





中国农业科学 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (21): 4248-4263.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2024.21.007
邵嘉朱(
), 吕雯(
), 廖鑫琳, 袁歆瑜, 宋振, 蒋冬花(
)
收稿日期:2024-07-03
接受日期:2024-08-06
出版日期:2024-11-01
发布日期:2024-11-10
通信作者:
联系方式:
邵嘉朱,E-mail:17857578337@163.com。吕雯,E-mail:1448455655@qq.com。邵嘉朱和吕雯为同等贡献作者。
基金资助:
SHAO JiaZhu(
), LÜ Wen(
), LIAO XinLin, YUAN XinYu, SONG Zhen, JIANG DongHua(
)
Received:2024-07-03
Accepted:2024-08-06
Published:2024-11-01
Online:2024-11-10
摘要:
【目的】植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)长期与植物互惠共生,可有效促进植物生长。从大豆根际土壤中筛选鉴定根际促生放线菌并研究其促生机制,以期为微生物菌剂的开发利用打下基础。【方法】采用土壤稀释涂布法、平板划线接种法收集放线菌分离株;利用溶磷、解钾、铁载体检测培养基分析分离株的促生特性;通过显微观察、生理生化试验和多基因序列分析,对目标促生菌进行种类鉴定;设置不同盐浓度(0—10%)对目标分离株进行耐盐性测定;通过盆栽试验检测其对大豆幼苗的促生能力并评估在盐胁迫条件下喷洒该分离株培养液是否可提升大豆植株的抗逆性。【结果】经筛选获得13株PGPR,其中Sg-7分离株不仅具有较强的溶磷、解钾、铁载体和吲哚乙酸(IAA)产生能力,还可有效拮抗丁香假单胞菌大豆致病变种(Pseudomonas syringae pv. glycinea,Psg)。根据形态特征、生理生化、多基因分析将大豆根际促生菌Sg-7鉴定为灰肉色链霉菌(Streptomyces griseocarneus)。灰肉色链霉菌Sg-7最高可耐受7% NaCl,盆栽试验表明该菌株培养液可有效促进大豆种子的萌发以及植株根长、茎粗、鲜重、叶面积等生长指标的提升。在150 mmol·L-1盐胁迫下,浇灌Sg-7培养液50×稀释液可有效提升大豆叶片SOD活性,为盐胁迫处理组的1.84倍;浇灌培养液100×稀释液可提升CAT活性,为盐胁迫处理组的4.33倍;而浇灌培养液10×稀释液POD活性为盐胁迫处理组的1.10倍。Sg-7菌株培养液还可提高大豆植株根系活力,促进叶片中类胡萝卜素含量的增加以抵御逆境胁迫,分别为盐胁迫处理组的3.05和1.12倍。【结论】灰肉色链霉菌Sg-7是一株潜在的植物根际促生菌,具有广阔的开发潜力与应用价值。
邵嘉朱, 吕雯, 廖鑫琳, 袁歆瑜, 宋振, 蒋冬花. 大豆根际促生菌的分离、鉴定及其耐盐促生作用[J]. 中国农业科学, 2024, 57(21): 4248-4263.
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表1
基因扩增及引物序列"
| 基因 Gene | 引物序列 Primer sequence (5′-3′) |
|---|---|
| 16S rRNA | 27F AGAGTTTGATCCTGGCTCAG 1492R CTACGGCTACCTTGTTACGA |
| recA | recA F CCGCRCTCGCACAGATTGAACGSCAATTC recA R GCSAGGTCGGGGTTGTCCTTSAGGAAGTTGCG |
| rpoB | rpoB F GAGCGCATGACCACCCAGGACGTCGAGGC rpoB R CCTCGTAGTTGTGACCCTCCCACGGCATGA |
| gyrB | gyrB F GAGGTCGTCATGACCCAGCA gyrB R GTCTTGGTCTGGCCCTCGAACTG |
表2
13株代表性放线菌分离株促生特性"
| 分离株编号 Isolate number | 固氮Nitrogen fixation | 溶磷Phosphorus solubilization | 解钾Potassium solubilization | 产铁载体Siderophore production | 产吲哚乙酸 IAA production |
|---|---|---|---|---|---|
| Sg-7 | - | ++ | +++ | ++ | +++ |
| Sc-8 | ++ | + | - | + | - |
| Sl-9 | - | + | + | - | - |
| Sv-9 | ++ | - | - | - | - |
| Sn-1 | + | + | - | - | + |
| Sa-4 | ++ | - | + | + | - |
| Sb-17 | - | - | + | ++ | - |
| Sl-10 | ++ | + | - | + | - |
| Sc-7 | - | + | + | + | - |
| Sm-11 | + | + | - | - | + |
| Sc-2 | - | + | + | + | - |
| St-4 | + | + | - | - | + |
| Sw-6 | ++ | - | + | ++ | - |
表3
Sg-7分离株在不同鉴别培养基上的生长情况"
| 特征性培养基 Characteristic medium | 气生菌丝 Aerial mycelium | 基内菌丝 Substrate mycelium | 可溶性色素 Soluble pigment |
|---|---|---|---|
| 无机盐淀粉琼脂ISP4 | 白色White | 白色White | - |
| 甘油天门冬素ISP5 | 黄褐色Yellow brown | 黄色Yellow | - |
| 马铃薯葡萄糖琼脂PDA | 白色White | 黑色Black | 黄色Yellow |
| 察氏Cha’s | 黄色Yellow | 黄色Yellow | - |
| 葡萄糖天门冬素琼脂 Glucose asparagine agar | 黄色Yellow | 黄棕色Yellow brown | - |
| 克氏1号Keshi No. 1 | 黄色Yellow | 褐色Brown | - |
表5
Sg-7分离株与标准菌株碳源、氮源利用情况比较"
| 碳源种类 Carbon source | Sg-7分离株 Sg-7 isolate | 标准菌株 <BOLD>S</BOLD>tandard strain | 氮源种类 Nitrogen source | Sg-7分离株 Sg-7 isolate | 标准菌株 <BOLD>S</BOLD>tandard strain | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 葡萄糖Glucose | + | + | 蛋白胨Peptone | + | + | |
| α-乳糖α-lactose | - | + | KNO3 | + | + | |
| L-鼠李糖L-rhamnose | + | - | (NH4)2SO4 | + | + | |
| D-木糖D-xylose | - | - | 甲硫氨酸Methionine | + | + | |
| 蔗糖Sucrose | - | - | 赖氨酸Lysine | + | - | |
| D-麦芽糖D-maltose | + | + | 亮氨酸Leucine | + | - | |
| 肌醇Inositol | + | + | 组氨酸Histidine | + | + |
图7
Sg-7培养液对大豆种子萌发率的影响 CK:清水对照组Water control;T1—T3:分别为Sg-7培养液10×、50×、100×稀释液10×, 50× and 100× dilution of Sg-7 culture fluid;T4—T6:分别为高氏1号培养液10×、50×、100×稀释液10×, 50× and 100× dilution of Gause No. 1 liquid media。图8、图9同The same as Fig. 8, Fig. 9 图中误差线代表标准差,柱上不同小写字母表示在 P<0.05 水平差异显著The error bars in the figure represent the standard deviation (SD), and different lowercases on the bars indicate significant differences at P<0.05 level。图8同The same as Fig. 8"
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