功能内生细菌对植物体内有机污染物代谢的影响

土壤有机污染危及农产品安全和人体健康。筛选具有降解有机污染物功能的植物内生细菌, 并将其定殖于植物体,有望调控植物体内有机污染物的代谢过程,从而有效地规避植物有机污染的风险,相关研究受到国内外研究者的关注。通过综述近年来有关具有有机污染物降解功能的植物内生细菌分离、筛选的研究进展,分析了功能内生细菌对植物体内有机污染物代谢的影响,揭示了功能内生细菌调控植物体内有机污染物代谢的机理,为进一步利用内生细菌调控植物有机污染的风险提供了思路和依据。     

菌株Serratia sp.PW7不同定殖方式对黑麦草中芘污染去除及其内生菌群的影响

为探究功能植物内生细菌对植物体内多环芳烃（PAHs）污染的去除以及机理,选择芘为多环芳烃代表、黑麦草为修复植物,采用水培体系检测内生细菌Serratia sp.PW7定殖对黑麦草体内可培养内生细菌群落和芘污染去除的影响。结果表明：菌株PW7能够高效定殖在黑麦草根（5.87~7.63 lg CFU·g^-1）和茎叶（3.49~4.97 lg CFU·g^-1）中,促进植物生长和芘的去除,改变黑麦草体内内生菌群结构,提高黑麦草体内可培养细菌总数和多样性。内生细菌定殖对植株生长与芘去除的促进作用与菌株定殖效率正相关。比较浸根和浸种两种定殖方式,浸根具有较高的定殖效率与降芘效益,还可促进植物生长。浸根定殖后,黑麦草生长量提高了18.5%~28.0%,植株体内芘浓度降低35.7%~44.2%;同时,浸根处理的黑麦草在高浓度芘污染下,根中内生细菌多样性及均匀度达到试验中的最高值（H=2.22,J=0.865）。芘污染条件下,功能菌定殖可改变植株体内优势种,定殖后黑麦草根中Serratia属成为绝对优势属,Pantoea属、Erwinia属（高浓度）和Micrococcus属次之;茎叶中优势属Microbacterium属不变,另一优势属由Chryseobacterium属变为Pantoea属（低浓度）、Pseudomona属和Sphingobacterium属。体外芘降解实验证明,有7株优势内生细菌15 d芘降解率超过55%。实验结果表明,功能菌株PW7可通过定殖提高植株体内内生细菌多样性及改变其优势种群来降低植物体内芘污染。     

2株内生细菌在油菜体内的定殖、促生长及抗虫性检测

以水稻和油菜为试验材料,对内生菌YY-23和SJ-10进行定殖范围的测定、促生长及抗虫试验,结果表明:2株内生菌YY-23和SJ-10均能在水稻、油菜、小麦、玉米、红菜薹、萝卜等植物体内定殖;菌液浸种24 h后播种,20 d后经YY-23和SJ-10浸种后的油菜鲜质量分别比对照增加了113.5%、52.5%;SJ-10...     

内生菌-植物联合修复污染土壤研究进展

环境污染对生态系统及人类健康造成严重威胁。近年来,许多学者研究发现内生菌联合植物修复体系对修复自然环境中的重金属和有机物具有巨大的潜力。本文主要从内生菌联合植物进行污染修复的机理和应用两方面入手,介绍了内生菌接种宿主植物根、茎、叶部的几种方法及定殖的检测方法,总结了污染土壤中内生菌在植物组织内的定殖动态,以及内生菌-植物联合体系强化有机物污染和重金属污染修复效果的应用,并从内生菌调节生长因子、生物固氮和溶磷、在宿主植物体内的共代谢有机物、产生特异性酶降解有机物、提升植物对重金属抗性和降低重金属毒性几个方面解释了内生菌和植物的联合修复机理。最后指出,虽然已经有许多对于内生菌联合植物修复体系的研究,但是目前两者相互作用机理尚未完全清楚,对于多种内生菌组合体系以及处理水体和大气污染的研究并不完善,这些都将成为今后的研究重点。     

红树植物内生海洋细菌CⅢ-1在植物体内及根际土壤中的定殖测定

利用抗利福平和拮抗病原真菌双抗标记法,通过浸种、灌根和涂叶等接种方式测定了红树植物内生海洋细菌CⅢ-1在不同陆生植物中的定殖。结果表明:该菌株的内生宿主范围较广,可以通过种子、叶片表面以及根际土壤等进入辣椒、番茄、茄子、白菜、生菜、豇豆、小麦、玉米、水稻等多种植物体内定殖。在辣椒体内及其根际土壤中定殖动态测定发现,不同接种方法菌株在辣椒体内和根际土壤中的定殖动态有所不同,与茎内相比,CⅢ-1菌株更易于在辣椒叶片及其根际土壤中定殖,定殖时间约为10d￣15d。     

内生拮抗菌株AC8在甘蓝体内的定殖及其促生效果

为了研究内生拮抗菌株AC8在甘蓝植株体内的定殖及其促生效果,试验通过连续多代抗性筛选,获得了抗利福平300 μg/mL且能稳定生长的菌株.除喷雾法外,浸种法、浸根法、伤茎法、伤叶法均可使AC8菌株侵入甘蓝植株内,并且在根内的定殖能力最强,茎内的定殖能力相对较弱,叶内的定殖能力最弱.在甘蓝的2～3叶期和4～5叶期,与对照相比,AC8菌株处理后的甘蓝植株林高分别增加了27.4％和24.8％,根长分别增加了51.1％和36.1％,鲜重分别增加了19.0％和16.3％,干重分别增加了18.1％和16.7％,反映出AC8菌株对甘蓝有明显的促生作用.     

不同处理方法对内生细菌TS-3在2种蔬菜体内定殖的影响

[目的]了解蔬菜源内生细菌TS-3菌株的生物学效应。[方法]采用涂抹叶片、菌悬液浸种和浇灌3种方法。将利福平（200μg／m1）标记的内生细菌TS-3接种到生菜和甜椒2种蔬菜中,其后测定定殖情况。[结果]采用4×10^5cfu／ml的菌悬液对生菜进行涂抹叶片接种,3d后叶片中菌株数量达到高峰,根中第7天达高峰;在接种甜椒叶片后的第7天,茎和叶中的含菌量均达到最高峰,并稳定在10^4cfu／ml,而根系中舍菌量无明显变化。采用浇灌接种生菜,TS-3菌株在3d后达高峰,在甜椒茎、叶中第9天达高峰,而后该菌的定殖数量稳定在10^4cfu／ml。采用菌悬液浸种,TS-3菌株在生菜叶中的定殖量在1．1×10^4cfu／ml,根中的定殖量在1．5×10^4cfu／ml,而在甜椒中,其定殖量是根〉茎〉叶,但定殖量都在10^4cfu／ml数量级。[结论]鉴于TS-3菌株在2种蔬菜中都能定殖,且不同的接种方法对其定殖量无数量级上的影响,所以采用较简单的浇灌接种方法较好。     

内生细菌在植物修复中的应用

环境污染是严重威胁人类健康的全球性问题,植物修复就是利用植物吸收、富集以除去环境中的污染物尤其是重金属污染物或者将其转变成毒性较低的物质的过程,植物修复以其廉价、安全与环境友好的特点,为重金属环境污染的修复提供了新的途径。内生细菌是植物组织内的正常菌群,它们的存在不会使植物出现可见的伤害或者功能的改变,在植物修复中具有重要的作用,它们可以促进植物生长、加速有机污染物降解、提高植物对重金属的抗性以及增加植物对重金属的吸收、促进重金属在植物体内的转运过程。对内生细菌在植物修复中的应用进行了综述,并对其研究前景进行了展望。     

拮抗根癌土壤杆菌的桃内生细菌的筛选鉴定

【目的】从对根癌病具有获得抗性(SAR)的桃单株"西北13-1"的枝条内分离鉴定内生细菌,分析其种群组成并从中筛选拮抗根癌土壤杆菌的高效生防菌,为桃根癌病的生物防治探索新方向并提供新的生防菌资源。【方法】首先,将根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)接种到"西北13-1"的桃树枝条上,并以无菌水接种作为对照;然后,分别于接种前、接种后10 d和接种后60 d采集接种处理和对照处理的"西北13-1"枝条。表面消毒桃树枝条样品后采用涂布平板法分离内生细菌;并结合16S r DNA序列鉴定,比对初步鉴定菌株,分析内生细菌的数量及组成差异。采用平板拮抗法、温室防病效果测定筛选拮抗根癌土壤杆菌的活性菌株,通过生理生化测定和分子鉴定,明确其分类地位。为揭示拮抗菌可能具有的其他拮抗作用机制,通过电击转化将含有GFP基因的p BBR1MCS-2质粒导入拮抗菌株中,然后进行GFP标记菌株对根癌土壤杆菌的抑菌试验、生长动力学分析、稳定性测试。采用灌根法提前接种标记菌株菌悬液,第2天接种根癌土壤杆菌菌悬液,应用激光扫描共聚焦显微镜和平板稀释法研究标记菌株在番茄根部的定殖情况。【结果】从"西北13-1"桃枝条中共分离到108株内生细菌,基于16S r DNA序列,这些菌株分别属于伽马变形菌类(Gammaproteobacteria)、阿尔法变形菌类(Alpharoteobacteria)、放线菌类(Actinobacteria)、厚壁菌类(Firmicutes)、拟杆菌(Bacteroidetes),共计5个细菌类群17个属,显示了桃树枝条中内生细菌丰富的种群多样性。其中,伽马变形菌类的肠杆菌属(Enterobacter)、泛菌属(Pantoea)和根瘤菌属(Rhizobium)最多,其数量在接种根癌土壤杆菌后显著上升,包含了14株产抑菌圈的拮抗菌中的10株细菌。经鉴定,筛选出的两株抑菌活性较高、具有生防潜力的拮抗菌10DM4-1和10DI2-2分别为泛菌(Pantoea deleyi)和肠杆菌(Enterobacter cowanii),它们可显著抑制向日葵根癌瘤的形成,防治效果分别为86.08%和89.87%。标记菌株10DM4-1-gfp和10DI2-2-gfp灌根番茄后,可在根部细胞间隙观察到目标菌落,标记菌株的数量在0—10 d时呈现急剧下降趋势,最后保持相对稳定的较低水平(104CFU/g),说明了它们在番茄根组织内具有良好的生存和定殖能力。【结论】桃"西北13-1"的内生菌中存在着能够拮抗根癌土壤杆菌的细菌,这些具有拮抗活性的菌株与桃"西北13-1"具有根癌病抗性有关。分离得到的泛菌10DM4-1和肠杆菌10DI2-2可能通过产拮抗物质、占据根部有利生态位拮抗根癌土壤杆菌。     

具毒死蜱降解功能的水稻内生菌降解特性及应用

为挖掘毒死蜱降解内生菌资源、强化功能内生菌在农业生产中的应用,通过微生物梯度驯化技术,从农药池周边生长的水稻根组织中分离纯化获得一株能以毒死蜱为唯一碳源的降解内生菌CP40,研究了该菌株的毒死蜱降解特性及对作物中残留毒死蜱降解的影响。基于16S rRNA和细菌形态学特征,将菌株CP40鉴定为芽孢杆菌（Bacillus sp.CP40）。菌株CP40含有机磷降解酶基因opd,异源表达该基因后毒死蜱的降解率达58.4%。降解条件优化实验表明,毒死蜱初始浓度为10 mg·L^-1、温度为30℃、pH为7时,菌株CP40对毒死蜱的降解效果最佳。此外,发现菌株CP40具有促生能力,接种菌株CP40可显著促进水稻生长,并能将水稻体内毒死蜱含量降低30.9%。研究表明,功能内生菌在调控水稻体内毒死蜱的降解过程中可发挥重要作用。     

柑橘内生细菌的分离与鉴定

从湖南省石门县园艺场采集到的柑橘材料中,得到柑橘内生细菌分离物75份,经鉴定,分别属于气芽孢杆菌属(Aerobacillus sp.)、气单胞菌属(Aeromonas spp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、黄单胞杆菌属(Xanthomonas spp.)、假单胞杆菌属(Pseudomonas spp.)、土壤杆菌属(Agrobacterium sp.)、乳杆菌属(Lactabacillus sp.).柑橘内生细菌在不同种类的柑橘及同一种类的不同器官中出现的频次不同.     

烟草黑胫病菌拮抗内生细菌的筛选和鉴定

为寻找防治烟草黑胫病新途径,2001至2003年,从湖南永州和宁乡等地烟草黑胫病发病严重的田块采集健株,共分离到内生细菌株120株,经测定,8株内生细菌菌株在室内有较强的拮抗作用,这8株内生细菌与烟草黑胫病菌共培结果显示,55y,NN-3,YN-4和YN-10对烟草黑胫病菌抑茵效果均在66%以上．根据内生细菌形态特征和生理生化性状,初步鉴定内生细菌55y为假单胞杆菌属铜绿假单胞菌,NN-3为芽孢杆菌属枯草芽孢杆菌,YN-4,YN-10为芽孢杆菌属凝结芽孢杆菌,且这4菌株均为烟草内生细菌．     

芭蕉属植物内生细菌磷脂脂肪酸(PLFA)生物标记特性研究

【目的】分离、鉴定芭蕉属植物内生细菌,了解内生细菌的种群结构及其脂肪酸生物标记特性。【方法】采用平板分离纯化芭蕉、威廉斯蕉和野生蕉植株内生细菌,利用细菌脂肪酸鉴定技术进行鉴定。【结果】共获得内生细菌11属14种,野生蕉植株分离得到9种,威廉斯蕉植株7种,芭蕉植株3种。共检测到35个磷脂脂肪酸生物标记,这些生物标记分为4种类型,即(1)高频次分布:在14株细菌中出现10—14次,属于细菌总体类群(general)的生物标记。(2)中频次分布:在14株细菌中出现4—6次,可以用于代表细菌属类群(genus)识别生物标记。(3)低频次分布:在14株细菌中出现2—3次,可以用于指示特定细菌种间差异的生物标记。(4)微频次分布:仅在一种细菌种类出现,是细菌种(species)特征生物标记。利用磷脂脂肪酸生物标记分析内生细菌群落结构,可将14种细菌分为3类;运用多样性、丰富度、均匀度及优势度指数等生态学概念,分析了磷脂脂肪酸生物标记总量与各生态学参数之间的关系,结果表明,磷脂脂肪酸生物标记16:0、18:1W7C、14:0、12:0、18:0、17:0CYCLO的丰富度皆相对较高;磷脂脂肪酸生物标记的Response值总和较高,均匀度(J)较低,其Simpson优势度指数(D)、Shannon-Wiener(H1)、Brillouin(H2)、Mcintosh(H3)多样性指数也相对较高。【结论】芭蕉属植物内生细菌及其磷脂脂肪酸生物标记存在多样性。     

毛竹内生细菌分离培养基的选择

采用稀释涂布法分离毛竹内生细菌,选用的基础培养基有LB培养基、TSA培养基、金氏培养基、淀粉铵培养基、改良察氏培养基;寡营养培养基有0.1×LB培养基、YG培养基、R2A培养基,以确定用于分离毛竹内生细菌的适宜培养基。在8种培养基中,YG培养基、金氏培养基和R2A培养基分离得到的细菌数量较高,分别为1.31×106、8.03×105和6.45×105CFU/gfw;依据菌落形态种类,R2A培养基分离到的内生细菌种类最多8种,其次YG培养基和金氏培养基均为7种。对分离得到的优势菌株进行16SrDNA序列测定,LB培养基、TSA培养基、YG培养基、R2A培养基、金氏培养基、淀粉铵培养基和改良察氏培养基分离得到的优势菌株与Mycoplana ramosa相似性最高,均为91%;而0.1×LB培养基分离得到的优势菌株与Leifsonia poae相似性最高,为99%。由此可知,0.1×LB培养基分离得到的优势菌株为Leifsonia poae,其他7种培养基分离得到的优势菌株为Mycoplana sp.。结果表明,采用R2A培养基,YG培养基和0.1×LB培养基分离毛竹内生细菌,可以达到较为理想的分离效果。     

油菜菌核菌拮抗性柑桔内生细菌的筛选及菌种鉴定

采用对峙培养法,从87个柑桔内生细菌分离物(YS01～YS87)中筛选到对油菜菌核病菌具有拮抗作用的内生细菌分离物6个.结果表明,柑桔内生细菌不同分离物之间对油菜菌核病菌的抑菌作用有显著差异,抑菌能力最强的是YS45,其抑菌圈直径达2.7 cm,显著优于其他分离物.经细菌分类学鉴定,该分离物为枯草芽孢杆菌(Bacill...     

植物内生细菌及其生物防治植物病害的研究进展

综述了植物内生细菌及其生物防治植物病害的研究进展。植物内生细菌分布广,种类多,存在于大多数高等植物中,已在生物防治细菌性病害、真菌性病害和线虫病害方面发挥了巨大的作用。植物内生细菌的防病机理主要通过与病原菌竞争生态位和营养物质、产生抗菌活性物质以及诱导植物产生系统抗性等多种作用方式。同时,对植物内生细菌防治植物病害存在的问题及未来发展前景进行了讨论。     

泡桐根瘤内生细菌的分离及初步鉴定

【目的】为了探究非豆科植物泡桐与微生物共生固氮体系,对泡桐根瘤内生细菌的分离培养条件 及其系统发育地位进行初步研究。【方法】对从广西钦州市采集的泡桐根瘤上分离纯化得到的根瘤内生细菌, 进行传统生理生化研究和 16S rDNA 系统发育分析。【结果】经分离纯化得到 9 株根瘤内生细菌,大部分菌株 能较好地利用 8 种碳源;78% 的菌株能利用铵盐,89% 的菌株能利用硝酸盐;所有的供试菌株在 3- 酮基乳糖 和淀粉水解试验中呈阴性;89% 的菌株能利用柠檬酸盐;B.T.B 反应除菌株 PG-7 产碱外,其余都产酸;33% 的菌株能使硝酸盐还原;有 56% 的菌株能在牛肉膏蛋白胨培养基上生长良好,多数菌株具备豆科植物根瘤菌的 一般生理生化特征。通过 16S rDNA 全序列分析,确定 9 株供试菌株可分为 4 个菌属,其中菌株 PG-1 和 PG-2 共属于土壤杆菌属（Agrobacterium）,PG-3、PG-5、PG-6、PG-8 和 PG-9 等 5 株菌株共属于根瘤菌属（Rhizobium）, PG-4 隶属于草螺菌属（Herbaspirillum）,PG-7 隶属于伯克氏菌属（Burkholderia）。【结论】分离自同一寄主 的根瘤内生细菌其生理生化特性方面存在较大的差异性,同时表现出了遗传的多样性。     

烤烟K326种子可培养内生细菌的分离与鉴定

采用NA、KB、R2A和TSA 4种培养基分离烟草品种K326种子中的可培养内生细菌,并选择其中的50株外观形态特征有显著差异的菌株进行了16S r DNA测序与分析。结果表明,烟草K326种子中携带有大量可培养内生细菌,培养获得菌落总数约为8.1×105cfu/g;主要分为假单胞菌属、寡养单胞菌属、芽孢杆菌属、贪铜菌属和杆菌属等5个属,其中优势内生菌为嗜麦芽寡养单胞菌、假单胞菌和芽孢杆菌,分别占菌种总数的34%、32%和26%。