Research Progress of Mechanism of Action of Plant Growth Promoting Rhizobacteria

The paper first introduces the definition and classification of plant growth promoting rhizobacteria （PGPR）, then reviews the research achievements on the mechanism of action of plant growth promoting rhizobacteria, including growth pro-moting mechanism and bio-control mechanism, subsequently lists the use of excel-lent plant growth promoting rhizobacteria strains in recent years, especial y Pseu-domonas and Bacil us strains, and final y discusses problems existing in this area and points out issues requiring further exploration, including PGPR screening meth-ods, preservation methods, mechanism of action, in order to commercialize PGPR as soon as possible and practical y realize its application to production.

PGPR菌剂对攀西高原植烟土壤nifH基因群落的影响

为研究植物根际促生菌(PGPR)菌剂处理下攀西高原植烟土壤氮素循环的微生物调控机制,本研究以凉山州会理市不同PGPR菌剂(Lysinibacillus sp.、Streptomyces Phaeochromogenes和Aspergillus niger)处理下的植烟田为研究对象,采集烤烟成熟期根际土壤,通过化学分析和高通量测序技术对土壤理化性质、固氮酶活性及nifH基因群落组成及多样性进行分析。结果表明,与常规施肥相比,施用PGPR菌剂会显著降低植烟土壤的pH值,同时显著提高有效磷含量和固氮酶活性(P<0.05)。总体而言,施用PGPR菌剂提高了植烟土壤nifH基因群落的多样性。植烟土壤优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝菌门(Cyanobacteria)。慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、地杆菌属(Geobacter)和固氮螺菌属(Azospirillum)等是植烟土壤优势属。冗余分析结果表明,植烟土壤pH值、碱解氮和速效钾含量与nifH基因群落结构相关性最强。综上,PGPR菌剂能改善植烟土壤养分状况,提高土壤固氮酶活性,影响植烟根际土壤nifH基因群落组成及多样性,其中以细菌PGPR菌剂Lysinibacillus sp.效果最佳。本研究结果为植烟土壤科学施肥、培肥地力提供了理论依据。

植物根际优良促生菌(PGPR)筛选及其接种剂部分替代化肥对玉米生长影响研究

通过测定植物根际促生菌株固氮酶活性、溶磷量、分泌植物生长素、对病原菌的拮抗作用及菌株生长速度,筛选出了5株具有较好促生特性的优良菌株。利用筛选的优良菌株研制复合接种剂,并于2009年和2010年进行田试,测定其部分替代化肥对玉米生长的影响。结果表明:利用筛选的优良促生菌研制的复合微生物接种剂符合《微生物肥料》NY227-94标准。施用接种剂替代20%～30%的化肥,玉米株高、地上植物量、穗长、穗粗、单位面积穗数、穗粒数和经济产量等均有提高。研制的微生物接种剂(菌肥+80%化肥),2010年大田推广使用,玉米增产9.86%,减少化肥投入、增产收入及直接经济效益分别为620.1元.hm-2、2 291.4元.hm-2和2 851.5元.hm-2。

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)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%。

植物根际促生细菌(PGPR)分离筛选与鉴定

【目的】从不同作物根际土壤中筛选对黄瓜和番茄有明显促生效应的植物根际促生细菌(PGPR)。【方法】从番茄、黄瓜、茄子、辣椒四种蔬菜作物的根际土壤中进行分离,测定菌株的促生能力,获得优势广适菌株,再根据菌体形态、培养特征及16S rDNA部分序列分析进行鉴定。【结果】共分离得到24株细菌菌株,经平皿初筛,分别筛选出对黄瓜幼苗、番茄幼苗生长有显著促生作用的细菌11和5株,再经营养钵促生实验筛选出2株对黄瓜、番茄幼苗均具有显著促生作用的PGPR菌,经16S rDNA序列分析,分别为芽孢杆菌属(Bacillus)和布克霍尔德氏菌属(Burkholderia)。【结论】所筛选细菌对黄瓜和番茄幼苗有显著促生作用,为进一步构建PGPR广适菌群提供了菌株资源。

使用PGPR菌剂及苜蓿培肥新垦地土壤研究

本研究以重庆北碚新垦坡耕地中性土壤为对象,采用裂区设计法研究种植紫花苜蓿并配施根际有盖微生物(PGPR)对紫花苜蓿生长及土壤微生物的影响.本研究涉及的PGPR菌包括根瘤菌、联合固氮菌、硅酸盐细菌和巨大芽孢杆菌.设置种植紫花苜蓿不接种(A)、种植紫花苜蓿接种根瘤菌(A+R)、种植紫花苜蓿接种PGPR(A+PG-PR)和空地(CK)等4个处理.结果显示:各处理对紫花苜蓿农艺品质、土壤微生物数量及土壤微生物生物量氮含量的影响程度大小顺序均为A+PGPR,A+R,A,CK;而对微生物生物量碳含量的影响大小顺序是A,A+PGPR,A+R,CK.与CK相比,接种PGPR处理显著提高了紫花苜蓿瘤质量、株高、根干质量、地上部干质量和全氮含量(p<0.05);接种PGPR较CK显著增加了土壤细菌、真菌、放线菌、根瘤菌、硅酸盐细菌和固氮菌数量(p<0.05);接种PGPR的土壤微生物生物量碳、氮含量较CK处理的分别显著提高了60.12%和63.28%(p<0.05);同时,该处理还显著提高了土壤的各项基本化学肥力指标.相关性分析表明,微生物生物量氮与植物全氮以及土壤养分各指标显著相关.研究表明,种植紫花苜蓿并配施PGPR能够显著增加新垦地土壤微生物数量,促进新垦地土壤培肥.

高寒地区燕麦根际高效PGPR菌培养条件研究

用乙炔还原法及比色法对高寒草地燕麦根际分离的5个PGPR菌株(O3、O5、O6、O7、O8)在不同光照、pH值、盐分浓度和温度梯度下的生长能力进行了研究。结果表明:5株PGPR菌在较低的光照强度下生长受阻,高强度的光照有利于细菌的生长繁殖,其最适生长范围为2 000～3 000 Lx;固氮酶活性在pH 7.0～7.2范围之间表现最高;盐分(NaCl)浓度高于1 % 时PGPR菌生长受阻;PGPR菌最适宜的生长温度范围为25～30 ℃。

两株PGPR对豇豆苗期生长及土著细菌群落的影响

以扬豇40为材料,研究了植物根际促生菌Pseudomonas chlororaphis RA6和Bacillus pumilus WP8对豇豆种子出苗及幼苗生长的作用,评价浸种及拌土处理的差异,揭示一段时间内,两株植物根际促生菌(PGPR)在土壤中的行为特征及其对土著细菌群落结构的影响。结果表明:PGPR对豇豆的促生作用因接种方式、接种量的不同而不同。WP8、RA6浸种处理的出苗率分别比对照提高14.29%和9.52%(P<0.05);15 d时的株高分别比对照提高14.39%和10.40%(P<0.05);茎叶干物重分别比对照增加19.69%和17.71%(P<0.05)。WP8、RA6低剂量拌土处理(104cfu·g-1soil,以下简作"低拌处理")各指标与对照相比,均无显著差异(P>0.05)。WP8、RA6中剂量拌土处理(106cfu·g-1soil,以下简作"中拌处理")出苗率和株高均比对照提高,但未达显著差异(P>0.05);茎叶干物重分别比对照增加12.71%和18.59%(P<0.05)。WP8、RA6高剂量拌土处理(108cfu·g-1soil,以下简作"高拌处理")出苗率分别比对照提高9.52%和14.29%(P<0.05);15 d时的株高分别比对照提高6.37%和7.64%(P<0.05);茎叶干物重分别比对照增加27.37%和20.43%(P<0.05)。DGGE指纹图谱分析结果显示:各处理在15 d和45 d时,除WP8浸种处理外,其余土壤微生物群落多样性和对照均已发生明显变化,随时间推延,RA6菌株在土壤中优势地位更趋明显,表现在45 d时仍可明显检测到;WP8在土壤中存活时间不长,但拌土处理改变了土著细菌的群落结构。推测WP8的促生作用很可能与土著微生物群落的变化有关。

产生ACC脱氨酶的PGPR种衣剂对黄瓜细菌性茎软腐病的防治效果

为防治近几年越冬茬黄瓜上的新病害——细菌性茎软腐病,从海边盐生植物根际土壤中富集培养、分离和鉴定了产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶的植物根际促生菌(PGPR),共鉴定出了嗜麦芽寡养单胞菌Stenotrophomonas maltophilia、土生拉乌尔菌Raoultella terrigena、土壤杆菌Agrobacterium tumefaciens、产酸克雷伯菌Klebsiella oxytoca、成团泛菌Pantoea agglomerans、产气肠杆菌Enterobacter aerogenes和克吕沃尔氏菌Kluyvera cryocrescens共7个种的PGPR。测定了ACC脱氨酶活性,其中嗜麦芽寡养单胞菌菌株CRG-2,产生ACC脱氨酶活性最高,为324.3μmol/(mg·h)。将菌株CRG-2和枯草芽胞杆菌复配制成丸化种衣剂后,测定了对黄瓜细菌性茎软腐病的田间防治效果。结果表明,嗜麦芽寡养单胞菌和枯草芽胞杆菌复配后形成的种衣剂对黄瓜细菌性茎软腐病的田间防治效果达到73.13%,高于中生菌素防治效果15.79%。由此可见该种衣剂有望在生产上用于防治黄瓜细菌性茎软腐病。

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。

干旱胁迫下PGPR对红枣植株生长及生理特性的影响

采用盆栽试验,研究不同干旱胁迫程度下,接种植物根际促生细菌(PGPR)T1(Pseudomonas koreensis)、T2(Bacillus filamentosus)和T3混合菌剂(T1∶T2=1∶1)对红枣苗生长及生理特性的影响。结果表明:在任何水分条件下,接种3种菌剂均能显著提高植株株高、干质量、净光合速率和叶绿素含量(P<0.05);叶片中丙二醛(MDA)和脱落酸(ABA)含量不同程度降低;抗氧化酶活性则表现出相反趋势;随着水分胁迫程度的加剧,接种效应越明显;尤其在重度干旱胁迫下,接种T1、T2、T3菌剂后,丙二醛含量分别下降了25.2%、20.9%、43.1%,脱落酸含量分别下降了14.5%、12.2%、27.1%;叶片内的过氧化物酶(POD)活性、超氧化物歧化酶(SOD)活性、脯氨酸(Pro)含量和吲哚乙酸(IAA)含量较未接种植株分别上升22.0%~39.4%、19.5%~30.5%、14.0%~17.7%、59.7%~104.8%(P<0.05)。由此可见,接种3种菌剂均能通过调节红枣植株光合作用、体内各种抗氧化酶活性,减少膜脂过氧化物的积累,从而提高红枣植株的耐旱性;混合菌剂的接种效应明显优于单菌剂;菌株P.koreensis和B.filamentosus在干旱地区具有潜在的推广应用前景。

植物根际促生菌(PGPR)解磷菌的筛选及其对番茄促生作用的研究

【目的】筛选能降解难溶性磷的PGPR菌株。【方法】采用解磷圈法从15株PGPR中筛选透明圈直径最大的菌株,并将解磷菌加入到番茄育苗基质和灌根方式测定了解磷菌对幼苗期和成株期番茄促生作用及根围土壤养分的影响。【结果】经过16srRNA序列比对,2株解磷菌LZT-5和FQG-5分别为不动杆菌(Acinetobacter)和嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia),其解磷透明圈直径分别为2.33和2.27 cm。用10%FQG-5和LZT-5育苗后番茄幼苗株高、茎粗和叶面积最高,分别为13.66 cm、0.35 cm、28.95 cm2和13.70 cm、0.36 cm、29.75 cm2,显著高于其他处理。用FQG-5灌根后露地番茄根围的速效磷、速效钾、硝态氮、有机质、全氮、全磷、全钾含量分别为40.05 mg·kg^-1、193.00 mg·kg^-1、78.30 mg·kg^-1、50.53 mg·kg^-1、37.79 g·kg^-1、0.80 g·kg^-1、0.79 g·kg^-1和2.03 g·kg^-1,均显著高于其他处理。【结论】解磷菌FQG-5可以促进番茄根围土壤养分转化成速效性养分,从而促进番茄植株生长,提高产量。

促进植物生长根圈细菌(PGPR)的研究现状

有机农业提倡与自然共存不破坏平衡,而自然界的土壤中存在许多可促进植物生长的植物根圈微生物(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR),此类微生物可分泌促进植物生长的物质,并可诱导植物产生抗性基因,增强植物抗病.PGPR可产生有机物质促进植物生长,改善土壤肥力,增加可溶性磷及铁,诱发植物抗病、克服逆境、增强营养吸收,固氮或防治病害等,在有机农业上有助于植物增产,改善农业对化学肥料的依赖,生产出健康的作物.参25.

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。

探究促生根际菌(PGPR)对黄瓜生长的影响

促生根际菌——Plant Growth Promoting Rhizbacteria菌(简称PGPR),是一种能够促进植物生长、防治病害、增加作物产量的微生物。本试验引进PGPR菌种资源技术,以黄瓜的生长为研究对象,探究了促生根际菌(PGPR)对黄瓜生长的影响。结果表明,在试验中采用的两种促生根际菌假单胞细菌(Pseudomonas putida)和肠杆菌(Enterobacter cloacae)对黄瓜生长的影响不明显。

三江源区燕麦根际优良促生菌筛选、鉴定及培养特性研究

为了丰富三江源区主要栽培牧草根际促生菌资源,本研究从燕麦(Avena sativa L.)根际中筛选促生菌,再通过分析菌株的固氮、溶磷等特性筛选出优良菌株,并对其进行分子生物学鉴定和在不同温度、盐碱和pH条件下的生长状况测定。结果表明:从燕麦根际中可筛选出9株优良促生菌,归属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、短小芽孢杆菌属(Bacillus pumilus sp.)和节杆菌属(Arthrobacter sp.);优良菌株最适生长温度为20~35℃,最适盐度为3%~5%,最适酸碱度为4.5~6.5,其中菌株IP-3ZQ21b和N-4GN032c具有较高耐盐性。综合评定,菌株IP-3ZQ21b和N-4GN032c在较高盐度条件下生长良好,在盐碱土壤改良或植物耐盐育种中具有潜在的应用价值。

油茶根际促生菌的筛选与促生特性

【目的】筛选油茶根际促生微生物,有助于油茶专用微生物菌肥的研制,为提高茶油品质产量奠定基础。【方法】以油茶根际土壤为研究对象,采用PVK平板检测法、亚历山大平板检测法、CAS平板检测法、JNFB培养基检测法、Salknowski比色法,对从油茶根际土中随机挑取的20株细菌的解磷、解钾、产铁载体、固氮、产吲哚-3-乙酸(IAA)能力进行了检测。采用钼锑抗比色法、火焰分光光度计法对油茶根际菌YC10的解磷能力和解钾能力分别进行了定量测定,采用16S rDNA对菌株YC10进行了分子鉴定。【结果】结果表明:挑取的20株细菌中具有解磷能力的有6株(占30%),具有解钾能力的有6株(占30%),能产嗜铁素的有10株(占50%),具有固氮能力的有7株(占35%),产IAA能力的细菌最多有18株(占90%),同时具备2种或2种以上促生特性的菌株有14株,占总分离菌株数的70%。其中菌株YC10兼具解磷、解钾、产铁载体、产IAA、固氮等多重促生特性,菌株YC10发酵液中有效磷的含量在第60 h时达到最大为68.09μg/mL,解磷率最高为5.44%,菌株YC10发酵液中有效钾的含量在第72 h达到最高为4.43μg/mL,其解钾率最高为31.63%。菌株YC10经16S rDNA分子生物学鉴定为伯克氏菌Burkholderia sp.。【结论】油茶根际存在较多的具有促生特性的细菌,其中菌株YC10兼具解磷、解钾、产铁载体、产IAA、固氮等多重促生特性,具有油茶专用微生物菌肥开发的潜质。

盐爪爪根际土壤产IAA菌株分离及促生特性分析

为丰富具有产吲哚-3-乙酸(IAA)功能的植物根际促生菌(PGPR),开发高效微生物菌肥,从南疆克孜勒苏柯尔克孜自治州耐盐植物盐爪爪根际土壤中分离产IAA的菌株。结合16S rDNA的限制性片段长度多态性PCR技术(PCR-RFLP)与16S rDNA序列分析进行菌种鉴定,分析高产IAA菌株对玉米和小麦种子发芽的影响,并通过盆栽试验验证其对盐碱胁迫下植株幼苗生长(株高、茎粗、地上干重等)的影响。结果表明,共筛选到67株PGPR菌株,其分泌IAA能力为16.65~71.63 mg·L^(-1),尤以PM14、PM18分泌量较高。PM14和PM18菌株同时兼具解磷、固氮能力。所有菌株分属6个菌属,以肠杆菌属占绝对优势。接种PM14和PM18均促进了玉米和小麦种子萌发,但菌液浓度高低对种子发芽的影响有显著差异(P<0.05)。接种处理增加了玉米株高、鲜重、地上干重、茎粗和根干重,分别增加了4.7%~37.2%、28.8%~94.5%、15.8%~157.9%、4.4%~35.5%和23.5%~82.4%,但叶绿素含量无显著变化。接种处理增加了小麦株高、茎粗、鲜重和地上干重,分别增加了9.5%~33.1%、13.0%~49.6%、57.4%~112.8%和71.4%~114.3%。除接种灭活的PM14导致小麦根干重与对照相比无显著差异,其他处理均有积极作用,提高了52.8%~69.0%,而所有处理对叶绿素含量均无显著影响。综上,本研究筛选的产IAA菌株提高了植株在盐碱胁迫下的抗性,对开发适用于盐碱地区的微生物菌肥有重要意义。

互花米草根系促生菌的筛选及其挥发性有机物质鉴定

【目的】从互花米草根系菌当中筛选获得具有释放挥发性有机化合物(VOCs)促进植物生长能力的菌株,并对其释放的VOCs成分进行分析鉴定,为促进植物生长提供菌株资源和理论依据。【方法】以从互花评定米草根系中分离85株细菌为供试细菌,用二分隔培养皿与拟南芥共培筛选VOCs促生菌株,进一步评估多重促生功能,利用熵值法评定出最佳菌株;并通过形态学、生理生化、16S rRNA及gyrB基因分析定类;使用固相微萃取与气相色谱—质谱联用技术(GC-MS)鉴定该菌株VOCs成分。【结果】筛选出6株可通过释放VOCs促进拟南芥生长的细菌,即GXMZU2281、GXMZU2346、GXMZU2401、GXMZU3251、GXMZU3294、GXMZU4388。其中,GXMZU4388菌株具有溶磷、固氮、产铁载体、产吲哚乙酸(IAA)的促生活性,与对照组相比,在稀释20倍与100倍浓度菌液处理下,GXMZU4388菌株均能明显促进番茄生长,鲜重分别增加144.0%和186.2%,熵值法综合评定结果显示GXMZU4388菌株为最高分。GC-MS鉴定结果表明该菌株能产生9种VOCs成分,其中8种成分已被报道具有抑菌或促进植物生长的功能;6-甲基-2-庚酮、5-甲基-2-己酮、5-甲基-2-庚酮和3-甲基-2-戊酮的相对含量较高,占据主导地位。结合形态学观察、生理生化特性分析及16S rRNA和gyrB基因序列的分子生物学鉴定结果,确定GXMZU4388菌株为沙福芽孢杆菌(Bacillussafensis)。【结论】GXMZU4388菌株在促进植物生长各方面均表现优秀,在低浓度下也能显著发挥其促进植物生长的能力,能释放多种有利于植物生长与抑菌的VOCs,在菌肥开发上有极佳的应用潜力。