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。     

根际促生菌对植物生长的影响及其作用机制

长期以来,我国农业生产过度依赖化肥,忽视了植物-微生物-土壤系统巨大的生物学潜力。植物根际促生菌可以在根际释放养分,具有促进植物生长的功能,是微生物肥料的主要来源菌种,具有广阔的应用前景。在我国化肥减施政策的约束下,研究植物根际促生菌的促生特性及其作用,对于推动农业的高产和高效具有重要作用。因此,本文综述了国内外关于植物根际促生菌在促进植物生长方面的作用机制及土壤-促生菌-植物互作机制的研究进展,并对其在微生物肥料开发、应用及推动绿色农业发展中的应用进行展望。     

几种菌株对水稻的促生能力测定

水稻在我国粮食生产中占有重要的地位,植物根际促生菌(PGPR)是促进植物生长和提高土壤肥力的关键因素。采用盆栽育苗试验、MS半固体培养基育苗试验以及田间试验,验证东北寒地水稻根际促生菌对水稻生长的促生效果。应用9株水稻根际促生菌,研究其对水稻生长的影响,9株根际促生菌可以在土壤中促进水稻植株的生长,其中Bacillus aryabhattai(LZP01)、Bacillus pumilus(LZP02)、Bacillus megaterium(LZP03)促生效果最好,在水稻株高、茎粗、地上质量和根表面积等指标上均有显著促生效果。MS半固体培养基育苗试验结果可以发现,3株优势根际促生菌对水稻生长指标和根系指标具有促生作用。于黑龙江省二九零农场进行LZP01、LZP02、LZP03复合菌株的田间试验,加入复合菌株的土壤生长出来的水稻与对照相比盘根能力较好,更加适合田间环境生长。结果将对水稻微生物肥料开发利用产生推动作用,在农业生产实践中产生经济效益、社会效益和生态效益。     

植物根际促生菌研究综述

根际促生菌是一类能够直接或间接促进植物生长的微生物,有利于植物吸收营养,也可以防止致病微生物的攻击、帮助建立共生根瘤菌或菌根。本文从根际促生菌的种类、作用机制及研究状况3个方面对植物根际促生菌进行了综述,以期为根际促生菌的研究提供参考。     

根际促生细菌混合接种对甜樱桃/东北山樱根际微生物区系及根系呼吸的影响

为探讨有益微生物对甜樱桃根系的接种效应,试验采用灌根的方法,研究了从野生东北山樱根际分离筛选出的4株促生细菌,混合接种对甜樱桃/东北山樱根际微生物区系及根系呼吸代谢途径的影响.结果表明:接种促生菌液改变了甜樱桃根际细菌、放线菌及真菌的数量比例,使根际细菌数量显著增加.接种2次,根际细菌增加幅度最大,为对照的3.4倍;接种促生菌液提高了根系活力,接种2次效果最显著,为对照的2.4倍,达到200.4μg/(g·h);接种促生菌液对根系呼吸的基础生化途径与末端氧化电子传递途径运行比例无明显影响,但整体上提高了根系呼吸速率.     

根际微生物群落与促生菌多样性及其筛选策略

根际是地球上最大的生态系统,在生物圈功能中发挥着非常显著的作用,微生物和植物在根际环境中形成的复杂网络式关系会直接或间接地影响植物生长,深入了解并利用这种互作关系对于提高农业产出投入比以及筛选获得更高效、广适的促生菌尤为必要.综述了根际微生物群落与促生菌多样性以及筛选策略,分析了研究中尚存在的一些问题,并对今后的研究进行了展望.     

增强贝莱斯芽胞杆菌CLA178根际定殖的蔷薇根系分泌组分鉴定

[目的]根系分泌物在植物-微生物根际互作过程中起到关键作用,本文旨在深入了解根际促生菌与蔷薇植物之间的根际互作机制.[方法]通过分根系统检测预接种益生菌或病原菌对植物根系分泌物组分和根际促生菌贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)CLA178菌株定殖的影响;通过分析不同处理的蔷薇根际分泌物组分与菌株定...     

放线菌153菌株的定殖和促生效果研究

研究放线菌菌株153对番茄和茄子的促生效果、基本促生机制以及在植株体内的定殖规律。结果表明,不同菌液浓度的153发酵菌液对种子萌发和芽的生长均具有促进作用,且对植株的生长性状有明显的影响,对植株鲜质量和干质量的影响最显著,鲜质量和干质量分别比对照增加114.69%、99.75%和124.06%、96.60%。放线菌菌株153在番茄、茄子根际及体内都可稳定定殖;14~30 d之间,153在植株根内及茎内的定殖数量随时间推移基本不变,菌量分别保持在104和103cfu/g。放线菌153可通过定殖提高植株体内的叶绿素含量以及根系还原强度而促进番茄和茄子的生长。     

植物促生根际菌减轻农作物盐胁迫研究进展

盐胁迫降低许多农作物生长和产量。植物促生根际菌通过多种途径减轻盐胁迫对植物的不利影响,主要包括根际细菌接种植物有较好的根苗生长、营养吸收、叶绿素含量和抗病力,根际细菌通过产生植物激素和1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶、促进植物根际养分循环和对植物病原微生物的控制赋予植物对胁迫不同程度的耐受,根际细菌通过提高植物渗透调节物质的积累、增加K+浓度和维持高K~+/Na~+比减轻盐胁迫。     

植物根际促生菌的研究进展

植物根际促生菌可以直接或间接地促进植物的生长和发育,其促生机制可以帮助植物获取营养物质、调节植物激素水平、增强植物抵抗生物和非生物胁迫的能力等。综述了近年来植物根际促生菌促生机制的研究进展及其在农业和环境修复中的应用,探讨了植物根际促生菌研究领域未来的发展方向。     

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。     

水稻根际固氮菌NX-2的分离鉴定及其培养条件优化

筛选高效固氮能力的植物根际促生菌是研发微生物肥料的关键。研究从水稻根际土壤中分离筛选得到一株固氮菌NX-2,利用乙炔还原法测定其固氮酶活可达16.18μmol/(m L·h)(以C2H4浓度计)。通过形态观察、生理生化特性和16S r DNA序列分析,菌株NX-2被鉴定为褐球固氮菌。进一步研究其生长特性,结果显示最佳培养条件为培养温度28℃、初始p H值6.5、接种量3%。     

促生解淀粉芽胞杆菌SQR9定殖对黄瓜根系基因表达的转录组学研究

[目的]本文旨在阐明黄瓜植株接种促生解淀粉芽胞杆菌SQR9后其根系基因的表达谱变化特征,从植物响应微生物的角度揭示植物根际促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)的作用机制.[方法]利用Illumina高通量测序技术研究接种菌株SQR9对黄瓜根系基因表达谱影响的转录...     

盐碱胁迫下水稻促生菌的筛选

水稻在生长过程中常受到各类非生物胁迫的影响,例如土壤盐碱化、干旱等,进而导致水稻大量减产。为促进盐碱胁迫下植物的生长,从黑龙江省安达盐碱地植物根际土壤中分离得到了6株植物根际促生菌（PGPR）,并对其促生作用进行初步研究。结果表明,分离到的6株植物根际促生菌能够显著促进拟南芥、水稻和玉米在盐碱条件下的生长,使生物量大幅提高。这些PGPR均属于芽孢杆菌属（Bacillus）,有良好的抗逆性,其分泌的促生物质不尽相同,说明这些根际促生菌具有不同的促生机制。     

植物根际促生菌对蓝莓根际土壤养分与微生物数量的影响

从蓝莓根际土壤中筛选出4种植物根际促生细菌(PGPR)L12、L13、L14和L15。通过蓝莓盆栽试验,研究了这4株PGPR对蓝莓根际土壤养分与微生物数量的影响。结果表明,在蓝莓的一个生长周期内,L13和L14能够显著增加蓝莓根际土壤中的可培养微生物数量,而接种L12和L15降低了蓝莓根际土壤中可培养微生物的数量;接种4株PGPR均能增加土壤有机质含量。L13对土壤速效养分具有明显的促进作用,增加幅度为5.05%~22.27%;菌株L15、L14、L13对土壤酶活性的影响较大。综合以上分析,L13能够明显改善蓝莓根际土壤的养分状况和提高根际土壤微生物数量,具有良好的应用潜力。     

4株根际促生菌对核桃生长及生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了4株核桃根际促生菌(PGPR)X12、X65、X95、X128对核桃苗的促生作用。结果表明,各菌株均能促进核桃苗根系生长,提高根系活力及叶片光合特性,其中X95、X128菌株对核桃主要生长指标有明显的促进作用,而X128的促进作用最明显。综合分析,以X128在核桃微生物肥料的生产与研制中具有较大应用潜力。     

盐爪爪根际耐盐促生菌的筛选及穴栽验证

为了筛选盐爪爪（Kalidium foliatum）根际耐盐促生菌,探索其对棉花耐盐促生的作用,采集了新疆和硕地区的盐爪爪根际土样,进行了植物根际促生菌的筛选,并开展了菌株的分子鉴定及棉花耐盐促生效果的分析。结果显示：试验共获得57株细菌,经分子鉴定确定其归属于细菌域4个门12个属。其中,放线菌门(Actinobacteria)所含菌属种类最多,共涉及6个属;其次为变形杆菌门(Proteobacteria),涉及3个属。通过定性和定量分析发现,所得多数菌株具有耐盐促生作用。棉花穴栽验证试验结果表明,采用R11、T25、K18等菌株处理后,棉花发芽率均呈现不同程度的提高,对植株和根的促生长效果明显,其中R11菌株处理效果最好,其棉花发芽、株高和根长与对照相比分别提高了25.0%、135.2%和46.1%。综上所述,盐爪爪根际中存在着丰富多样的植物耐盐促生菌,研究结果为进一步开发耐盐促生微生物菌剂奠定了基础。     

烟草复合微生物菌剂的构建及其促生抗病效应

植物根际功能菌是微生物肥料的重要菌种资源,在农业生产中发挥重要的作用。利用稀释涂布法对采集自贵州省遵义市发病烟区的健康烟株根际土壤进行根际细菌的分离纯化,研究根际细菌解磷、分泌吲哚乙酸、抗烟草青枯病菌的能力以及功能菌株间的拮抗作用,构建复合微生物菌剂,并对该菌剂的促生抗病效果开展评价。结果表明,烟草根际细菌LSNSY15-4对烟草具有最佳的促生效果,处理的烟草株高、根长和鲜重相对于对照组增幅分别为22.45%、35.57%和155.72%;烟草根际细菌D对烟草青枯病菌具有较好的拮抗效果,抑菌圈直径为21.40 mm,分子鉴定结果表明促生菌株LSNSY15-4为泛菌属(Pantoea)微生物,拮抗菌D为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis);随后,在明确D和LSNSY15-4具有亲和性的基础上,将菌株D和LSNSY15-4体积比1:1混合培养24 h,获得复合微生物菌剂,发现该菌剂可促进烟草植株生长,处理的烟草株高、叶片数和鲜重相对于空白对照组增幅分别为10.21%、32.26%和54.67%,且对烟草青枯病菌抑菌活性具有增效作用,有效地防控烟草青枯病的发病程度。该研究...     

PGPR混合菌对马尾松幼苗的综合效应

[目的]用PGPR混合菌液接种马尾松幼苗,以了解它们对幼苗生长和根际微生物的综合效应。[方法]接种6个月后,测定苗高、地径、根际细菌、真菌、固氮菌、解无机磷菌、解钾菌7个指标对接种效应进行综合评价。[结果]接菌对马尾松苗高、地径生长的影响差异达显著性水平。其中第8、10、11、12、19、20处理的苗高生长量增幅达18%以上;1、3、8、19、21处理的地径增幅超过20%。接种促生菌后马尾松苗木根际微生物总数增加的有13个处理。固氮菌增加的有9个处理,解磷菌增长的有9个处理,解钾菌增长的有13个处理。各类根际微生物数量都比对照增加的有第9、10、11、13处理。综合效应排在对照之前的共有15个处理,前3位的是第10、11、和19处理。[结论]以固氮菌N11或N13为主菌,P3和K8为副菌的混合液接种综合效果最好。     

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（Hibiscus cannabinus）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（Arthrobacter sp.）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Pb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1600 mg·kg-1时,红麻生长开始受到Pb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菌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。