生物技术通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (3): 271-281.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2024-0774
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马耀武1(), 张麒宇1, 杨淼1, 蒋诚1, 张振宇1, 张伊琳1, 李梦莎2, 许嘉阳1, 张斌3, 崔光周3(
), 姜瑛1(
)
收稿日期:
2024-08-11
出版日期:
2025-03-26
发布日期:
2025-03-20
通讯作者:
姜瑛,女,博士,教授,研究方向 :土壤生态学;E-mail: JY27486@163.com作者简介:
马耀武,男,硕士研究生,研究方向 :土壤生态学;E-mail: 17516615069@163.com
基金资助:
MA Yao-wu1(), ZHANG Qi-yu1, YANG Miao1, JIANG Cheng1, ZHANG Zhen-yu1, ZHANG Yi-lin1, LI Meng-sha2, XU Jia-yang1, ZHANG Bin3, CUI Guang-zhou3(
), JIANG Ying1(
)
Received:
2024-08-11
Published:
2025-03-26
Online:
2025-03-20
摘要:
目的 在烟草植株根际筛选出具有多种功能的促生菌,研究其对促进植株生长发育的作用效果,为促进植物生长和农田土壤环境改善提供重要的微生物肥料种质资源。 方法 从烟草根际土壤中分离出菌株,用Salkowski比色法测定产其吲哚乙酸(IAA)能力,用钼锑抗比色法和火焰光度法测定菌株的溶磷和解钾能力。结合形态、生理生化及16S rDNA分子鉴定筛选出的优势促生菌株。采用正交试验研究最适促生条件,并通过盆栽试验研究其促生效果。 结果 筛选得到一株高效多功能促生菌株沃尔夫节杆菌(Arthrobacter woluwensis)DY8,其产IAA能力达到36.7 mg/L、解钾和溶无机磷能力分别达到72.3 mg/L和148.6 mg/L,并可拮抗病原菌。其中,产IAA能力在装液量为30 mL/250 mL、pH为8、蛋白胨为氮源、葡萄糖为碳源时最高。烟草盆栽试验中接种菌株DY8与对照相比,土壤中IAA、速效磷、速效钾含量均显著增加。烟草的生物量及光合作用也都有所增加。结合主成分分析,表明DY8可以通过提高土壤中IAA含量来促进烟草生物量的提高;在小白菜和小麦盆栽接种DY8可以改善根系结构、促进了根系发育、提高地上部生物量。 结论 DY8是一株兼具产IAA、溶磷、解钾的多功能促生菌,对经济作物、蔬菜、粮食作物有良好的促生效果。
马耀武, 张麒宇, 杨淼, 蒋诚, 张振宇, 张伊琳, 李梦莎, 许嘉阳, 张斌, 崔光周, 姜瑛. 烟草根际促生菌的筛选鉴定及促生性能研究[J]. 生物技术通报, 2025, 41(3): 271-281.
MA Yao-wu, ZHANG Qi-yu, YANG Miao, JIANG Cheng, ZHANG Zhen-yu, ZHANG Yi-lin, LI Meng-sha, XU Jia-yang, ZHANG Bin, CUI Guang-zhou, JIANG Ying. Screening, Indentification and Promotion Performance Investigation of Tobacco Growth-promoting Rhizobacteria[J]. Biotechnology Bulletin, 2025, 41(3): 271-281.
项目 Item | 结果 Result | 项目 Item | 结果 Result |
---|---|---|---|
好氧性试验 Aerobic test | 兼性厌氧 | 淀粉水解 Starch hydrolysis test | + |
接触酶试验 Catalase | + | 明胶液化 Gelatin liquefaction test | + |
甲基红(M.R)反应 Methyl red test | - | 硝酸盐还原 Nitrate reduction test | + |
V-P试验 Voges-Proskauer test | - | 柠檬酸盐利用 Citrate utilisation | + |
表1 菌株DY8的生理生化特性
Table 1 Physiological and biochemical characteristics of DY8 strain
项目 Item | 结果 Result | 项目 Item | 结果 Result |
---|---|---|---|
好氧性试验 Aerobic test | 兼性厌氧 | 淀粉水解 Starch hydrolysis test | + |
接触酶试验 Catalase | + | 明胶液化 Gelatin liquefaction test | + |
甲基红(M.R)反应 Methyl red test | - | 硝酸盐还原 Nitrate reduction test | + |
V-P试验 Voges-Proskauer test | - | 柠檬酸盐利用 Citrate utilisation | + |
图3 菌株DY8的16S rDNA 基因序列的系统发育树标尺代表每1 000个核苷中有5个核苷替代
Fig. 3 Phylogenetic tree of 16S rDNA gene sequence of DY8 strainThe scale indicates 5 nucleoside substitutions per 1 000 nucleosides
处理编号 Treatment code | C源 C source | N源 N source | pH | 装液量 Liquid volume/(mL·250 mL-1) | 产IAA能力 IAA-producing capacity/(mg·L-1) | 解钾能力 K dissolvability/(mg·L-1) |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 麦芽糖 | 尿素 | 6 | 30 | 10.42 | 34.35 |
2 | 麦芽糖 | 酵母粉 | 8 | 50 | 36.67 | 8.27 |
3 | 麦芽糖 | 蛋白胨 | 7 | 70 | 36.26 | 57.83 |
4 | 葡萄糖 | 尿素 | 8 | 70 | 0.00 | 8.67 |
5 | 葡萄糖 | 酵母粉 | 7 | 30 | 62.93 | 60.33 |
6 | 葡萄糖 | 蛋白胨 | 6 | 50 | 34.48 | 83.10 |
7 | 蔗糖 | 尿素 | 7 | 50 | 5.60 | 24.67 |
8 | 蔗糖 | 酵母粉 | 6 | 70 | 19.99 | 52.33 |
9 | 蔗糖 | 蛋白胨 | 8 | 30 | 59.09 | 43.72 |
产IAA能力 | ||||||
K1 | 27.79 | 5.34 | 21.63 | 44.15 | ||
K2 | 32.47 | 39.87 | 31.92 | 25.58 | ||
K3 | 28.23 | 43.28 | 34.93 | 18.75 | ||
R | 4.68 | 37.93 | 13.30 | 25.39 | ||
最优组合 | 葡萄糖 | 蛋白胨 | 7 | 30 | ||
影响力顺序 | 氮源>装液量>pH>碳源 | |||||
解钾能力 | ||||||
K1 | 33.48 | 22.56 | 56.59 | 46.13 | ||
K2 | 50.70 | 40.31 | 20.22 | 38.68 | ||
K3 | 40.24 | 61.55 | 47.61 | 39.61 | ||
R | 17.22 | 38.99 | 36.37 | 7.45 | ||
最优组合 | 葡萄糖 | 蛋白胨 | 6 | 30 | ||
影响力顺序 | 氮源>pH>碳源>装液量 |
表2 菌株DY8促生能力培养条件正交试验结果
Table 2 Results of the orthogonal test on the culture conditions of the growth-promoting ability of DY8 strain
处理编号 Treatment code | C源 C source | N源 N source | pH | 装液量 Liquid volume/(mL·250 mL-1) | 产IAA能力 IAA-producing capacity/(mg·L-1) | 解钾能力 K dissolvability/(mg·L-1) |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 麦芽糖 | 尿素 | 6 | 30 | 10.42 | 34.35 |
2 | 麦芽糖 | 酵母粉 | 8 | 50 | 36.67 | 8.27 |
3 | 麦芽糖 | 蛋白胨 | 7 | 70 | 36.26 | 57.83 |
4 | 葡萄糖 | 尿素 | 8 | 70 | 0.00 | 8.67 |
5 | 葡萄糖 | 酵母粉 | 7 | 30 | 62.93 | 60.33 |
6 | 葡萄糖 | 蛋白胨 | 6 | 50 | 34.48 | 83.10 |
7 | 蔗糖 | 尿素 | 7 | 50 | 5.60 | 24.67 |
8 | 蔗糖 | 酵母粉 | 6 | 70 | 19.99 | 52.33 |
9 | 蔗糖 | 蛋白胨 | 8 | 30 | 59.09 | 43.72 |
产IAA能力 | ||||||
K1 | 27.79 | 5.34 | 21.63 | 44.15 | ||
K2 | 32.47 | 39.87 | 31.92 | 25.58 | ||
K3 | 28.23 | 43.28 | 34.93 | 18.75 | ||
R | 4.68 | 37.93 | 13.30 | 25.39 | ||
最优组合 | 葡萄糖 | 蛋白胨 | 7 | 30 | ||
影响力顺序 | 氮源>装液量>pH>碳源 | |||||
解钾能力 | ||||||
K1 | 33.48 | 22.56 | 56.59 | 46.13 | ||
K2 | 50.70 | 40.31 | 20.22 | 38.68 | ||
K3 | 40.24 | 61.55 | 47.61 | 39.61 | ||
R | 17.22 | 38.99 | 36.37 | 7.45 | ||
最优组合 | 葡萄糖 | 蛋白胨 | 6 | 30 | ||
影响力顺序 | 氮源>pH>碳源>装液量 |
图4 接种菌株DY8对烟草盆栽土壤性质的影响*表示差异显著(P<0.05),**表示差异极显著(P<0.01),下同
Fig. 4 Effects of strain DY8 inoculation on soil properties of tobacco pots* indicates significant difference (P<0.05), ** indicates extremely significant difference (P<0.01), the same below
图8 接种菌株DY8对小白菜和小麦根系的影响NS表示差异不显著,下同
Fig. 8 Effects of inoculation with strain DY8 on the roots of Chinese cabbage and wheat rootsNS indicates insignificant difference, the same below
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