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。

植物根围促生细菌菌剂增强玉米干旱耐受性研究

选用植物根围促生细菌(PGPR)菌剂BBS处理玉米幼苗,研究干旱胁迫下玉米幼苗叶片相关生理特性及基因表达差异。结果表明,干旱胁迫15 d后,BBS处理组玉米幼苗的萎蔫程度显著低于对照组;处理组植株叶片MDA含量仅为对照组的74.35%,叶片脯氨酸和可溶性糖含量分别是对照组的3.39倍和1.07倍;处理组植株叶片ZmP5CS1的表达水平及SOD活性均显著高于对照组;BBS处理组植株叶片在干旱胁迫过程中一直保持较低的H_2O_2含量。研究得出,BBS处理能够有效减缓干旱胁迫对玉米幼苗造成的伤害,进而加速正常浇水后的恢复。处理组植株叶片NCED1和ZmDREB2.7的高水平表达也表明干旱胁迫下玉米幼苗与BBS的互作过程可能有依赖ABA信号途径及不依赖ABA信号途径的共同参与。

根围促生细菌配施生物质炭对辣椒生长和土壤理化性质的影响

为探究植物根围促生细菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)配施生物质炭对辣椒生长和土壤微环境的影响,盆栽条件下设置对辣椒接种PGPR以及不接种对照(NM)并分别配施生物质炭0、1%、3%、9%共8个处理。结果表明,PGPR处理对辣椒生长具有显著的促生效应,接种PGPR处理显著改善辣椒的根尖数、根分叉数、根系总投影面积和根系总体积,同时增加土壤中全氮含量,降低土壤速效磷、速效钾和有机质含量;3%生物质炭添加量下,接种PGPR处理的辣椒根系土壤中脱氢酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性分别比对照增加了16.2%、4.5%、28.2%、28.3%,土壤微生物生物量碳和生物量氮含量分别是相应不接种对照的1.6、1.2倍;接种PGPR并施加生物质炭,可显著增加土壤细菌和放线菌数量,降低真菌数量;方差分析结果表明,不同生物质炭添加量与接种PGPR处理的交互作用对辣椒地上干质量、真菌数量影响极显著,对微生物生物量碳影响显著,对其余指标无显著影响。综上,PGPR配合生物质炭能够通过提高土壤相关酶活性和土壤养分含量,改善植物根系和微生物环境,从而促进植物生长,其中以PGPR配施3%生物质炭处理效果最优。

生姜和马铃薯根围促生细菌和丛枝菌根真菌的初步调查

共同分布在相同生态位的植物根围促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是重要的种质资源。本研究旨在调查大田栽培的生姜和马铃薯根区土壤和根系中PGPR和AMF资源分布状况,为进一步研究其群落结构与功能提供依据。从山东龙口、临沂、青岛、平度和莱芜生姜样地分离获得拮抗生姜青枯菌(Ralstonia solanacearum R1)的PGPR 20株,其中,4个假单胞(Pseudomonus sp.)菌株s1-10、s3-11、s5-8和s6-4抑制能力最强;获得拮抗马铃薯青枯菌(Ralstonia solanacearum R2)PGPR 25株,其中,4个芽孢杆菌(Bacillus sp.)菌株m1-12、m3-4、m4-7和m5-13抑制能力最强。从上述生姜样地分离到AMF 3属11种,其中无梗囊霉属(Acaulospra)2种,管柄囊霉属(Funneliformis)1种;球囊霉属(Glomus)8种;双网无梗囊霉(Acaulospra bireticulata)、摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和地表球囊霉(Glomus versiforme)为优势种;从马铃薯样地则获得4属10种,其中,无梗囊霉属2种,管柄囊霉属(Funneliformis)1种,球囊霉属6种,巨孢囊霉属(Gigaspora)1种;根内根孢囊霉(Glomus intraradices)、摩西管柄囊霉和变形球囊霉为优势种。该调查结果丰富了我国PGPR和AMF资源,为今后研究奠定了技术基础。

植物根围促生细菌的研究进展及在林业上的应用

植物根围促生细菌(PGPR)通过一种或多种不同的作用机制对植物产生直接或间接的作用从而促进植物生长。综述了PGPR的国内外研究概况以及PGPR的特征,从PGPR促生长作用、PGPR生防功能两方面论述了PGPR在林业上的应用,最后简要介绍了PGPR应用于林业的现实意义。

植物根围促生细菌促生机制研究进展

化肥农药的滥用已严重破坏土壤结构、导致土壤重金属污染、病原菌抗药性增加,危及农产品安全,造成环境资源的破坏,因此,开发环境友好、改善土壤肥力、增强植物抗性、多重防治机制共同作用的生物肥料和生物农药显得尤为重要。植物根围促生细菌(PGPR)因其较强的植物根部定殖能力及具有抑制植物病原菌和促进植物生长的作用而备受关注。本文从直接促生和间接促生两个方面重点阐述了PGPR的促生作用机制,并分析了PGPR在农业生产中的应用和发展前景。

植物根围促生细菌在林木容器育苗中的应用

植物根围促生细菌通过一种或多种不同的作用机制对植物产生直接或间接的作用从而促进植物生长。本文综述了植物促生细菌促生机理的国内外研究概况、植物促生细菌在林木容器育苗中的促生效果及其应用价值。

我国植物根围促生细菌研究进展

根围(rhizosphere)和植物根围促生细菌(PGPR)是重要的生物学概念,已成为当今土壤微生物学和微生态学研究热点之一。我国已从粮食作物、经济作物和其他植物上分离到27属53种(株)PGPR,其中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)和伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)是常见的PGPR的种群。研究表明,PGPR通过直接合成一些激素和抗生素等次生代谢物质、调控植物相关基因表达和调节根围土壤中其他生物的群落结构等作用机制,来活化土壤养分、改善土壤理化特性、增加土壤肥力、拮抗病原物、降低植物病害、提高抗病性、增强耐盐性、耐寒性、耐重金属毒性、促进作物生长发育、增加作物产量和改善品质。PGPR这些生理生态效应受到包括PGPR菌种在内的其他生物、土壤条件和农艺措施的影响。所研发的数个PGPR制剂已经商品化生产并且广泛用于促进植物生长及防控土传病害,效果明显。此外,我国已完成多个PGPR菌种(株)全基因组测序分析工作。这些均表明,我国PGPR应用基础研究取得了丰硕成果,为进一步实现PGPR的产业化及其应用奠定了坚实的基础;PGPR在解决作物生产中的一些难题和促进农林牧业可持续发展具有广阔的应用前景。

抗黄瓜枯萎病丛枝菌根真菌与根围促生细菌组合菌剂的筛选

丛枝菌根真菌(AMF)和植物根围促生细菌(PGPR)同时接种具有促生防病的作用。本试验旨在评价AMF与PGPR组合菌剂防治黄瓜枯萎病(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)的效果,以获得高效生防菌剂。于温室盆栽条件下将AM F Funneliformis mosseae(Fm)、G lomus intraradices(Gi)和G lomus versiforme(Gv)与PGPR菌株(PR2-1、PS1-3、PS1-5、PS2-6和PS3-2)不同组合菌剂处理黄瓜(Cucumis sativus,品种:香翠16号),测定各处理对黄瓜植株生长量、枯萎病防治效果和黄瓜产量的影响。供试AMF+PGPR各组合菌剂处理能不同程度的增加黄瓜根系AMF侵染率和根围细菌的定殖数量、促进黄瓜生长发育和降低枯萎病危害程度。其中,以Fm+PS3-2和Gv+PS2-6组合菌剂促生和增产效果最好,以Fm+PS1-5、Fm+PS3-2和Gv+PS2-6组合菌剂防治枯萎病效果最好。综合评价筛选获得高效组合为Fm+PS3-2和Gv+PS2-6。这两个处理可使黄瓜枯萎病病情指数分别下降50.0%和58.4%,防效达到54.5%和63.7%,具有一定的田间应用潜力。

促生菌NK1诱导白菜幼苗对炭疽病抗性的研究

以植物根围促生细菌NK1菌株为诱导因子,对其诱导白菜抗炭疽病进行了研究。结果表明:用菌株NK1灌根处理白菜幼苗后,叶片上病斑数及病斑面积较对照明显减少(P<0.05),对炭疽病防效达68%。不同诱导方法诱抗效果呈显著性差异(P<0.05),其中以种子处理+灌根处理方法的诱导效果最好。对菌株NK1诱导持效期的研究发现,诱抗效果以菌株NK1处理白菜植株后的第5天接种白菜炭疽病菌时最好。此外,用菌株NK1灌根法处理白菜根部后,白菜根部与叶片组织中的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性较对照都明显升高(P<0.05),表明菌株NK1能诱发白菜对炭疽病产生系统抗性。

影响引入微生物根部定殖的因素

从外界引入的各类有益微生物如生防菌 (BCA)和根际促生菌或增产菌 (PGPR ,YIB)到种子表面随其生根发芽而蔓延或直接到根表沿根分布定殖 .外来微生物在根际定殖的过程为与根尖接触 ,沿根分布 ,最后在根际建立自己的种群 .定殖的位点以PGPR为例 ,是表皮细胞间隙 ,或侧根、根毛基部 .外来微生物在根际定殖动态变化的原因 ,由于根际生物的和非生物的因素引起的 .生物因子除去外来微生物本身的生理特性 ,还有根际土著微生物与外来微生物的相互作用 ,更重要的是植物基因型对微生物定殖的影响 .非生物因子包括土壤环境、土壤结构和含水量 ,土壤温度和土壤 pH值均能影响外来微生物在根部的定殖 .

菌根真菌与细菌的相互作用研究进展

生物之间的相互作用一直是生物学和生态学领域的研究热点之一,特别是真菌与细菌的相互作用倍受关注。其中,菌根真菌(mycorrhizal fungi,MF)作为环境功能生物分布广泛,与其处在相同生态位的其他根区生物(如细菌等)发生直接或和间接的相互作用,参入整个生态过程,对物质转化、能量流动、信息传递、环境与生物健康、生态系统可持续生产力发挥举足轻重的作用。本文系统总结了MF与菌根伴生细菌、MF与根围促生细菌(PGPR)、MF与共生固氮细菌、MF与植物内生细菌、MF与植物病原细菌、以及MF与其它细菌的相互作用特点;探讨了MF与细菌相互作用的可能机制,旨在为丰富菌根学研究内容、探索增强MF的生理生态功能的途径、促进MF的应用等方面提供理论依据和思路。

PGPR对番茄南方根结线虫病的影响

于温室盆栽条件下初步研究了4种根围促生细菌(PGPR)对番茄植株生长和南方根结线虫Meloidogyne incognit病发生情况的影响。结果表明接种多粘芽孢杆菌Bacillus polymyxa或芽孢杆菌菌株B697的番茄植株高度、地上部和地下部干重均显著大于对照,而巨大芽孢杆菌B. megaterium和固氮螺菌Azospirillum sp.菌株A135无促生作用。接种多粘芽孢杆菌+南方根结线虫和B697菌株+南方根结线虫两处理的二龄幼虫数、雌虫数、线虫总数、根上卵囊数、卵囊含卵量、发病率和病情指数显著低于只接种南方根结线虫的对照。多粘芽孢杆菌、B697菌株、巨大芽孢杆菌和A135菌株对南方根结线虫的防效分别达65.4%、68.2%、53.8%和53.8%。

丛枝菌根真菌和促生细菌对草莓生长、产量和白粉病的影响

以“章姬”“京藏香”“京桃香”3个品种的草莓为试材,采用盆栽试验的方法,研究接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhiza fungi,AMF)摩西斗管囊霉Funneliformis mosseae、根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices、植物根围促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)PGPR 5-1和PGPR PS1-1菌株对草莓生长、产量和白粉病的影响。结果表明:AMF+PGPR处理的AMF侵染率、丛枝着生率和泡囊数均大于单接种AMF处理,表明PGPR菌株能够促进AMF的侵染和根内扩展;AMF+PGPR组合促生防病的效应大于任一单接种处理。其中,Fm+PS1-1和Fm+5-1′组合促生、增产和控制白粉病的效果最好。“章姬”草莓的接种效应大于其它2个品种的接种效应。Fm+PS1-1处理显著增加了“章姬”草莓的单株花蕾数、单株开花数、单株结果数和单株产量,单株产量最高达到75.8g,而白粉病的病情指数最低。可知,Fm+PS1-1和Fm+5-1′为最佳组合,对促进草莓高效高质绿色生产具有较大的应用潜力和研发前景。

芽孢杆菌对菜心种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究芽孢杆菌对菜心种子萌发及幼苗生长的影响,为利用根围促生细菌芽孢杆菌研发十字花科蔬菜微生物种子包衣技术提供科学依据。[方法]通过菜心种子萌发试验,统计分析其根长、株高、发芽率和发芽势,观察菜心幼苗生长情况。[结果]采用的6种芽孢杆菌均具有提高菜心种子的发芽率、发芽势以及促进幼苗生长的作用。最终筛选出对菜心幼苗生长有良好促进效果的芽孢杆菌以及其最适处理浓度是枯草芽孢杆菌(湖北)10000倍液和枯草芽孢杆菌(河北)10000倍液。[结论]根围促生细菌芽孢杆菌对菜心种子萌发和幼苗生长有促生作用,可以作为十字花科蔬菜种子丸粒化包衣的材料。

菲和芘胁迫下AMF和PGPR对高羊茅生理生态的响应

旨在探究菲和芘胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)与根围促生细菌(PGPR)对高羊茅生理生态的响应。以菲和芘1∶1混合处理浓度各0、50、100和150mg·kg^-1下对高羊茅接种AMF变形球囊霉(Gv)、PGPR荧光假单胞菌(Ps2-6)、Gv+Ps2-6和不接种对照共16个处理。结果表明,AMF、PGPR或AMF+PGPR处理均显著增加高羊茅生物量和菌根侵染率,增强植物光合作用,提高叶绿素含量,显著提高植物体内生理活性。在土壤中菲和芘100mg·kg^-1水平下,与对照相比,双接种Gv+Ps2-6处理的高羊茅叶片叶绿素a、b和总叶绿素含量分别提高57.7%、41.7%和51.8%;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)分别增加70.6%、100.0%、4.5%和78.6%;最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)分别提高2.2%和8.8%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性糖和脯氨酸含量分别是对照的1.6、1.5、2.3和2.7倍,丙二醛含量比对照下降46.0%;高羊茅株高和地上鲜重分别比对照增加63.0%和69.6%;接种PGPR处理能够增加AMF侵染率以及菌根依赖性。供试条件下,双接种Gv+Ps2-6处理增加高羊茅叶绿素含量和抗氧化能力,增强光合作用能力,降低膜脂过氧化水平,促进植物生长的作用最为显著。

AM真菌和PGPR对番茄根结线虫病的影响

在温室盆栽条件下,研究了接种丛枝菌根真菌(AMF)和/或植物根围促生细菌(PGPR)菌株对番茄生长状况及其对南方根结线虫(Meloidogyne incognita)病害的影响。结果表明,摩西球囊霉(Glomus mosseae)比地表球囊霉(Glomus versiforme)能更好地促进番茄的生长发育,抑制南方根结线虫的生长发育;单接种PGPR时,菌株B的促生防病效果较菌株C好;而与AMF双接种时,菌株C促生防病效果较好,且菌株C与Glomus mosseae同时接种时,促生防病效果最佳,是防治番茄根结线虫的最佳组合。

AM真菌和PGPR对多环芳烃污染土壤中的高羊茅生理和生长的影响

丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌与根围促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)联合降解有毒有机物、修复污染土壤和促进植物生长的作用倍受关注。试验设菲和芘1:1混合处理浓度0mg·kg^(-1)、50mg·kg^(-1)、100mg·kg^(-1)和150mg·kg^(-1)下对高羊茅接种AM真菌根内根孢囊霉Rhizophagus intraradices(Ri)、变形球囊霉Glomus versiforme(Gv)、PGPR荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens Ps2-6、芽孢杆菌Bacillus velezensis Ps3-2、Ri+Ps2-6、Ri+Ps3-2、Gv+Ps2-6、Gv+Ps3-2和不接种对照共36个处理。结果表明,菲和芘胁迫下高羊茅相对电导率、丙二醛(MDA)含量、叶片菲和芘含量随菲和芘浓度增加而增加;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和可溶性蛋白含量则呈先上升后下降的趋势。与未接种对照相比,接种AM真菌和PGPR能显著抑制菲和芘胁迫下高羊茅细胞膜透性和MDA含量的升高,增加高羊茅叶片SOD、POD活性和叶片中菲和芘含量,诱导产生更多的可溶性蛋白,增强高羊茅对菲和芘胁迫的耐受性,增加高羊茅的株高、干鲜重和叶面积。

植物根际促生菌对3种土传真菌病害病原的抑制作用

【目的】获取促生同时可防治3种土传真菌病害(Fusarium oxysporum、Sclerotinia sclerotiorum和Rhizoctonia solani)的生防菌,并明确其抑菌效果。【方法】利用前期研究获得的17株促生菌,采用平板对峙法测定其对病原真菌的拮抗作用及对菌丝生长的抑制作用。【结果】可有效拮抗立枯丝核菌的生防菌有6株,其中促生菌株FX2和LM4-3的抑制率达73.82%;拮抗尖孢镰刀菌的生防菌有7株,其中FX2的抑制率达到66.81%;拮抗油菜菌核病菌的生防菌有4株,其中菌株LHS11的抑制率高达85.71%。菌株LHS11和JM170通过次生代谢物抑制病原真菌。所有的生防菌对病原菌的菌丝生长均有一定的抑制作用。【结论】筛选得到对3种真菌病害病原具有较好生防作用的菌株LHS11和FX2。

AMF和PGPR修复甲胺磷污染土壤的效应

丛枝菌根真菌（arbuscular mycorrhizal fungi,AMF）和根围促生细菌（plant growthpromoting rhizobacteria,PGPR）能降解有毒有机物,但分解土壤中残留甲胺磷农药尚未见报道。本试验旨在测定AMF和PGPR矿化甲胺磷的效应。试验设甲胺磷0、50、100和150μg g-1下,对番茄（Lycospersicon esculentum,品种金冠）接种AMF Glomus mosseae（Gm）、Glomus etunicatum（Ge）、PGPR Bacillus subtilis（Bs）、Bacillus sp.B697（Bsp）、Pseudomonas fluorescens（Pf）、Gm＋Bs、Gm＋Bsp、Gm＋Pf、Ge＋Bs、Ge＋Bsp、Ge＋Pf和不接种对照,共48个处理。结果表明,接种Gm显著增加了根区土壤和根内PGPR定殖数量,而Pf处理显著提高了AMF侵染率,表明Gm与Pf能够相互促进。甲胺磷100μg g-1水平下,Gm＋Pf处理的番茄株高显著高于其他处理,地上部干重显著高于其他处理（Ge＋Pf除外）,根系干重显著高于对照、PGPR各处理和Ge处理;而根内甲胺磷浓度则显著低于其他处理,茎叶中的则显著低于其他处理（Gm＋Bs、Gm＋Bsp和Ge＋Pf除外）。AMF、PGPR或AMF＋PGPR处理均显著降低番茄体内甲胺磷浓度。甲胺磷50～100μg g-1水平下,Gm＋Pf显著降低根区土壤中甲胺磷残留量,矿化率达52%～60.6%。AMF和PGPR显著提高了根区土壤中甲胺脱氢酶活性,其中以Gm＋Pf组合处理的酶活性最高。表明AMF和PGPR均能促进土壤中残留甲胺磷的降解,Gm＋Pf是本试验条件下的最佳组合。