植物根围促生细菌(PGPR)作用机制的研究进展

结合生防作用和促生作用2个方面综述近年植物根围促生菌（PGPR）作用机制研究进展。

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。

植物根围促生细菌作用机制的研究

植物根围促生细菌不仅能够促进植物生长,增加作物的产量,还能提高防病能力。阐述了植物根围促生细菌的作用机制,包括促进植物生长的机制和生物防治的机制。

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。

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。

植物根际促生菌(PGPR)的研究与应用前景

植物土传病害难以防治 ,植物根际促生菌 (plantgrowth promotingrhizobacteria ,PGPR)的深入研究和发展为解决这一难题展现了诱人的前景 .PGPR能够高密度地在植物根际定殖 ,兼有抑制植物病原菌、根际有害微生物 ,以及促进植物生长并增加作物产量的作用 ,更重要的是有些PGPR能够诱导植物产生系统抗性 (inducedsystemicresistance ,ISR) ,从而提高植物整体的抗病能力 .近 2 0年来 ,国外这一领域的研究十分活跃 ,已有很多成功应用的PGPR产品 ,国内应大力加强基础与应用的研究 ,并推进其产业化的发展 .

植物根际促生菌(PGPR)对缓解水稻受土壤锌胁迫的作用

为解决农田重金属污染的严重环境问题,提出利用植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)来缓解农作物受重金属胁迫的科学设想。研究从大宝山污染土壤中筛选出的Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+耐性菌株,经鉴定为芽孢杆菌属(Bacillussp.DBM),菌株DBM具有产吲哚乙酸(IAA)和ACC脱氨酶能力,但无产铁载体能力。盆栽试验结果表明,菌株DBM在水稻受重金属Zn(600mg.kg-1)胁迫时能有效保护并促进水稻的生长,使其地上部和地下部干重比不加菌处理对照分别提高97.8%和77.2%。另外,菌株DBM可以增加土壤中Zn的有效态含量,但不能增强水稻对土壤Zn的吸收能力。相反,在Zn600处理下,水稻地上部和地下部Zn浓度分别比不加菌处理对照减少15.1%和19.9%。但由于促生效果也极为显著,其地上部和地下部Zn总量仍分别比不加菌处理对照增加74.2%和48.6%。

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。

运用生色基因标记黄瓜根围促生菌(PGPR)筛选菌株

采用三亲交配方法 ,通过Tn7转座系统将lacZY标记基因导入黄瓜根围促生菌 (PG PR)筛选菌株PseudomonasfluorescensCN1 1 6和PseudomonascorrugataCN31的利福平抗性突变株中 ;标记假单胞菌菌株则被赋予了利用乳糖作为唯一碳源的能力 ,在只有乳糖的M9培养基上生长能分解X Gal,菌落显出特有的蓝色 ;经Southern杂交分析 ,证明标记基因lacZY存在于转化菌株的染色体上 ;经验证标记菌株标记性状稳定 ,与对应的野生菌株比较其它性状如培养性状、形态特征、生防效果等基本不变 ;PGPR菌株利福平抗性和生色基因标记的结合 (双标记 )能最大限度地将土壤中引入的PGPR菌株与土著细菌分开 ,检测下限可达 1 0CFU mL ,为PGPR在根围的分子生态学研究提供了一个较好的工具。

细茎石斛内生和根围细菌多样性及促生能力分析

对采自湖北省英山县的细茎石斛〔Dendrobium moniliforme(Linn.)Sw.〕根、茎和叶中的内生细菌及其根围苔藓内生细菌和根围土壤细菌进行分离,并采用扩增核糖体DNA限制性酶切分析(ARDRA)与UPGMA聚类分析相结合的方法对这些细菌菌株进行鉴定和多样性分析;在此基础上,采用平板检测技术测定了这些细菌菌株的解磷、解钾、产生长素和嗜铁素的能力。结果显示:从细茎石斛根和茎以及根围苔藓和根围土壤中共分离获得75株细菌菌株,从叶中未分离出内生细菌。其中,源自根和茎的内生细菌菌株分别为14和7株;源自根围苔藓的内生细菌菌株偏少,仅14株;源自根围土壤的细菌菌株最多,达到40株。75株菌株可被分成33个ARDRA簇,通过16S r DNA序列测定及比对,它们分别隶属于链霉菌属(Streptomyces)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、拉恩氏菌属(Rahnella)、潘多拉菌属(Pandoraea)、微杆菌属(Microbacterium)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)和泛菌属(Pantoea),其中芽孢杆菌属和假单胞菌属为优势属。在75株内生和根围细菌中,有22株菌株兼具解无机磷和有机磷的能力、25株菌株具有解钾能力、64株菌株具有产生长素能力、39株菌株具有产嗜铁素能力,其中有9株菌株兼具解磷、解钾、产生长素和嗜铁素的能力。总体上看,细茎石斛的内生和根围细菌数量多且多样性较高,其中9株兼具4种促生潜力的菌株可作为促进细茎石斛生长的候选菌株。

接种植物根际促生菌对施用有机无机复混肥土壤N_(2)O排放的影响

施用有机无机复混肥可提高土壤肥力、增加作物产量,但也增加温室气体氧化亚氮(N_(2)O)的排放。采集江苏省句容市的复垦土壤样品设置室内土壤培养试验,研究接种植物根际促生菌(PGPR)对施用有机无机复混肥土壤N_(2)O排放的影响。结果表明,接种PGPR菌株Azospirillum sp.TSA2S、Pseudomonas stutzeri NRCB010、Achromobacter denitrificans YSQ030和Bacillus subtilis NRCB002,相对于施肥不接种的对照显著减少了土壤N_(2)O排放量;土壤N_(2)O的累积排放量由高到低为NRCB002>TSA2S>NRCB010>YSQ030,其中N_(2)O排放量分别减少了59%、62%、63%和72%。无论接种与否,施肥均显著提高了土壤中氨氧化古菌amoA、氨氧化细菌amoA以及全程硝化菌amoB、反硝化细菌nirS和nirK的基因拷贝数。接种携带nosZ基因的N_(2)O还原细菌A.sp.TSA2S、P.stutzeri NRCB010、A.denitrificans YSQ030显著提高了施肥土壤中nosZⅠ和nosZⅡ的基因丰度。然而,接种不携带nosZ基因的B.subtilis NRCB002则没有明显改变施肥土壤中nosZⅠ和nosZⅡ的基因丰度。这些结果意味着接种4株具有N_(2)O减排效应的PGPR菌株,分别从微生物介导的直接和间接机制减少了土壤N_(2)O的排放。研究结果将为减少施用有机无机复混肥土壤N_(2)O排放提供科学依据,也将为研发具有生态环境效应的新型生物肥料提供技术参考。

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。

广西亚热带植物根际促生菌的筛选、鉴定及促生作用研究

[目的]本文旨在从植物根际土壤中分离具有多种促生性能的菌株,并明确其促生特性和抗病效果。[方法]采用选择培养方法从植物根际土壤中筛选具有固氮、产氨、溶磷、解钾、分泌吲哚乙酸(indole acetic acid,IAA)、产铁载体和产蛋白酶等特性的菌株,通过16S rRNA对菌株分类学鉴定。测定其对小麦根腐病菌(Bipolaris sorokiniana)、小麦冠腐病菌(Fusarium gramiuearum)、黄瓜织球壳菌(Plectosphaerella cucumerina)、香蕉炭疽病菌(Colletotrichum musae)、交链格孢菌(Alternaria alternate)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑制作用,并通过盆栽试验探究植物根际促生菌对植物的促生效果。[结果]从植物根际土壤中分离细菌191株,固氮及产氨菌171株,解有机磷菌66株,解无机磷菌62株,解钾菌28株,产铁载体菌98株,产IAA菌41株,产蛋白酶菌45株。抑菌试验表明贝莱斯芽胞杆菌C32对6种致病菌均表现出较强的抑菌活性,抑菌率均在50%以上。盆栽试验结果表明,1株IAA高产菌株川大肠杆菌0208对番茄和玉米植株促生效果最为显著。与对照组相比,玉米盆栽株高、茎粗、根长、地上部鲜重和地下部鲜重分别增加21.49%、19.35%、42.98%、19.58%和56.67%,番茄盆栽分别增加53.51%、14.90%、12.28%、43.12%和48.62%。[结论]从广西亚热带植物根际土壤中筛选到多株具有高效促生和防病功能的菌株,为微生物肥料的开发提供优质菌种资源。

款冬根际促生细菌的筛选、鉴定及其接种效应

从款冬根际及根系筛选出PGPR菌株,研究其促生长特性及作用,以期为款冬的丰产栽培提供潜力菌株。采用稀释平板法筛选PGPR菌株,检测其促生特性,通过形态、生理生化指标、BIOLOG及16S rDNA进行鉴定,结合款冬盆栽试验检测其接种效应。结果表明,从款冬根际以及细根中筛选出3株高产IAA菌株KD6B、KD17B和KD26B,鉴定为Enterobacter cloacae subsp.dissolvens、Klebsiella oxytoca和K.areogenes,具解磷、产嗜铁素、耐盐、耐旱及拮抗作用;接种3株菌能显著增加款冬幼苗叶片数、叶面积、根长和根际土壤微生物群落多样性指数,其中KD17B效果最明显,叶片数、叶面积和根长分别增长了36.36%、29.21%、54.07%,平均颜色变化率、Shannon指数和McIntosh指数最大。3株PGPR对款冬有显著促生作用,对其根际土壤微生物群落结构有调控作用,在款冬的丰产栽培中具较高应用价值。

氧化亚氮还原细菌YSQ030的筛选、鉴定及其植物促生特性

筛选获得具有氧化亚氮(N_(2)O)还原活性及植物促生特性的细菌,为新型微生物肥料的研发与应用提供微生物资源。通过固氮培养基筛选以及含硝酸钠和琥珀酸钠的营养肉汤培养基纯化,从水塘芦苇根际土中分离得到一株细菌YSQ030;通过形态观察、16S rRNA基因序列和生理生化特征分析,对菌株进行鉴定;采用无氮反硝化培养基测定菌株的N_(2)O还原能力;通过纯培养试验测定菌株的促生特征并通过水培试验研究其对水稻的促生效应。结果显示,菌株YSQ030为反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans),含nosZ基因;在30℃、转速为200r/min、氧气浓度为0%的前提下,还原N_(2)O的效率为66.3%;分泌吲哚乙酸、具有溶磷和产生1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶的能力;温室水培试验结果表明,与未接菌的对照组相比,接种YSQ030菌液显著提高了水稻幼苗的地上部鲜重和根鲜重,分别增加了48.3%和37.6%。本研究表明,YSQ030具有明显的N_(2)O还原能力,同时对水稻生长具有显著的促进作用,可为进一步构建具有N_(2)O还原能力的生物肥料提供良好的种质资源。

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。