植物根際促生菌的篩選及應(yīng)用.pdf

1、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效農(nóng)業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。這一進(jìn)程中，化肥、農(nóng)藥、激素等化學(xué)農(nóng)資產(chǎn)品的大量使用依然不可避免?；瘜W(xué)農(nóng)資產(chǎn)品的過(guò)度依賴必然造成環(huán)境污染和食品安全問(wèn)題。因此，如何在相對(duì)減少農(nóng)藥化肥等用量的前提下，提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)，已成為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全領(lǐng)域的重要研究方向。對(duì)農(nóng)學(xué)家和育種學(xué)家而言，改進(jìn)栽培措施、培育優(yōu)良品種，是解決這一問(wèn)題的途徑之一。除此之外，農(nóng)用生物制劑如生物肥料和生物農(nóng)藥等因其效果顯著、環(huán)境友好，也逐漸受到人們的關(guān)注。

2、r>　　 農(nóng)用生物制劑常用的微生物素材是植物根際促生菌(plant growth promotingrhizobacteria，PGPR)，主要是定殖于植物根際系統(tǒng)，并能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的一類細(xì)菌。PGPR能通過(guò)產(chǎn)生抵抗多種病原菌的抗生素類物質(zhì)、毒素或誘導(dǎo)寄主植物產(chǎn)生病程相關(guān)蛋白等途徑，幫助植物抵抗生物類侵害，包括病原細(xì)菌、真菌、病毒及線蟲(chóng)等；PGPR還能通過(guò)產(chǎn)生如ACC脫氨酶、IAA、氣體信號(hào)分子等途徑，幫助植物忍受多種非生物脅迫，包括

3、重金屬、干旱、鹽分、肥力低下或過(guò)剩等。總之，PGPR作用機(jī)制多樣，人們可以根據(jù)不同的需求，篩選合適的PGPR。然而，許多PGPR在實(shí)驗(yàn)室和溫室條件下表現(xiàn)良好，但是在大田條件下的表現(xiàn)往往缺乏很好的重現(xiàn)性，這就限制了PGPR菌的大面積使用。因此，篩選高效廣適的PGPR，并進(jìn)行最適作用植物、土壤等條件的相關(guān)研究，成為研發(fā)生物制劑的關(guān)鍵?；诖?，本研究致力于從不同植物根際篩選多株高效PGPR，并進(jìn)行應(yīng)用實(shí)踐，以期為農(nóng)用生物制劑的研制提供素材和依

4、據(jù)。結(jié)果及結(jié)論如下：
　　 (1)按國(guó)際通用方法，從鹽城、揚(yáng)州等地不同植物根際篩選到14株P(guān)GPR，體外促生指標(biāo)顯示，所篩菌株具有一定的應(yīng)用前景，并從分子水平進(jìn)行了菌株鑒定。分類鑒定結(jié)果顯示：7株屬于假單胞菌屬(Pseudomonas)、3株屬于類芽孢桿菌屬(Paenibacillus)、2株為芽孢桿菌屬(Bacillus)、1株為布克氏菌屬(Burkholderia)、1株為歐文氏菌屬(Erwinia)。
　　 (2)

5、通過(guò)體外促生試驗(yàn)明確：Pseudomonas sp.RA6和Bacillus sp.WP8可用于豇豆盆栽試驗(yàn)；Bacillus sp.RBB1、Bacillus sp.WP8和Pseudomonas sp.RBP1可用于水稻育秧試驗(yàn)；Erwinia sp.RA2和Bacillus sp.WP8可用于番茄青枯病的生物防治。
　　 (3)PGPR對(duì)豇豆的促生作用因接種方式、接種量的不同而不同。WP8、RA6浸種處理的出苗率分別比對(duì)照

6、(CK)提高14.29％和9.52％(p<0.05)；15 d時(shí)的株高分別比CK提高14.39％和10.40％(p<0.05)；莖葉干物重分別比CK增加19.69％和17.71％(p<0.05)。WP8、RA6低拌處理(104 cfu/g soil)出苗率、15 d時(shí)的株高以及莖葉干物重等指標(biāo)與CK相比，均無(wú)顯著差異(p>0.05)；WP8、RA6中拌處理(106 cfu/g soil，)出苗率比CK提高4.76％，但未達(dá)顯著差異(p>

7、0.05)；15 d時(shí)的株高分別比CK提高1.08％和5.65％(p>0.05)；莖葉干物重分別比CK增加12.71％和18.59％(p<0.05)。WP8、RA6高拌處理(108 cfu/g soil)出苗率分別比CK提高9.52％和14.29％(p<0.05)；15 d時(shí)的株高分別比CK提高6.37％和7.64％(p<0.05)；莖葉干物重分別比CK增加27.37％和20.43％(p<0.05)。說(shuō)明供試菌株對(duì)豇豆均有一定程度的促生

8、作用，表現(xiàn)在提高豇豆種子出苗率，增加莖葉干物重，提高植物高度，且浸種處理效果優(yōu)于拌土處理。分析還表明，莖葉干物重和種子出苗率顯著相關(guān)，說(shuō)明用莖葉干物重作為PGPR促生的生物學(xué)指標(biāo)更為敏感。
　　 DGGE指紋圖譜分析結(jié)果顯示：各處理在15 d和45 d時(shí)，除WP8浸種處理外，其余土壤微生物群落多樣性和CK均已發(fā)生明顯變化，其中RA6菌株在土壤中可隨時(shí)間推延，優(yōu)勢(shì)地位更趨明顯，表現(xiàn)在45 d時(shí)仍可明顯檢測(cè)到；WP8在土壤中存活時(shí)間

9、不長(zhǎng)，但拌土處理改變了土著細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)暗示W(wǎng)P8的促生作用很可能與土著微生物群落的變化有關(guān)。
　　 (4)通過(guò)水稻塑盤育秧的促生試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)：①RBP1和WP8可不同程度地促進(jìn)秧苗生長(zhǎng)，主要表現(xiàn)在促使秧苗矮壯、增加干物質(zhì)積累；②PGPR拌土普遍優(yōu)于浸種方式；③PGPR的有效性受是否與壯秧劑混用的影響，其次是接種方式；④地上部干物重對(duì)PGPR不同處理方式較為敏感，是評(píng)價(jià)促生效果的理想指標(biāo)；⑤PGPR對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有一

10、定的影響，但不十分明顯。
　　 (5)供試菌株WP8、RA2浸種處理12 d時(shí)的出苗率分別達(dá)到90.4％和92.5％，顯著高于青枯病菌處理(71.8％)和對(duì)照處理(60.2％)；健株率分別達(dá)62.8％和68.9％，遠(yuǎn)高于青枯病菌處理(22.4％)：生防效果分別為52.1％和59.9％；35 d時(shí)的株高分別比病原菌對(duì)照處理高86.00％和81.56％(p<0.05)；根長(zhǎng)分別比病原菌對(duì)照處理長(zhǎng)136.91％和118.12％(p<0

11、.05)；莖基粗分別比病原菌對(duì)照處理增粗109.65％和96.49％(p<0.05)；莖葉干物重分別比病原菌對(duì)照處理增重110.82％和63.20％(p<0.05)；根干重分別比病原菌對(duì)照處理增重205.83％和159.13％(p<0.05)；35 d時(shí)的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體比例分別比病原菌對(duì)照處理增加156.88％和55.56％(p<0.05)。WP8、RA2拌土處理12 d時(shí)的出苗率和對(duì)照相比未見(jiàn)增加，只有62.2％和72.4％；健株率

12、分別比病原菌對(duì)照處理增加116.52％和133.48％(p<0.05)；生防效果為33.6％和38.5％，分別比各自浸種處理低35.51％和35.73％(p<0.05)；35 d時(shí)的株高分別比病原菌對(duì)照處理高69.56％和92.00％(p<0.05)；根長(zhǎng)分別比病原菌對(duì)照處理長(zhǎng)120.40％和56.86％(P<0.05)；莖基粗分別比病原菌對(duì)照處理增粗131.58％和100.00％(p<0.05)；莖葉干物重分別比病原菌對(duì)照處理增重53

13、.68％和34.20％(p<0.05)；根干重分別比病原菌對(duì)照處理增重128.53％和164.52％(p<0.05)；35 d時(shí)的土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體比例分別比病原菌對(duì)照處理增加42.87％(p<0.05)和降低31.88％(p<0.05)。
　　 PGPR處理土壤中青枯病菌依然存在，說(shuō)明生防途徑并非通過(guò)減少該菌在土壤中的數(shù)量實(shí)現(xiàn)的；此外，論文還對(duì)病原菌處理的一些特征條帶進(jìn)行了分析。這些結(jié)果說(shuō)明，2株P(guān)GPR都具有防治番茄青枯病的作

14、用，并能不同程度地促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng)，浸種處理的促進(jìn)效應(yīng)明顯優(yōu)于拌土處理；PGPR處理還能在一定程度上提高土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體(>0.25 mm)比例，WP8浸種處理尤為明顯。根際微生物群落受番茄種植的影響最大，其次是青枯病菌，受PGPR的影響最?。籔GPR處理土壤中青枯病菌依然存在，說(shuō)明生防途徑并非通過(guò)減少該菌在土壤中的數(shù)量實(shí)現(xiàn)的。
　　 通過(guò)本研究，明確了促生不同植物生長(zhǎng)所需的最適PGPR，以及最佳的接種方式。PGPR對(duì)土壤土著微