耐盐碱根际促生细菌对盐碱胁迫下紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响

通过室外盆栽试验,以紫花苜蓿为对象,并选择实验室前期筛选得到的耐盐碱且具有促生能力的根际促生细菌嗜麦芽寡养单胞菌(JT4)和普城沙雷氏菌(JG1)作为供试菌株,试验设置了盐碱胁迫处理以探究两种根际促生细菌对紫花苜蓿生长和根系生理特性的影响,发现在盐碱胁迫条件下,与CK相比,紫花苜蓿接种JT4和JG1后,增加了株高、根长、茎粗、根鲜重和根干重等;同时接种降低了丙二醛含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性和抗坏血酸过氧化物酶活性,提高了根系活力、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量。表明耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1能有效缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿根系的损伤,为耐盐碱根际促生细菌JT4和JG1在植物抗盐碱材料的筛选和盐碱地改良中的应用提供了理论依据。

金属抗性促生细菌Burkholderia sp.减缓玉米幼苗镉毒害和阻抗镉转运

为探明金属抗性促生细菌对减缓玉米镉毒害和阻抗镉转运的影响,本研究采用砂培试验向营养液中添加不同浓度重金属镉,研究接种镉抗性促生细菌YM3(Burkholderia sp.)对玉米苗干质量、生理指标、镉含量及金属转运基因表达情况的影响。结果表明,接种菌株YM3能促进玉米生长,且在镉胁迫环境中菌株促生效果更显著,使玉米根、茎、叶干质量分别增加9.09%~40.00%、63.33%~84.41%、48.50%~67.48%;接种处理玉米叶绿素总量增加1.70%~53.17%、根系活力增加7.40%~16.93%;游离脯氨酸降低3.04%~21.82%;当镉浓度为12 mg·L^(-1)时,丙二醛含量降低26.37%;接种菌株显著降低玉米地上部镉含量,使茎、叶镉含量分别降低13.64%~41.84%和17.85%~20.29%;q-PCR对金属转运相关基因HMA2、HMA3和Nramp5进行表达量的检测,结果表明接种菌株对重金属转运相关基因转录水平的表达调控受镉浓度影响。在0 mg·L^(-1)和8 mg·L^(-1)镉处理中,接菌处理HMA2、HMA3和Nramp5表达量在根中均表现为下调,在8 mg·L^(-1)和12 mg·L^(-1)镉处理中,接菌处理HMA2和Nramp5表达量在叶中均表现为下调。接菌处理通过不同程度影响基因HMA2、HMA3和Nramp5表达量来阻控玉米苗对镉的吸收转运。研究表明,在镉胁迫环境下接种镉抗性促生菌株Burkholderia sp.YM3能促进玉米苗生长,减缓玉米苗镉毒害,并阻控镉从根部向地上部转运,这对于玉米安全生产具有重要应用潜力。

2株耐盐碱根际促生细菌对盐碱胁迫下紫花苜蓿生长及生理的影响

【目的】研究接种耐盐碱根际促生细菌嗜麦芽寡养单胞菌JT4、普城沙雷氏菌JG1对盐碱胁迫条件下紫花苜蓿生长和生理特性的影响,为根际促生细菌JT4、JG1在植物抗盐碱中的应用提供理论依据。【方法】采用室内盆栽试验,以紫花苜蓿为供试植物,以实验室前期筛选鉴定得到的耐盐碱及促生能力均较好的根际促生细菌JT4、JG1为供试菌株,设置盐碱胁迫及非盐碱胁迫处理,测定接种根际促生细菌JT4、JG1后紫花苜蓿幼苗生长和生理特性指标。【结果】与对照相比,盐碱胁迫下接种JT4、JG1紫花苜蓿幼苗的株高分别提高了31.64%和43.50%,根长分别提高了32.78%和7.05%,鲜重分别提高了100%和60%,抗坏血酸过氧化物酶活性分别提高了27.67%和200.58%,过氧化氢酶活性分别提高了33.33%和22.73%,可溶性蛋白含量分别提高了126.94%和118.88%,叶绿素a含量分别提高了11.12%和16.32%。【结论】耐盐碱根际促生细菌JT4、JG1能较好地缓解盐碱胁迫对紫花苜蓿造成的损伤。

三种促生细菌对人参及其根际微生态结构和功能的影响

为促进大田栽参土壤改良,并开发功能性微生物菌肥,以3种促生细菌[欧文氏菌属(Erwinia)G115、苍白杆菌属(Ochrobactrum)G119和赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)G209]分别处理大田栽参土壤,对人参根际细菌群体组成结构、土壤理化性质及人参幼苗的生长状态进行测定,研究根际促生细菌对人参的促生效应和对根际微生物群落及功能的影响。结果表明,促生细菌处理人参幼苗与对照组相比,根际土壤有机质、总氮、pH和叶干重变化不大,有效磷、速效钾、蔗糖酶、根际土壤脲酶和根鲜重有显著差异。3种促生细菌处理与对照组相比,包括变形菌门(Proteobacteria),放线菌门(Actinobacteria)等8个菌门人参根际细菌门水平相对丰度大于1%,其中变形菌门是主要优势菌门。3种促生细菌处理对人参根际细菌属水平影响较大,其中,根瘤菌属(Rhizobium)是促生细菌处理后与对照差异显著且丰度大于1%的共有菌属,所有丰度大于1%的属促生细菌处理后其增加的相对丰度比例均在120%以上。通过PICRUSt软件预测3种促生细菌处理后人参根际细菌功能,获得一级功能层6个方面的生物代谢功能,二级功能层35种预测功能,三级功能层33种预测功能,与对照组相比,外源促生细菌处理可改变人参根际细菌多方面的功能,且改变功能的效果是双向的,既有增加的效果,也有降低的效果。说明外源促生细菌处理可改变人参根际细菌群落的遗传多样性,显著增加根系分泌物和细菌感受信号等功能。

根际促生细菌对甘薯苗期生长的影响及其促生机制

以甘薯(Ipomoea batatas L.)为供试作物,研究分离自连作太子参土壤的解淀粉芽孢杆菌C05(C05)与枯草芽孢杆菌G03(G03)的体外促生能力及根际接种这两株细菌对甘薯幼苗生长和盆栽土壤理化性质、土壤主要功能酶活性的影响,以期为植物根际有益细菌的开发利用提供理论依据。结果表明,接种C05、G03可以显著提高甘薯幼苗的主蔓长、最大叶面积、地上部鲜重和干重、地下部干重和叶片叶绿素a、b含量,其中C05对甘薯幼苗的促生效果最为显著。接种C05、G03能够改善栽培土壤营养构成,提高土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性,诱导甘薯抗病基因H1N1和促生基因ctd1、ERF2的表达。综合认为,解淀粉芽孢杆菌C05与枯草芽孢杆菌G03具有体外促生能力,根际接种这两株细菌一定程度上可以促进甘薯幼苗生长。

植物促生细菌阻控小麦吸收镉和砷的效应研究

重金属在土壤和作物中的富集,严重影响作物生长,造成粮食减产,同时也会危害人类健康。许多研究发现,植物促生细菌对促进植物的生长和阻隔重(类)金属转移方面发挥重要作用。通过盆栽试验,在不同浓度Cd和As复合污染土壤中,研究Ralstonia eutropha Q2-8和Pseudomonas entomophila Q3-11对分蘖期扬麦16生长、Cd和As含量的影响。结果表明,菌株Q2-8和Q3-11的施用能够有效减轻重金属污染对小麦生长的胁迫,阻隔小麦对重金属的吸收。在高浓度Cd (2 mg·kg^(-1))+As (60 mg·kg^(-1))复合污染条件下,与不接菌对照相比,菌株Q2-8和Q3-11施用后能显著提高小麦生物量,(20%~32%),显著降低小麦根部和地上部Cd(21%~35%)和As(25%~38%)含量,并显著提高小麦根际土壤铁锰氧化态Cd(34%~46%)和专性吸附态As(38%~39%)含量,显著降低有效态Cd(20%~22%)和As(22%~27%)含量。此外,在功能菌株Q2-8和Q3-11作用下,土壤中细菌As还原基因arsC和甲基转移酶基因arsM的相对丰度,以及铁锰氧化细菌Leptothrix spp.的相对丰度显著增加。本研究结果表明了在重(类)金属土壤污染中使用原位钝化修复技术安全生产小麦的可能性。

丛枝菌根真菌与根围促生细菌相互作用的效应与机制

丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌是植物活体营养专性共生菌,广泛存在于陆地各生态系统中。研究表明,AM真菌与根围促生细菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)之间的相互作用,尤其是它们之间的协同作用不仅影响植物养分吸收利用、病原物发生发展、土壤理化特性与生物修复等,而且对于可持续农、林、牧业生产、稳定生态系统都具有十分重要的意义。因此,近年来给予众多关注和研究。综述了AM真菌与PGPR之间的相互影响及其可能的作用机制,以及AM真菌与PGPR协同改善植物营养和生长、协同抑制病原菌、协同修复土壤方面的作用,旨在总结AM真菌与PGPR相互作用的效应与机制方面的最新研究进展,为今后研究发展提供依据。

根际促生细菌(PGPR)对冬枣根际土壤微生物数量及细菌多样性影响

从6年生冬枣根际土壤中筛选出1株根际促生细菌(PGPR),以发酵鸡粪(DC)为吸附载体制成PGPR生物肥(PF),利用传统的氯仿熏蒸法和现代的T-RFLP技术,从冬枣根际土壤中可培养微生物的数量、细菌群落多样性和微生物量碳的动态变化3个方面,分析PF、普通生物肥料(NF)和DC对冬枣根际土壤微生物特征的影响。结果表明:同NF处理相比,PF处理中的细菌数量和微生物总量显著增加,真菌数量显著减少,但放线菌数量差异不显著。PF处理根际土壤具有较高的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数。基于T-RFLP的主成分分析结果表明:PF处理的细菌群落结构成为1个独立的群,NF,DC和CK处理构成1个相对独立的群。此外,同其他试验处理相比,PF可相对稳定地提供冬枣生长周期内的微生物生物量碳。PGPR生物肥料的施用可提高可培养微生物数量,提高根际土壤中微生物多样性,有效改善冬枣根际土壤的微生态环境。

根际促生细菌的筛选及其对小麦幼苗的促生作用

为了获得小麦根际促生菌,从小麦根际土壤中分别筛选具有固氮、解磷、解钾能力的菌株,测定其生长性能及与病原菌(小麦赤霉病菌、小麦纹枯病菌、水稻纹枯病菌)的拮抗作用,对其进行生理生化及分子鉴定,并评价其对小麦幼苗的促生作用,以期为小麦复合微生物肥料的研制提供优良的菌株资源。结果表明,通过透明圈法初筛到透明圈较大的固氮细菌8株、解钾细菌8株、解无机磷细菌4株、解有机磷细菌4株。根据菌株产IAA、溶磷能力较高且产NH3、HCN或者铁载体的能力,筛选出8株细菌,分别与3种病原菌进行拮抗试验,复筛到HN1202、HK1216、HP1218三株细菌可以同时拮抗3种病原菌,且彼此之间没有拮抗反应。对3株菌的菌落特征、菌体形态及生理生化特性进行研究,结合菌株的16S r DNA序列分析,初步确定HN1202和HP1218属于假单胞菌属(Pseudomonas),HK1216为芽孢杆菌属(Bacillus)。分别用HN1202、HP1218、HK1216菌液对小麦种子进行浸种处理,小麦幼苗根长分别较对照(无菌液处理)显著增加12.6%、20.4%、17.5%,株高分别较对照显著增加11.8%、13.2%、8.8%,萌发5条根和6条根的比例均较对照显著增加。综上,筛选的小麦根际促生细菌可作为复合微生物肥料的功能菌株。

干旱胁迫下植物根际促生细菌对侧柏生长及生理生态特征的影响

从植物根际土壤中筛选出1株植物根际促生细菌(PGPR),并对其进行分子生物学鉴定。在盆栽试验条件下,以侧柏为材料,研究接种PGPR在4个水分梯度(正常浇水、轻度干旱、中度干旱和重度干旱)下对侧柏生理生态特征及生长的影响。通过形态学观察、生理生化测定、16S rDNA基因测序及系统发育树分析,筛选出的PGPR鉴定为蜡样芽孢杆菌。正常浇水的情况下,接种蜡样芽孢杆菌对侧柏抗氧化酶、渗透调节物质和膜脂过氧化产物的影响较小;随着干旱胁迫强度的增加,接种蜡样芽孢杆菌可显著增加抗氧化酶活性,但显著降低渗透调节物质和膜脂过氧化产物的积累。接种蜡样芽孢杆菌均可不同程度地提高侧柏生长素、赤霉素和玉米素的含量。正常浇水和轻度干旱时,接种蜡样芽孢杆菌显著提高脱落酸含量,而重度干旱时PGPR处理的脱落酸含量降低23.81%。此外,接种蜡样芽孢杆菌显著增加侧柏干物质积累,且随着干旱胁迫强度的增加,对根系干物质积累的影响越来越小,而对地上部的影响越来越大。综合分析认为,干旱生境下接种植物根际促生细菌,侧柏能够通过调节保护酶活性和渗透调节物质含量,促进一些激素类物质的产生来减轻干旱对植物生长造成的伤害,促进干物质积累。

植物根围促生细菌(PGPR)对黄瓜生长及生理生化特性的影响

为了解植物生长促生细菌CH1与CH2对黄瓜生长及品质的作用机制,采用种子催芽、温室盆栽与生理生化的方法,研究了其对黄瓜生长及生理代谢的影响.结果表明,CH1与CH2对黄瓜种子萌发、根与植株的生长有显著促进作用,根部与叶部中超氧阴离子产生速率、H2O2和丙二醛(MDA)含量显著减少,与品质相关的叶绿素、蛋白质、可溶性糖和VC含量显著增加..

金银花容器苗对干旱胁迫下接种根际促生细菌的生理响应

在盆栽试验条件下,以金银花容器苗为试材,研究了不同干旱强度下接种蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)L90对植物生理特征的影响。结果表明:随着干旱胁迫强度的增加,金银花容器苗的光合速率和气孔导度逐渐降低;而干旱环境下接种L90可显著提高气孔导度,缓解干旱胁迫对净光合速率的抑制;且干旱强度增加,缓解效果增强。接种B.cereus L90可显著抑制干旱胁迫下金银花容器苗PSⅡ最大光化学效率、实际光化学效率和光化学猝灭系数的降低,抑制非光化学猝灭系数的升高。虽然L90并没有提高对照处理中光合色素的绝对含量,但可显著抑制干旱环境下金银花叶片中光合色素的分解。干旱显著降低了金银花叶片中细胞分裂素含量,增加了脱落酸(ABA)的含量;在干旱胁迫下,接种L90可显著提高叶片中细胞分裂素的含量,并可促使根部产生的ABA运输到叶片中。干旱胁迫程度较轻时,L90对金银花容器苗的相对含水量和相对电导率影响不显著;而在重度干旱时,同对照相比,干旱及接种L90处理的相对含水量分别降低20.56%和10.21%,相对电导率分别提高31.42%和16.08%,接种L90处理的变化幅度明显较小。因此,干旱生境下接种B.cereus L90,可增加叶片中细胞分裂素含量,抑制光合色素的分解及光合能力的下降,提高金银花容器苗在干旱环境中的适应能力。

干旱环境下接种根际促生细菌对核桃苗光合特性的影响

【目的】研究干旱环境下接种根际促生细菌(PGPR)对植物光合特性的影响,为PGPR在干旱逆境中的应用提供依据,为干旱地区造林及植被恢复提供技术支撑。【方法】采用盆栽试验,以产细胞分裂素的蜡样芽孢杆菌L90为供试PGPR菌株,以核桃苗为供试植物,利用LI-6400便携式光合作用仪研究中度干旱胁迫及干旱复水条件下接种L90对核桃苗叶片光合参数的影响。【结果】干旱胁迫(DR)及干旱环境下接种L90对核桃苗叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)及叶绿素(Chl)含量影响显著。整个胁迫期间,同正常浇水处理相比,DR处理核桃苗叶片的Pn和Gs分别下降21.78%和29.47%,而接种L90处理仅下降11.62%和23.84%,干旱环境下接种L90可显著提高Gs,缓解干旱对Pn的抑制。除干旱胁迫初期外,随着干旱胁迫时间的增加,L90缓解干旱对Pn的抑制效果逐渐增强。随着干旱胁迫时间的延长,DR处理核桃苗叶片的Ci迅速降低后持续升高,而Gs持续降低,其光合性能同时受气孔因素和非气孔因素的限制;接种L90后核桃苗叶片的Ci和Gs持续降低,其光合性能主要受气孔因素限制。一定强度的干旱能够造成核桃苗叶片中Chl的分解或流失,在胁迫末期,同对照处理相比,DR处理核桃苗叶片的Chl含量显著降低9.22%;同DR处理相比,L90处理叶片Chl的含量显著增加9.49%,干旱环境下接种L90显著抑制了干旱胁迫后期Chl的降解。恢复供水后,同正常浇水处理相比,DR处理的Pn,Gs和Chl含量分别降低9.46%,10.29%和5.86%,Ci增加8.72%;同DR处理相比,接种L90处理的Pn,Gs和Chl含量分别提高7.01%,12.15%和5.81%,基本恢复到对照水平。接种L90有利于核桃苗叶片光合功能的快速恢复。【结论】干旱胁迫下,植物叶片的Pn,Gs和Chl含量均有不同程度的降低,而干旱环境下接种产细胞分裂素的蜡样芽孢杆菌L90能够在一定程度上抑制这种降低,延缓水分胁迫下非气孔因素对植物叶片Pn的限制,且更有利于恢复供水后叶片光合功能的恢复。

不同植物促生细菌对玉米生长的影响及其生长素分泌能力研究

本研究采用生防菌处理玉米种子后测定玉米鲜重、干重、株高等农艺性状指标,获得7株对玉米具有促生作用的生防细菌;利用Salkowski比色液对7株菌进行吲哚乙酸(IAA)分泌能力的定性及定量测定。结果显示:7株菌能不同程度的提高玉米鲜重、干重、株高等农艺性状指标;其中菌株解淀粉芽孢杆菌C3处理后,玉米鲜重、干重、株高等农艺性状指标提升最高,较对照分别提升了185%,215%,66%;7株菌均可分泌IAA,其中菌株解淀粉芽孢杆菌C3生长素分泌能力最强,为251.37 mg/m L。该研究是国内将解淀粉芽孢杆菌作为玉米促生细菌的首次报道。

油松菌根促生细菌——荧光假单胞菌的分离与鉴定

为了探讨菌根促生细菌荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）与菌根真菌的互作关系,本实验从油松菌根上分离得到36株在紫外灯下产荧光的细菌菌株,以荧光假单胞菌9702作为标准菌株,对分离菌株进行显微观察、生物学鉴定和16S rDNA序列分析,结果确定HDY-8、HDY-9、HDY-20、HDY-35共4株菌株为荧光假单胞菌,并分别命名为P.fluorescensHDY-8、P.fluorescensHDY-9、P.fluorescens HDY-20、P.fluorescens HDY-35。用这4株细菌菌株分别与外生菌根真菌（ECMF）粘盖牛肝菌（Suillus bovinus）、褐环粘盖牛肝菌（Suillus luteus）和褐黄牛肝菌（Boletus luridus）进行纯培养互作研究。结果表明,只有P.fluorescensHDY-20对3种外生菌根真菌有不同程度的促生作用,并对S.luteus促进效果最好,S.bovinus次之,B.luridus最差;P.fluorescensHDY-20促进S.bovinus、S.luteus和B.luridus菌丝生长的最佳浓度分别为2.4...

棉花根际亲和性高效促生细菌的分离筛选

为了从棉花根际土壤筛选能与棉花凝集素具有亲和作用的高效促生细菌,以选择性培养基从棉花根部初步筛选具有固氮能力、解磷能力及解钾能力的促生细菌,再以异硫氰酸磺(FITC)标记的棉花凝集素为复筛工具,从棉花根际促生细菌中筛选能与棉花凝集素结合的亲和性菌株,分别挑选2株固氮菌、2株解磷细菌和2株解钾细菌作为微生物肥料接种到棉花根部进行盆栽试验,观察其在根部定殖情况。结果是在选择性平板上有20%～30%的菌株具有凝集素染色阳性。盆栽试验显示,接种的6株亲和性菌株能在棉花根部成功定殖,根际细菌数量约是灭活对照的10倍。通过初步鉴定,固氮菌株N1111为固氮菌属(Azotobacter),N2121属于德克斯氏菌属(Derxia);解磷菌株P2126属于黄单胞菌属(Xanthomonas),P1108菌株为假单胞菌属(Pseudomonas);解钾菌株K2204和K2116属于芽孢杆菌属(Bacillus)。

根际促生细菌应用方式下金银花生长与根际环境特征

为提高植物根际促生细菌在干旱环境下的应用效果,以Bacillus cereus DZ1为供试菌株,探讨了清水稀释和豆芽汁营养液稀释处理下其在交联聚丙烯酰胺（CLP）中的存活特征,然后通过金银花造林实验,研究了接种B.subtilis DZ1（PGPR）、施用CLP（CLP）、接种B.subtilis DZ1并混施CLP（C-P）和CLP-PGPR凝胶（CPG）对植物生长及根际环境微生物特征的影响。结果表明,同清水稀释处理相比,豆芽汁营养液稀释处理CLP中的有效活菌数量显著提高19.45%~664.05%,CLP可以作为PGPR的吸附载体。同PGPR处理相比,CPG处理根系分泌物中的氨基酸总量、有机酸总量和总糖含量分别提高37.36%、30.04%和8.18%;直接接种B.cereus DZ1对根际土壤微生物量碳影响较小,但CPG处理显著提高了微生物量碳含量,并明显增强了土壤微生物呼吸作用,其微生物呼吸速率较PGPR、CLP、C-P和CK分别高出18.02%、9.93%、8.56%和18.91%;CPG处理还降低了代谢熵,与另外4个处理相比其下降幅度分别为12.74%、7.62%、8.02%和14.02%。无论B.cereus DZ1何种接种方式均对金银花的造林成活率影响不显著,但CPG处理显著增加了植物的干物质积累量,其叶片相对含水率较C-P处理显著增加10.34%,而相对电导率降低9.70%。可见,CLP-PGPR凝胶方式更有利于接种微生物的定殖存活,可改善金银花根际土壤的微生态环境,增强植物干旱耐受性的同时促进植物生长。

根际促生细菌对东北山樱幼苗光合特性及生长的影响

【目的】评价野生东北山樱(Cerasus sachalinensis Kom.)根际分离到的促生细菌对幼苗的生理效应。【方法】通过盆栽接种试验,测定3株根际促生细菌对东北山樱幼苗光合指标、叶绿素荧光参数以及植株生长发育的影响。【结果】接种荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)处理与对照相比,在未改变水分利用效率的前提下,增强了幼苗叶片气孔导度,提高了净光合速率(增加72.4%)和蒸腾速率(增加54.5%),其单位反应中心吸收的光能指数及性能指数也明显增强,促进了幼苗生长,生物量指标表现为最大。接种腊质芽孢杆菌(Bacillus cereus)和松鼠葡萄球菌(Staphylococcus sciuri)处理较对照虽然也促进了幼苗的生长,但对光合和叶绿素荧光参数影响不同。接种腊质芽孢杆菌同接种荧光假单胞菌对幼苗的光合作用参数影响趋势相同,但对叶绿素荧光参数无影响。而接种松鼠葡萄球菌对幼苗的净光合速率无明显影响,水分利用效率下降29.4%,但最大光化学效率和单位反应中心吸收的光能指数增强。【结论】接种3株促生细菌菌悬液均可促进东北山樱幼苗的生长,其中接种荧光假单胞菌的促生效应最大,但不同促生细菌对光合作用参数影响不同。