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。     

植物根际促生菌辅助红麻修复铅污染土壤

通过盆栽实验研究土壤Pb浓度对经济作物红麻（Hibiscuscannabinus）生长、富集及转运Pb的影响,并将具有较强Pb抗性的植物根际促生菌（PGPR）DBM1（Arthrobactersp．）接种至红麻根际,考察Pb胁迫下PGPR对红麻的促生作用,以探索利用PGPR辅助重金属耐性植物红麻对Pb污染土壤进行植物稳定修复的可行性。结果表明,土壤Pb浓度和接菌处理均显著影响红麻的生长。红麻对Pb具有较高耐性,可通过将Ph富集在根部,并抑制其向地上部转移,从而在中低Pb（Pb400和Pb800处理）污染土壤中良好定植和生长。土壤Pb浓度达到1600mg·kg^-1时,红麻生长开始受到Ph胁迫的抑制,红麻通过自身胁迫抵抗机制缓解Pb毒性。接种DBM1可有效促进红麻的生长,提高红麻叶绿素含量。DBM1对红麻的促生作用是由胁迫诱导的特性,在高Pb胁迫下促生效果更显著。因此,可利用植物根际促生茵DBM1辅助红麻对高Pb污染土壤进行植物稳定修复,在促进红麻生长的同时,有效抑制Pb向红麻地上部的转移。     

植物根际促生菌(PGPR)的研究与应用前景

植物根际微生物主要以细菌为主,多样性高且活跃,分为有益菌（2 % ~ 5 %）、有害菌（8 % ~ 15 %）以及中性菌（80 % ~ 90 %）。从有益菌中筛选出的植物根际促生菌（Plant Growth Promoting Rhizobacteria,简称PGPR）具有促进植物生长、防治病害等功能,成为土壤科学领域的研究热点。本文目的是了解PGPR在国内外的研究现状,寻求高效、长效且安全的开发与利用方式对PGPR促生及生物防控功能具有重要意义。基于Web of Science核心合集数据库,采用CiteSpace、VOSviewer、HistCite等工具对PGPR研究领域的发文数量与学科分布、发文国家及机构间的合作关系、发文期刊、主要研究热点以及发展趋势等进行了计量分析。结果表明：① 印度、中国、美国、巴基斯坦、德国等国在该领域发文的引用频次较高,研究较为深入。②全球对PGPR研究的重视程度越来越高,主要集中于植物科学学科与微生物学学科。③ 发文主要期刊有Frontiers in Microbiology、Frontiers in Plant Science及Plant and Soil,关键文献中PGPR的促生、抗胁迫、污染修复等内容占据较高比例。④ 关键词聚类主要分为生物修复功能与措施、PGPR的促生及胁迫耐受性等、根际功能菌群的种类及系统抗性、根际菌群促生及生物防控功能等4类。生物防控是PGPR领域的一个研究热点,该领域未来研究趋势主要集中于PGPR及其它土著菌群与植物之间的互作关系以及PGPR高效应用的方式等。     

PGPR菌剂对辣椒的促生效应及根际土壤细菌的响应研究

研究田间条件下PGPR菌剂灌根对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构的影响,为深入探究PGPR菌剂的田间促生机制提供理论依据。以4株PGPR菌株制成PGPR菌剂,对辣椒进行灌根,并采用Illumina-MiSeq平台对辣椒根际土壤细菌V3-V4区进行Paired-end测序,结合细菌及功能菌群数量、辣椒产量指标,比较分析菌剂灌根配施全量化肥(PGPR-CF1)、菌剂灌根配施80%化肥(PGPR-CF2)和全量化肥(CK)处理后对辣椒根际土壤细菌数量及群落结构特征的影响。结果表明:PGPR菌剂灌根后辣椒根际土壤细菌及包含固氮、解磷及解钾等功能菌群的数量显著提高,且物种丰度和多样性均高于对照,细菌优势度则表现为PGPR-CF1和CK组高于PGPR-CF2。所有土样共得到有效序列573 896条,在相似水平为97%下聚类分析得到OTUs数分别为2 153个(CK)、2 337个(PGPR-CF1)、2 358个(PGPR-CF2);各处理辣椒根际土壤中的优势门为酸杆菌门、放线菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门和变形菌门,相对丰度总占比分别为83.7%(PGPR-CF1)、79.55%(PGPR-CF2)和79.77%(CK)。PGPR菌剂灌根后增加了伯克霍尔德氏菌目、芽孢杆菌目、鞘脂单胞菌目等的相对丰度,降低了芽单胞菌目、酸杆菌目的相对丰度。Pearson指数表明,辣椒产量和单果重与根际土壤细菌多样性和丰度正相关。研究显示,PGPR菌剂处理,可以提高根际土壤细菌和功能菌群的数量,同时影响了物种多样性和群落结构,并促进了辣椒增产。     

植物根际促生菌促进小麦生长及提高其抗旱性的研究进展

干旱胁迫是影响小麦生长发育与产量形成最主要的非生物胁迫因子,近年来化肥的过量使用及全球气候变化产生的不利影响,导致小麦在生长过程中受到的干旱胁迫危害日趋严重。植物根际促生菌(PGPR)不仅可以协助小麦提高养分利用率,促进其生长发育,还能够通过自身作用或产生多种代谢产物协助小麦抵御干旱胁迫。本文归纳总结了PGPR促进小麦生长及提高其抗旱性的研究进展,为利用PGPR提高小麦促生抗旱的研究奠定了理论基础。     

根际促生菌及其在污染土壤植物修复中的应用

植物对重金属吸收、转运和积累以及植物生物学特征使其成为修复重金属污染土壤的重要手段之一。然而,由于植物对重金属的耐受性有限而限制其广泛实际应用,因而探讨植物修复技术强化措施就显得尤为重要。随着自然资源的开发和技术的发展,微生物调控使植物修复技术变得更为可行和更有价值。回顾近年来新兴的微生物调控技术,植物根际促生菌资源因其对环境无污染,可利用自身的抗性系统减缓重金属对植物的毒性,促进植物的生长和影响重金属的迁移等优势,在修复过程中发挥着重要作用。目前,国内外就植物根际促生菌的筛选、鉴定和应用价值等方面已经做了大量的相关研究。本文综述了根际促生菌-植物相互作用的机制及其促进植物修复重金属污染土壤的作用原理。     

根际促生菌应用于基质对水稻幼苗生长的影响

为了研究根际促生菌对水稻幼苗的促生效果,培育高效优质水稻育苗基质,本研究选用5株根际促生菌(LY5:枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),LY11:解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),X2:摩拉维亚假单胞菌(Pseudomonas moraviensis),X3:沙芬西芽孢杆菌(Bacillus safensis),X8:绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)分别与本实验室已筛选出的最适配比基质进行混合制作高效水稻育苗基质,以不添加促生菌为对照,在盆栽条件下,研究根际促生菌对水稻幼苗生长和代谢的影响。结果表明:①解淀粉芽孢杆菌(LY11)应用于育苗基质对水稻幼苗的促生效果及代谢活性最好。②在育苗基质中添加根际促生菌后,地上部生物量和壮苗指数均比对照显著增加,增幅分别为17.24%～31.19%和11.37%～23.28%。③添加根际促生菌的育苗基质能够促进水稻幼苗根系的生长,根体积、总根长等均比对照显著增加,且改善了根系形态结构,显著提高了根系活力。④根际促生菌处理显著促进了水稻幼苗对氮磷钾养分的吸收,且氮、钾...     

玉米根际细胞中PGPR的筛选及初步鉴定

通过离体拮抗试验和检测菌株产生铁载体的情况从玉米根际细菌中筛选出8株拮抗菌和26株铁载体产生菌，其中DC01、DC09、DC22、PY313既具有真菌抗性又能产生铁载体，并对部分菌株进行了初步鉴定。     

PGPR对水稻塑盘旱育秧苗素质的影响

采用水稻抛秧塑盘(434孔)旱育秧方法,研究3株PGPR(Bacillus sp.RBB1、Bacillus sp.WP8和Pseudomonassp.RBP1)对水稻旱育秧苗素质的作用,比较PGPR不同接种方式及施用壮秧剂对促生效果的差异,以及PGPR对土壤细菌群落结构的影响。结果表明:①RBP1和WP8可不同程度地促进秧苗生长,主要表现在促使秧苗矮壮、增加干物质积累;②PGPR拌土普遍优于浸种方式;③PGPR的有效性受是否与壮秧剂混用的影响,其次是接种方式;④地上部干物重对PGPR不同处理方式较为敏感,是评价促生效果的理想指标;⑤PGPR对土壤细菌群落结构有一定的影响,但不十分明显。通过研究,明确WP8和RBP1具有开发成水稻育秧专用微生物肥料的潜力。     

PGPR复合菌剂对辣椒生长及根际土壤微生物结构的影响

为研究植物根际促生菌(PGPR)菌剂在田间条件下对辣椒的促生效果及其对根际土壤微生物结构的影响,以前期筛选到的4株PGPR菌株制备的复合菌剂为研究对象、辣椒为试验材料进行田间试验,分别设置了100%化肥组(CK)、100%化肥+PGPR复合菌剂组和80%化肥+PGPR复合菌剂组共3个处理,在幼苗期、始花期和坐果期对辣椒进行灌根,测定了不同处理组辣椒的株高及茎粗、产量和根际微生物的结构变化。结果表明:PGPR复合菌剂能有效促进辣椒植株增高和茎粗增加,单株产量及挂果数较100%化肥组分别增加34.14%、38.62%和47.44%、52.89%,每公顷鲜椒增产约9 000～10 000 kg。微生物菌群的结构变化表现为,PGPR菌剂灌根的处理组中,微生物总量和细菌数量显著性增加、真菌数量减少,放线菌数量则表现为盛果期显著增加;溶磷、解钾及固氮菌等功能菌群的数量总体上升,增幅不一致。表明施用PGPR复合菌剂对辣椒的促生效果显著,且影响了辣椒根际的土壤微生物结构。     

哈密瓜根际耐高温促生菌的筛选及其促生效应研究

从哈密瓜根际土壤中筛选高效耐高温促生菌株,并通过盆栽试验来探究其促生效应。利用改良难溶性无机磷固体培养基、透明圈法和钼锑抗比色法评价菌株的解磷能力。以哈密瓜为试验材料进行盆栽试验,设定CK(不接种菌剂)、接种菌株F40(阴性对照)、F1、F9、F70和B25共6个处理,探究接种菌株对哈密瓜的生长以及土壤化学性质的影响。从哈密瓜根际土壤中共筛选出4株耐高温解磷菌,其中菌株F9经鉴定为烟曲霉     

披碱草根际促生菌筛选及其接种剂的促生作用

【目的】体外促生能力是衡量微生物菌株作用的一个重要指标,测定获取的植物根际促生菌并明确其对披碱草的促生效果,可为其在生产中的应用提供依据。【方法】2014年9月从西藏阿里地区采集披碱草根系及根际土壤,以常规方法分离出其中的溶磷菌、 固氮菌和分泌3-吲哚乙酸(IAA)细菌的10株菌株。测定其溶磷量、 固氮酶活性及分泌生长素能力,并将其制成植物根际接种剂,测定接种剂对披碱草生长的影响及其在根际的定殖能力。【结果】菌株PWXZ10溶磷能力较好,达40.89 mg/L; 菌株003PWXZ6固氮酶活性较强,达421.21 nmol/(mL·h); 菌株NXP17分泌生长素能力较强,达31.33 μg/mL。与对照菌株(Pseudomonas sp. Jm92)相比,菌株003PWXZ6和NXP17制备的接种剂可显著增加披碱草株高、 地上生物量和地下生物量(P0.05),但两者之间差异不显著(P0.05); 接种剂003PWXZ6对披碱草根总长、 根表面积、 根体积、 根直径、 含磷量、 含氮量和粗蛋白含量增加显著(P0.05),分别较对照菌株(Pseudomonas sp. Jm92)增加了330%、 199%、 118%、 187%、 70%、 15%和19%,并且该菌株在根际定殖能力很强。 【结论】植物根际促生菌003PWXZ6和NXP17对披碱草具有良好促生效果,可为开发经济环保的生物肥料提供了菌种资源。     

东乡野生稻根际促生菌分离筛选及其促生作用的研究

为研究适合长江中下游地区水稻生长的微生物肥料提供优良的菌种资源,采用选择性培养基法从东乡野生稻根际中分离筛选出A2、A5、A8、A11、A16、A18菌株6株根际促生菌(PGPR),并对菌株的促生特性和生态适应性进行测定。结果表明,分离筛选出的6株PGPR在促生特性和生态适应性方面存在差异,A5和A18菌株有溶磷能力,A2、A5、A11、A18菌株有产生铁载体能力,A5、A8和A18菌株有溶钾能力,6株菌株均有产生生长素的能力和产ACC脱氨酶的能力;A5和A18菌株表现出极强的耐酸碱性,在不同酸碱条件下均生长旺盛;A5和A18菌株可在NaCl浓度为1.2 mol·L-1的培养基上生长,表现出极强的耐盐性;A5、A8和A18菌株可在聚乙二醇含量为30%的培养基上生长,表明其能耐受重度干旱;A2、A5和A18菌株可在含有不同稀释浓度的乙草胺培养基上生长,表明其可耐受除草剂;6株菌株可在含有不同浓度的嘧菌酯和吡虫啉的培养基上生长,其中A5和A18菌株生长最为旺盛,表明6株菌株均有耐药性,且A5和A18菌株耐受性最强。优选A5和A18菌株进行16S rDNA 基因序列分析鉴定,A5菌株为温哥华假单胞菌 Pseudomonas vancouverensis,A18菌株为Pantoea cypripedii。水稻田间试验结果显示,在减施50%氮肥的条件下,与不接种对照相比,接种A5、A18和A5+A18菌株可分别增产23.11%、17.33%和29.68%,表明接种A5、A18和A5+A18菌株对水稻有很好的促生增产效果,其中接种复合菌的效果最佳。     

水稻根际促生细菌促生生理活性评价

为了考察水稻特异性PGPR菌株各生理活性对水稻幼苗初生根数、次生根数、茎干重和根干重的影响,筛选优良PGPR菌株,采用改良的CAS检测法、Salkowski比色法、钼蓝比色法和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶检测法分别测定菌株产铁载体、产吲哚乙酸(IAA)、溶磷能力和ACC脱氨酶活性,利用Hoagland半固体培养基和土壤盆栽法培养水稻幼苗。结果表明,IAA产量低的菌株对水稻幼苗初生根数、次生根数和茎干重的增长有明显的促进效果;根干重明显随铁载体产量增加而增加;溶磷活性高的菌株对水稻幼苗茎干重和根干重的增加均有明显的促进作用;低ACC脱氨酶活性的菌株促进水稻幼苗初生根的生长,活性高的菌株促进次生根数的增加。根据半固体试验结果,选择7株具有明显促生效果的菌株进行盆栽试验,结果证实,这些菌株均具有显著的促生效应。     

水稻根际固氮粪产碱菌的研究（综述）

粪产碱菌分离自我国南方水稻田中，根据系统发育分类法属变形细菌中β亚类。粪产碱菌不仅能附着于水稻根表，部分细菌还能进入稻根细胞内，有较高的固氮能力，在高铵下它仍能合成固氮酶，并具有明显的ＰＧＰＲ作用。本文系统地论述了粪产碱菌的生物学特性及其联合固氮研究的进展。     

西瓜根际促生菌筛选及生物育苗基质研制

通过从西瓜根际分离筛选具根际定殖能力的植物根际促生菌,将其保活添加至普通育苗基质研制生物育苗基质,以确保功能菌株能够在苗期定殖根际,进而在移栽后发挥促生功能。结果表明,分离获得一株同时具有产吲哚乙酸(IAA)和NH_3,且对尖孢镰刀菌和茄科劳尔氏菌均有拮抗作用的植物根际促生菌(PGPR)菌株N23;在三季育苗试验中,与普通基质处理(CK)相比,添加菌株N23的生物育苗基质所育种苗,在多项苗期生长指标上均表现出稳定的促生作用;盆栽试验表明,除叶绿素相对含量测量值(SPAD)外,生物基质所育西瓜种苗的其他检测指标均显著高于对照(普通育苗基质所育种苗,下同);田间试验表明,生物基质所育种苗西瓜、黄瓜、辣椒和番茄种苗移苗后,在苗期植株株高和茎粗均显著优于对照,在产量上均增产10%以上。结合形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株N23为芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。综上,利用芽孢杆菌N23研制的生物育苗基质能够有效促进所育不同作物种苗质量,增强移栽后作物的生长和田间产量。因此,本研究能够为根际有益微生物的应用提供新的思路,为生物育苗基质的研制提供理论支撑。     

植物促生菌暹罗芽孢杆菌 37402-1 的 功能特性及对大蒜的促生效果

大蒜（Allium sativum L.）是我国的重要经济作物,主产地连作障碍严重,其种植生产的持续性受到制约。植物根际促生菌（PGPR）能够促进植物生长、防治病害且对环境友好。研制高效防控大蒜土传病害的微生物肥料对我国大蒜产业可持续发展和绿色发展有着重要的生态学和现实意义。以实验室前期从山东省金乡县连作大蒜根部分离的细菌为供试菌株,筛选获得对大蒜根腐病病原真菌尖刀镰孢菌（Fusarium oxysporum）ACCC37402和拟枝孢镰刀菌（Fusarium sporotrichioides）ACCC36464具有较好拮抗效果的菌株37402-1。菌株37402-1的PGPR功能特性研究结果显示：对大蒜根腐病病原真菌ACCC37402和ACCC36464的抑菌率分别为52.70%和37.98%;经16S rDNA基因序列同源性分析,确定为暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）;具有水解蛋白能力、产铁载体能力、溶解有机磷和无机磷的能力。温室盆栽试验显示,接种暹罗芽孢杆菌37402-1菌悬液能够促进大蒜幼苗的生长。田间试验表明,接种暹罗芽孢杆菌37402-1菌剂使大蒜增产1...     

三株产ACC脱氨酶的植物根际促生菌产酶条件优化及促生作用研究

为提高植物根际促生菌（PGPR）菌株产1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶的能力,对3株PGPR菌株进行了最佳产酶条件优化及玉米促生试验。在单因素试验的基础上,研究了p H、温度、ACC底物浓度、Na Cl浓度、摇床转速对ACC脱氨酶酶比活力的影响,以p H、温度、ACC底物浓度为主要因素,进行响应面最佳产酶工艺优化。最终得到W5菌株的产酶条件为p H 8、温度32℃、ACC脱氨酶底物浓度6.0 mmol/L;BS2-2菌株的产酶条件为p H 10、温度30℃、ACC脱氨酶底物浓度6.0 mmol/L;5#菌株产酶条件为pH 9、温度30℃、ACC脱氨酶底物浓度6.0 mmol/L;较未优化前酶比活力分别提高了6.6、2、4倍。在盆栽试验中,W5菌株促生效果最为显著。利用高产ACC脱氨酶的PGPR能够促进玉米生长,可为制作为微生物复合菌剂奠定基础。     

PGPR菌剂对攀西高原植烟土壤nifH基因群落的影响

为研究植物根际促生菌（PGPR）菌剂处理下攀西高原植烟土壤氮素循环的微生物调控机制,本研究以凉山州会理市不同PGPR菌剂（Lysinibacillus sp.、Streptomyces Phaeochromogenes和Aspergillus niger）处理下的植烟田为研究对象,采集烤烟成熟期根际土壤,通过化学分析和高通量测序技术对土壤理化性质、固氮酶活性及nifH基因群落组成及多样性进行分析。结果表明,与常规施肥相比,施用PGPR菌剂会显著降低植烟土壤的pH值,同时显著提高有效磷含量和固氮酶活性（P<0.05）。总体而言,施用PGPR菌剂提高了植烟土壤nifH基因群落的多样性。植烟土壤优势菌群为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和蓝菌门（Cyanobacteria）。慢生根瘤菌属（Bradyrhizobium）、地杆菌属（Geobacter）和固氮螺菌属（Azospirillum）等是植烟土壤优势属。冗余分析结果表明,植烟土壤pH值、碱解氮和速效钾含量与nifH基因群落结构相关性最强。综上,PGPR菌剂能改善植烟土壤养分状况,提高土壤固...