水稻内生固氮菌Herbaspirillum seropedicae DX35的筛选及其促生特性

【目的】筛选水稻高效内生固氮菌,并对其促生特性进行分析。【方法】从湖南祁阳中国农业科学院红壤实验站具30年长期稻-稻-绿肥轮作定位试验田中采集水稻根并分离内生细菌,通过乙炔还原法测定其固氮酶活性,筛选出固氮活性较高的菌株,运用16S rRNA基因、nifH基因以及脂肪酸分析确定其发育地位。同时采用Salkowski比色法测定其生长素的分泌能力,CAS蓝色平板检测法测定产铁载体能力,溶磷圈法测定溶磷性,对其促生特性进行分析。【结果】共分离获得48株内生菌,其中DX35固氮酶活性最高,经鉴定属于Herbaspirillum seropedicae,其固氮酶活性为181.21 nmol C2H4/(mg protein·h),约是参比菌株Azotobacter chroococcum ACCC10006的10倍。另外该菌株还具有一定的分泌铁载体能力和溶磷特性。【结论】DX35属于H.seropedicae,是一种高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

岑溪药用野生稻高效内生固氮菌分离及促生特性

【目的】以广西岑溪市野生稻保护区的药用野生稻为材料,分离纯化内生细菌,筛选固氮酶活性较高和对作物促生效果较好的菌株。【方法】利用乙炔还原法检测固氮酶活性,采用SDS-PAGE全细胞蛋白电泳和IS-PCR指纹图谱技术对分离到的固氮菌进行聚类。利用16S rRNA基因和nifH基因确定其系统发育地位。采用钼锑抗比色法、Salkowski比色法和CAS检测法分别测定菌株溶磷性、生长素的分泌能力和产铁载体能力。通过平板和盆栽试验检测其对水稻的促生作用。【结果】共分离得到35株内生固氮菌,分为6个类群。其中CX24固氮酶活性最高,经鉴定属于Klebsiella variicola,其固氮酶活性为298.64 μmol/(L·h),为参比模式菌株DSM15968的9倍。另外该菌株还具有较高的溶磷性、分泌生长素和产铁载体能力,能够有效地促进水稻的萌发和生长。【结论】菌株CX24属于Klebsiella variicola,是一株高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

落地生根内生固氮菌多样性和促生特性

【背景】内生固氮菌可以定殖于植物体内为植物提供营养物质,还能通过代谢促进植物生长,目前对于落地生根内生菌的研究鲜见报道。【目的】研究落地生根中内生固氮菌多样性。【方法】从表面消毒的植物组织中分离纯化内生菌,并通过乙炔还原法测定菌株的固氮酶活性。采用SDS-PAGE全细胞蛋白电泳和IS指纹图谱对菌株聚类,各类群代表菌株进行16S rRNA基因系统发育分析和生理生化鉴定。测定菌株固氮、分泌生长素和ACC脱氨酶、产铁载体、溶磷和解钾等促生特性。【结果】从落地生根中分离纯化出26株内生固氮菌,聚为5个类群,隶属于4个属的5个菌种,且各类群代表菌株具有多种促生功能。【结论】从落地生根中分离获得的内生菌具有丰富的遗传多样性和促生特性,并且存在新的微生物资源,有待开发利用。     

4株茶树根际促生菌菌株的鉴定及促生作用

【背景】根际促生菌可以促进植物生长、提高植物抗性。茶树根际具有特殊的根土微生物生境,可以获得具促生作用的有益微生物。【目的】探究4株茶树根际促生菌菌株的分类地位及促生作用,筛选优良的根际促生菌菌株。【方法】通过形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列同源性比对鉴定4株茶树根际促生菌,采用钼锑抗比色法测定溶磷量,通过比色法测定ACC脱氨酶活性、CAS法测定产铁载体能力、Salkowski法测定产IAA (Indoleacetic acid)的能力进行促生作用研究,通过盆栽实验测试白菜、空心菜、苋菜及水稻的株高及鲜重以分析促生效应。【结果】鉴定KKS-6-N1为放射型土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter), KKS-7-N7为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),GD3为Pseudomonashunanensis,GD12为弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)。固氮菌株KKS-6-N1可产铁载体;固氮菌株KKS-7-N7具有解磷及产铁载体能力,分泌的IAA含量高达101.29mg/L;解钾菌株GD3具溶磷能力,分泌的ACC脱氨酶酶活为8.09μmol/(mg·h),相对铁载体含量为0.31;具固氮解钾性能的菌株GD12分泌的ACC脱氨酶活性为14.46μmol/(mg·h)。盆栽试验表明,4个菌株对白菜、空心菜、苋菜的株高和鲜重均有明显促进作用,尤以GD3效果更甚。【结论】茶树根际促生菌菌株Pseudomonas hunanensis GD3促生作用显著,具有开发成微生物菌肥的潜力。     

一株人参内生1-氨基环丙烷-1-1羧酸(ACC)脱氨酶活性细菌的筛选、鉴定及其对宿主生长的影响

【目的】从人参内生细菌中获得具有1-氨基环丙烷1-羧酸(ACC)脱氨酶活性的菌株,并进行促生效果的验证。【方法】结合初筛和复筛的方法筛选具有ACC脱氨酶活性的人参内生菌株;采用Ashby培养基和固氮酶基因验证其固氮潜能;菌碟法及钼锑抗比色法测定其解磷能力;CAS方法检测产生铁载体能力;通过室内及田间试验测定菌株对人参生长的促进作用。通过形态学、生理生化测定及16S rRNA序列分析明确菌株的分类地位。【结果】从120株人参内生菌中获得了一株具有较高ACC脱氨酶活性的菌株JJ8-3,其酶活性为α-酮丁酸6.7μmol/(mg·h);且具有解磷特性、固氮潜能和产生铁载体能力;能明显促进人参种子及根部的生长;经鉴定菌株JJ8-3为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。【结论】获得了一株具有ACC脱氨酶活性的人参内生细菌,将为其在促进植物生长中的应用和研究奠定基础。     

泓森槐可培养内生固氮细菌多样性与潜在促生长特性评价

【背景】泓森槐为豆科刺槐属的速生型落叶乔木,生长快,营养需求多。目前对于泓森槐内生固氮细菌的研究鲜有报道。【目的】研究泓森槐可培养内生固氮细菌的多样性及潜在促生长特性。【方法】从表面消毒的泓森槐根、茎、叶及根瘤中进行内生固氮细菌的分离纯化,采用IS-PCR指纹图谱技术将分离得到的菌株进行聚类,对各类群代表菌株进行16SrRNA基因系统发育分析、生理生化试验、固氮酶活性测定、促生长特性试验。【结果】从泓森槐中分离出56株细菌,聚为10个类群,分别为Paenibacillus sabinae、Klebsiella michiganensis、Kosakonia radicincitans、Kosakonia pseudosacchari、Mesorhizobium erdmanii、Mesorhizobium huakuii、Mesorhizobium silamurunense、Pseudomonas geniculata、Burkholderia territorii和Devosia riboflavina,其中5个类群为联合固氮菌、3个类群为共生固氮菌、2个类群为非固氮菌,表明泓森槐组织内生固氮细菌具有丰富的多样性。促生特性试验表明7个类群具溶磷能力、6个类群具解钾能力、6个类群具有产生长素能力、6个类群具产铁载体能力、2个类群具有产蛋白酶能力。【结论】泓森槐组织内生固氮细菌具有遗传多样性与促生长特性,其在农业微生物菌肥开发利用方面具有潜在价值。     

具溶磷能力的植物内生促生细菌的分离筛选及其生物多样性

【目的】具溶磷能力的植物内生促生细菌的分离筛选及生物多样性的研究将有助于扩大溶磷微生物来源、丰富功能内生细菌资源库及开发新的改善土壤磷素营养途径。【方法】结合内生细菌分离方法从油菜和玉米体内分离筛选具溶磷能力的内生细菌,测定菌株摇瓶条件下的溶磷能力,并研究其产生吲哚乙酸(IAA)、铁载体、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶等的特性,采用16SrDNA限制性酶切片段长度多态性分析(RFLP)研究了具溶磷能力的植物内生促生细菌的遗传多样性,并挑选典型菌株进行了鉴定。【结果】分离筛选到32株具稳定溶磷能力的植物内生细菌,所有菌株都能从磷酸钙中释放出有效磷并使培养液pH值降低,释放的有效磷浓度最高达到537.6mg/L。分离自油菜的供试细菌都能产生吲哚乙酸和铁载体,分离自玉米的供试细菌中有68.4%的菌株产生吲哚乙酸,63.2%的菌株产生铁载体,63.2%的菌株具ACC脱氨酶活性。分离菌株在76%相似性水平上可聚类分为8个群。11株典型菌株归属于泛菌属(Pantoea)、假单胞菌属(Pseudomonas)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、不动杆菌属(Acinetobacter)及罗尔斯顿菌属(Ralstonia)等5个属。【结论】油菜和玉米体内溶磷细菌具有丰富多样的生物学特性和遗传多样性。     

一株高效甘蔗内生固氮菌NN08200的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

【背景】生产上过高的氮肥投入是我国农业可持续发展的重要限制因子之一。利用生物固氮是减少氮肥施用量最为有效的途径,植物内生固氮菌资源的挖掘和利用对我国农业可持续发展具有重要实践意义。【目的】筛选高效甘蔗内生固氮菌,并对其联合固氮效率及促生长功能进行评价。【方法】从广西甘蔗茎基部组织分离筛选到一株内生固氮菌株NN08200,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过菌落PCR扩增nif H基因确定菌株为固氮菌;通过菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析确定该菌株的分类;采用盆栽接种测定菌株对甘蔗的实际促生长作用,并利用15N同位素稀释法测定其相对固氮效率。【结果】菌株NN08200的固氮酶活性达到2445nmolC2H4/(h·m L),菌株的nif H基因长度为339bp,与甘蔗内生固氮醋酸杆菌Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5菌株的nif H相似性达99%;根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析结果,菌株NN08200属于泛菌属(Pantoeasp.)细菌;盆栽接种菌株NN08200能显著提高甘蔗幼苗的株高和干重,15N同位素分析结果表明接种该菌株甘蔗植株的根、茎和叶从空气中获得氮素的百分率分别为7.49%、15.02%和10.79%,其联合固氮效率显著优于甘蔗内生固氮模式菌株G. diazotrophicus PAL5,利用后者接种的甘蔗根、茎和叶从空气中获得氮的百分率分别为3.53%、9.44%和4.87%。【结论】菌株Pantoea sp. NN08200是高效甘蔗内生固氮菌,其固氮促生长效果明显高于G. diazotrophicus PAL5菌株,可望研发成为优良固氮微生物肥料生产菌种,并可进一步用于甘蔗联合固氮菌作用机理的相关研究。     

攀枝花地区烤烟可培养内生固氮菌的多样性

【目的】认识烤烟(Flue-cured tobaccos)内生固氮菌多样性,挖掘内生固氮菌资源,丰富内生固氮菌基因库。【方法】运用纯培养法、重复因子扩增(BOX-PCR)分析技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析对内生固氮菌多样性和系统发育进行研究,并测定分离菌株的固氮酶活性、溶磷溶钾特性、吲哚乙酸(IAA)含量等指标。【结果】通过Ashby培养基共分离得到62株固氮菌。基于BOX-PCR图谱选取16株代表菌株进行16S r RNA基因序列测定。16S r RNA基因序列系统发育分析显示,62株菌株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、泛菌属(Pantoea)、短小杆菌属(Curtobacterium)等3个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。62株菌株中有20株菌株(占总分离菌株的32.3%)具有固氮酶活性,8株菌株(占总分离菌株的12.9%)能产IAA,有4株(占总分离菌株的6.5%)表现溶磷活性,有3株(占总分离菌株的4.8%)表现溶钾活性。【结论】攀枝花烤烟有较为丰富的内生固氮菌,具有潜在应用价值。     

广西甘蔗根际高效联合固氮菌的筛选及鉴定

对广西主要甘蔗产区的根际联合固氮细菌进行了收集和评价,拟筛选获得对甘蔗具有潜在促生性能的联合固氮菌,为甘蔗生产节肥减耗提供依据。结合nifH基因扩增和固氮酶活性分析方法筛选获得36个固氮细菌菌株;进一步对所获得固氮菌株的固氮能力、溶磷性、分泌植物生长素IAA的特性等促进植物生长潜能进行评价,获得了5个同时具有较强固氮能力、降解无机磷和分泌植物生长激素IAA的功能菌株;通过Biolog鉴定系统和16S rRNA序列分析对5个具有较好应用潜力的固氮菌进行分类鉴定。结果表明这5个菌株分别属于Klebsiella sp.、Bacillus megaterium、Pseudomonas sp.、Pantoea sp.和Burkholderia sp.。本研究结果表明广西甘蔗根际联合固氮菌具有较大的开发利用潜力。