Promoting Mechanism of Plant Growth-promoting Rhizobacteria in Medicinal Plants

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017-0359

Abstract

Abstract: Medicinal plants are the most important sources of Chinese traditional medicine system,and are the natural treasure for preventing and treating diseases. Rhizosphere is the main location where exchanging the substance and energy between plant and environment happens. Plant growth promoting rhizobacteria can change physicochemical properties of rhizosphere soils in medicinal plants,accelerate transformation of available nutrient and produce corresponding specific substances,subsequently affecting its growth,development,metabolic activities,and so on. These bacteria play an extremely important role in plant growth. We here summarize the recent domestic and overseas research progress on nitrogen fixation,phosphate solubilization,producing hormone and biological control of plant growth promoting rhizobacteria in medicinal plants. We aim to provide a theoretical basis for medicinal plants research and new ideas for the cultivation,production and germplasm innovation of medicinal plants.

Key words: medicinal plants, plant growth promoting rhizobacteria, promoting mechanism

ZENG Mei-juan, ZHONG Yong-jia, DIAO Yong. Promoting Mechanism of Plant Growth-promoting Rhizobacteria in Medicinal Plants[J]. Biotechnology Bulletin, 2017, 33(11): 13-18.

References

[1] 张蕾, 徐慧敏, 朱宝利. 根际微生物与植物再植病的发生发展关系[J]. 微生物学报, 2016, 56（8）：1234-1241.
[2] 郝大程, 陈士林, 肖培根. 基于分子生物学和基因组学的植物根际微生物研究[J]. 微生物通报, 2009, 36（6）：892-899.
[3] 李琬, 刘淼, 张必弦, 等. 植物根际促生菌的研究进展及其应用现状[J]. 中国农学通报, 2014, 30（24）：1-5.
[4] Pavlova AS, Leontieva MR, Smirnova TA, et al. Colonization strategy of the endophytic plant growth-promoting strains of Pseudomonas fluorescens and Klebsiella oxytoca on the seeds, seedlings and roots of the epiphytic orchid, Dendrobium nobileLindl[J]. Journal of Applied Microbiolgy. 2017, 123（1）：217-232.
[5] Berg G. Plant-microbe interactions promoting plant growth and health：perspectives for controlled use of microorganisms in agriculture[J]. Appl Microbiol Biotechnol, 2009, 84（1）：11-18.
[6] 秦嗣军, 吕德国, 李志霞, 等. 东北山樱根际细菌群落结构多样性分析[J]. 吉林农业大学学报, 2011, 33（6）：643-648.
[7] 周文杰, 吕德国, 杨丹丹, 等. 根际优势细菌对甜樱桃幼树光合及根系活力的影响[J]. 吉林农业大学学报, 2015, 37（5）：555-561, 567.
[8] Ibiene AA, Agogbua JU, Okonko IO, et al. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizer：effect on growth of lycopersicum esculentus[J]. Journal of American Science, 2012, 8（2）：318-324.
[9] Jorquera MA, Crowley DE, Marschner P, et al. Identification of beta-propeller phytase-encoding genes in culturable Paenibacillus and Bacillus spp. from the rhizosphere of pasture plants on volcanic soils[J]. Fems Microbiology Ecology, 2011, 75（1）：163-172.
[10] 张秋磊, 林敏, 平淑珍. 生物固氮及在可持续农业中的应用[J]. 生物技术通报, 2008（2）：1-4.
[11] Hayat R, Ali S, Amara U, et al. Soil beneficial bacteria and their role in plant growth promotion：a review[J]. Annal of Microbiology, 2010, 60（4）：579-598.
[12] 李琼芳. 不同连作年限麦冬根际微生物区系动态研究[J]. 土壤通报, 2006, 37（3）：563-565.
[13] 江曙, 段金廒, 严辉, 等. 当归根际微生物种群结构与生态分布的研究[J]. 中国中药杂志, 2009, 34（12）：1483-1488.
[14] 林贵兵, 万德光, 王瑞婷, 等. 丹参栽培对土壤微生物区系组成特征的影响[J]. 华西药学杂志, 2010, 25（4）：438-443.
[15] 陈章. 中江丹参连作土壤微生物特性研究[D]. 成都：四川农业大学, 2010.
[16] 张国华, 罗会颖, 丁建南, 等. 新疆天山雪莲根际冻土微生物富集培养的初步研究[J]. 江西科学, 2010, 28（4）：453-460.
[17] 陈慧, 郝慧荣, 熊君, 等. 地黄连作对根际微生物区系及土壤酶活性的影响[J]. 应用生态学报, 2007, 18（12）：2755-2759.
[18] 魏志华, 程茂高, 介晓磊, 等. 连翘根际微生物区系和土壤酶活性变化的研究[J]. 北方园艺, 2010（6）：12-14.
[19] 张新军, 郑维列, 兰小中, 等. 色季拉山长鞭红景天根际微生物初步研究[J]. 中国农学通报, 2011, 27（28）：172-177.
[20] Dos Santos PC, Fang Z, Mason SW, et al. Distribution ofnitrogen fixation and nitrogenase-like sequences amongstmicrobial genomes[J]. BMCGenomics, 2012, 13：162.
[21] 王彩红. 假单胞菌lip35低温脂肪酶基因的克隆及其在毕赤酵母中的表达研究[D]. 保定：河北农业大学, 2008.
[22] 李赛男, 李慷, 王姝芸, 等. 假单胞菌M18中藤黄绿菌素合成限速酶基因的鉴定及表达优化[J]. 微生物学通报, 2012, 39（3）：300-308.
[23] 郑斐, 黄显清, 许煜泉, 等. 假单胞菌M18调控基因ppbR的克隆及功能研究[J]. 微生物学通报, 2008, 35（2）：235-240.
[24] 张智慧, 赵振玲, 金航, 等. 根际促生菌研究进展及其在药用植物上的应用[J]. 云南中医学院学报, 2012, 35（6）：63-67.
[25] Bhattacharyya PN, Jha DK. Plant growth promoting rhizobacteria（PGPR）：emergence in agriculture[J]. World Microbiol Biotechnol, 2012, 28（4）：1327-1350.
[26] 马骢毓, 张英, 马文彬, 等. 黄芪根际促生菌（PGPR）筛选与特性研究[J]. 草业学报, 2017, 26（1）：149-159.
[27] 任嘉红, 刘辉, 吴晓蕙, 等. 南方红豆杉根际溶无机磷细菌的筛选、鉴定及其促生效果[J]. 微生物学报, 2012, 52（3）：295-303.
[28] 陆瑞霞, 王小利, 李显刚, 等. 地八角溶磷菌溶磷能力及菌株特性研究[J]. 中国草地学报, 2012, 34（4）：101-108.
[29] 李晓倩. 茶树根际促生细菌研究展望[J]. 山东农业大学学报：自然科学版, 2009, 40（2）：301-303.
[30] Kuklinsky SJ, Araujo WL, Mendes R, et al. Isolation and characterization of soybean-associated bacteria and their potential for plant growth promotion[J]. Environmental Microbiology, 2004, 6（12）：1244-1251.
[31] Karthikeyan B, Jaleel CA, Lakshmanan GM, et al. Studies on rhizosphere microbial diversity of some commercially important medicinal plants[J]. Colloids Surf B Biointerfaces, 2008, 62（1）：143-145.
[32] E Y, Yuan J, Yang F, et al. PGPR strain Paenibacillus polymyxa SQR-21 potentially benefits watermelon growth by re-shaping root protein expression[J]. AMB Express. 2017, 7（1）：104.
[33] 江曙, 段金廒, 钱大玮, 等. 根际微生物对药材道地性的影响[J]. 土壤, 2009, 41（3）：344-349.
[34] 肖春萍, 杨利民, 韩梅, 等. 人参主要病原菌生防真菌的筛选及鉴定[J]. 西北农林科技大学学报：自然科学版, 2016, 44（7）：181-201.
[35] 谭勇, 崔尹赡, 季秀玲, 等. 三七连作的根际、根内微生物变化与生态学研究进展[J]. 中草药, 2017, 48（2）：391-399.
[36] 潘争艳, 傅俊范, 周如军, 等. 辽宁省14种药用植物根际土壤真菌种类及数量分析[J]. 沈阳农业大学学报, 2009, 40（4）：481-484.
[37] 官会林, 陈昱君, 刘士清, 等. 三七种植土壤微生物类群动态与根腐病的关系[J]. 西南农业大学学报, 2006, 28（5）：706-709
[38] 杨航宇, 芦维忠, 袁君辉, 等. 甘肃瑞香根际真菌与内生真菌多样性的研究[J]. 西北农业学报, 2006, 15（2）：78-80.
[39] 陈曦, 孙晓东, 毕思远, 等. 东北地区人参根际土壤真菌多样性研究[J]. 安徽农业科学, 2010, 38（10）：5515-5517.
[40] 马成涛. 地黄病原性连作障碍有益微生物防治技术研究[D]. 济南：山东师范大学, 2009.
[41] 周文杰, 吕德国, 秦嗣军. 植物与根际微生物相互作用关系研究进展[J]. 吉林农业大学学报, 2016, 38（3）：253-260.
[42] Cornelis P, Matthijs S. Diversity of siderophore-mediated iron uptake systems in fluorescent pseudomonads：not only pyoverdi-nes[J]. Environment Microbiology, 2002, 4（12）：787-798.
[43] Ravel J, Cornelis P. Genomics of pyoverdine-mediated iron uptake in pseudomonads[J]. Trends Microbiology, 2003, 11（5）：195-200.
[44] 王英丽, 林庆祺, 李宇, 等. 产铁载体根际菌在植物修复重金属污染土壤中的应用潜力[J]. 应用生态学报, 2013, 24（7）：2081-2088.
[45] 邓振山, 李军, 苏永杰. 植物根际促生菌作用机理的研究进展[J]. 安徽农业科学, 2011, 39（10）：5844-5864.
[46] 王英丽, 林庆祺, 李宇, 等. 产铁载体根际菌在植物修复重金属污染土壤中的应用潜力[J]. 应用生态学报, 2013, 24（7）：2081-2088.
[47] 田方, 丁延芹, 朱辉, 等. 烟草根际铁载体产生菌G-229-21T的筛选、鉴定及拮抗机理[J]. 微生物学报, 2008, 48（5）：631-636.
[48] 朱慧明, 张彦, 杨洪江. 高产铁载体假单胞菌的筛选及其对铁氧化物的利用[J]. 生物技术通报, 2015, 30（7）：177-182.
[49] 杨娜, 沈其荣, 徐阳春. 一株抗药用白菊枯萎病生防菌的分离与生防效应研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17（3）：731-736.
[50] 潘争艳, 傅俊范, 周如军, 等. 五味子园根际真菌多样性初探及拮抗菌株筛选[J]. 吉林农业大学学报, 2007, 29（6）：636-639.