛选出6株耐盐促生菌株(X8、X11、X12、Z3、Z7、Z9)进行外源添加试验,研究其对狗牙根生长及耐盐能力的影响。结果发现：无论是否处在盐胁迫条件下,菌株X8、X11、X12、Z3、Z7均能不同程度地促生,主要表现为促进狗牙根根长及地上和地下部鲜重;菌株Z9虽然在非盐胁迫条件下无明显促生表现,但是在盐胁迫下,能提高狗牙根根长和地下鲜重的27.5%和85.2%。盐胁迫下,6株候选菌株对根长和地下鲜重效果更好,增长率分别为3.3%～32.0%和29.0%～...     

高原早熟禾根际促生菌分离筛选及特性研究

为获得高原早熟禾（Poa alpigena L.）根际优良促生菌资源,从甘南草原采集高原早熟禾样品,从其根际分离筛选具有溶磷、固氮能力的促生菌株,研究其促生特性,并验证其对高原早熟禾种子萌发及幼苗生长的影响,在此基础上,运用16S rRNA基因分析法确定其分类地位。结果发现：共分离出32株具有促生作用的菌株,筛选出的5株优良菌株中溶解无机磷菌株有4株,溶有机磷菌株3株,固氮菌4株;5株菌株均具有分泌吲哚-3-乙酸（Indole-3-acetic acid,IAA）的能力,分泌量在9.62~76.16 μg·mL^-1之间;待测菌均能提高高原早熟禾幼苗的发芽率、发芽指数、幼苗活力指数,并能促进高原早熟禾幼苗的生长;分类地位鉴定结果表明5株菌中有2株枯草芽孢杆菌,1株蕈状芽孢杆菌,1株不动杆菌以及1株荧光假单胞菌。本研究为进一步的促生菌机理研究和功能微生物资源开发奠定了基础。     

植物根际促生菌对高原早熟禾根际土壤氮素及固氮微生物的影响

为研究植物根际促生菌对土壤氮素和固氮微生物含量的影响,通过5株优良植物根际促生菌接种高原早熟禾,研究它们对根际土壤全氮、速效氮含量,土壤脲酶活性、土壤固氮菌、土壤固氮菌nifH基因相对丰度的影响。结果发现：植物根际促生菌对土壤氮素和固氮微生物含量有明显的提高作用,不同菌株的作用效果不同。使用促生菌后,土壤全氮含量提高了8.3%～41.67%,土壤速效氮的含量提高了3.98%～45.64%,土壤微生物量氮含量提高了21.27%～34.28%,土壤脲酶活性提高了20.0%～28.89%,土壤好气性自生固氮菌含量提高了37.98%～64.52%,土壤嫌气性自生固氮菌含量提高了5.56%～24.6%,土壤固氮菌nifH基因的相对丰度提高了4.64%～18.5%。说明植物根际促生菌能够促进土壤氮代谢,提高土壤固氮微生物的含量,对于土壤健康具有重要的作用。     

促生菌对青贮玉米根圈微生物的影响

就促生菌对青贮玉米根圈微生物种群数量变化及消长规律的影响进行了研究，结果表明，促生菌能使青贮玉米土壤中的细菌（Ｐ〈０．０１），放线菌（Ｐ〈０．０１）和真菌（Ｐ〈０．０１）数量极显著地增加，其细菌、放线菌的数量随玉米生长发育逐渐增多，真数量增长缓慢。氨化细菌（Ｐ〈０．０５）、亚硝酸细菌（Ｐ〈０．０５）和反硝化细菌显著对高于对照。玉米根际芽孢菌明显增加，并随青贮玉米生育期而变化。     

沧州盐碱地紫花苜蓿根际促生细菌的筛选

本研究以河北省沧州黄骅市紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,对采自黄骅地区常郭乡赵子札村、羊二庄镇张八寨村及旧城镇云庄村等10个地点的紫花苜蓿根际土壤进行细菌分离纯化和培养,获得134株根际细菌。进而将其接种到紫花苜蓿植物种苗,培养60d后,比较分析了接种不同根际促生菌对植物生长的促生影响,选择了30株促生细菌优良菌株,并且对30株细菌菌株进行了溶磷能力和分泌生长素能力的测定。结果表明,菌株EF2对植物干重增重影响最为显著(P0.05),其溶解有机磷和无机磷能力也最强;菌株LF13分泌生长素的能力最强,其对株高的影响较为明显。研究最终初步筛选出9株溶磷能力和分泌生长素能力较强并能促进紫花苜蓿显著生长的根际细菌。     

无机磷溶解菌对扁穗雀麦生长及品质的影响

对扁穗雀麦(Bromus cartharticus)根际溶磷菌进行分离,得到6株溶磷菌株。采用盆栽试验,比较接种6种不同溶磷菌株对扁穗雀麦的株高、分蘖数、根长、地上与地下部分生物产量等的影响,同时也进行了营养品质(粗蛋白、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、全磷和全钙)的测定。结果发现:溶磷菌肥能促进扁穗雀麦根系生物量的增加,Br24,Br7和Br17的效果最明显;溶磷菌对株高和产量的促进作用在植物生长早期要优于后期,Br24与Br7效果最好。施加溶磷菌肥能够显著提高了植物总磷含量,降低了总钙与中性洗涤纤维含量(除Br8与Br17),促生效果较好的菌株粗蛋白含量略有下降(P0.05),而促生效果不显著的菌株粗蛋白含量显著增加。综合分析,生产应用潜力最大的2个菌株为Br24与Br7。     

内生菌提高植物抗旱性和耐盐性分子机制研究进展

植物-内生菌共生体在缓解植物的非生物和生物胁迫方面发挥着重要作用。在干旱和盐胁迫下,内生菌可以通过调控植物光合作用、激素浓度、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性以及相关基因表达等来保证植物正常生长和发育,从而增强植物抗逆性。近年来,植物促生菌(Plant growth promoting bacteria, PGPB)接种剂也被广泛研究应用。本文综述了植物内生菌的多样性、共生内生菌和PGPB在干旱和盐胁迫下对植物基因的调控,为内生菌提高植物耐旱性和耐盐性的分子机制的深入研究提供参考。     

不同根际促生菌肥复合载体对燕麦产量的影响

以木炭、泥炭、花土、有机肥、菌糠为不同基质载体,利用前期从植物根际分离出的3株溶磷菌和1株联合固氮菌制作PGPR菌肥,并进行田间随机区组试验,研究其对燕麦草产量和籽粒产量的影响。结果表明,除菌肥4以外,其余处理活菌数均符合《微生物肥料》NY227-94质量标准,其中,菌肥1和菌肥2的活菌数最优,适宜作为PGPR菌肥载体;施用不同PGPR菌肥对燕麦的株高、干草产量和籽粒产量具有明显的促进作用,其中,各处理对株高影响不显著,而燕麦草产量的增产效果与作物所处的生育期有关,灌浆期菌肥1的促生效果良好,成熟期菌肥5的促生效果较佳。菌肥1干草产量和籽粒产量较ck分别提高20．4％和10．8％,说明以配方1可作为PGPR菌肥的良好载体。