耐盐菌株筛选及其对盐胁迫下番茄种子萌发促进效应解析.pdf

南 京 农 业 大 学 学 报 收 稿 日 期 基 金 项 目 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 杭 州 市 重 点 科 研 计 划 项 目 浙 江 省 自 然 科 学 基 金 杭 州 区 域 创 新 发 展 联 合 基 金 资 助 项 目 通 信 作 者 刘 妍 助 理 研 究 员 主 要 从 事 根 际 微 生 物 与 微 生 物 肥 料 研 究 吴 昕 劢 栗 晗 王 经 邦 等 耐 盐 菌 株 筛 选 及 其 对 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 萌 发 促 进 效 应 解 析 南 京 农 业 大 学 学 报 耐 盐 菌 株 筛 选 及 其 对 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 萌 发 促 进 效 应 解 析 吴 昕 劢 栗 晗 王 经 邦 贾 保 磊 姚 燕 来 郑 华 宝 刘 妍 浙 江 农 林 大 学 环 境 与 资 源 学 院 浙 江 杭 州 湘 湖 实 验 室 浙 江 杭 州 摘 要 目 的 本 研 究 旨 在 从 沙 漠 极 端 环 境 盐 生 植 物 根 际 分 离 筛 选 具 有 促 进 作 物 耐 盐 生 长 的 细 菌 并 验 证 其 在 盐 胁 迫 下 促 进 番 茄 种 子 耐 盐 萌 发 的 促 生 效 果 方 法 采 集 青 海 沙 漠 盐 生 植 物 根 际 土 壤 利 用 稀 释 涂 布 法 和 测 序 技 术 初 筛 出 株 细 菌 通 过 测 定 产 吲 哚 乙 酸 产 铁 载 体 解 磷 解 钾 和 耐 盐 碱 等 植 物 促 生 指 标 对 菌 株 进 行 复 筛 开 展 番 茄 种 子 耐 盐 萌 发 试 验 并 测 定 发 芽 相 关 指 标 丙 二 醛 含 量 以 及 各 抗 氧 化 酶 活 性 评 估 复 筛 菌 株 的 种 子 耐 盐 萌 发 促 进 能 力 结 果 共 筛 选 株 细 菌 和 能 够 在 胁 迫 条 件 下 显 著 提 高 番 茄 种 子 的 发 芽 率 发 芽 势 发 芽 指 数 和 幼 根 长 并 通 过 调 控 抗 氧 化 酶 系 统 减 轻 番 茄 种 子 的 氧 化 损 伤 促 进 番 茄 种 子 耐 盐 萌 发 结 论 获 得 株 具 备 促 进 作 物 耐 盐 生 长 潜 力 的 菌 株 其 中 碱 蓬 微 杆 菌 和 解 果 胶 中 华 微 菌 为 首 次 报 道 具 有 耐 盐 促 生 功 能 这 株 菌 具 有 作 为 微 生 物 肥 料 功 能 菌 种 开 发 的 前 景 有 望 应 用 于 农 业 盐 碱 地 改 良 和 作 物 生 产 助 力 以 地 适 种 和 以 种 适 地 相 结 合 的 盐 碱 地 综 合 治 理 模 式 关 键 词 植 物 根 际 促 生 细 菌 番 茄 耐 盐 种 子 萌 发 促 生 效 果 抗 氧 化 酶 系 中 图 分 类 号 文 献 标 志 码 文 章 编 号 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 土 壤 盐 渍 化 是 威 胁 我 国 农 业 生 产 粮 食 安 全 和 可 持 续 发 展 的 重 要 问 题 之 一 中 国 盐 碱 地 总 面 积 约 万 占 土 地 总 面 积 的 受 全 球 气 候 变 暖 及 长 期 不 合 理 灌 溉 的 影 响 我 国 盐 碱 地 正 逐 渐 扩 展 致 使 粮 食 降 质 减 产 土 壤 盐 碱 化 会 引 起 作 物 失 水 萎 蔫 离 子 毒 害 养 分 失 衡 和 代 谢 紊 乱 等 问 题 严 重 抑 制 作 物 的 正 常 生 长 与 发 育 目 前 盐 碱 地 的 改 良 主 要 利 用 水 利 如 灌 排 结 合 膜 下 灌 溉 和 压 盐 洗 盐 排 盐 等 物 理 如 深 耕 深 松 客 土 翻 土 和 地 膜 覆 盖 等 化 学 如 施 用 磷 石 膏 过 磷 酸 钙 腐 殖 酸 泥 炭 和 土 壤 改 良 剂 等 和 生 物 如 种 植 嗜 耐 盐 植 物 和 施 用 微 生 物 肥 料 等 等 措 施 其 中 生 物 改 良 因 其 具 有 经 济 和 生 态 高 效 节 能 节 水 效 果 持 久 和 易 于 推 广 等 优 点 而 受 到 广 泛 关 注 相 比 于 传 统 的 耐 盐 植 物 品 种 培 育 微 生 物 肥 料 的 应 用 成 本 更 低 见 效 更 快 在 缓 解 盐 胁 迫 方 面 可 能 是 更 优 的 选 择 微 生 物 肥 料 是 含 有 特 定 活 性 功 能 菌 株 的 制 剂 能 够 通 过 多 种 机 制 促 进 作 物 生 长 改 善 土 壤 健 康 增 强 作 物 对 环 境 胁 迫 的 耐 受 能 力 植 物 根 际 促 生 细 菌 常 被 用 作 微 生 物 肥 料 的 功 能 菌 株 它 们 能 够 定 殖 于 植 物 根 际 通 过 调 节 植 物 的 离 子 转 运 渗 透 平 衡 和 氧 化 防 御 等 方 式 有 效 提 高 植 物 的 耐 盐 性 研 究 表 明 枯 草 芽 胞 杆 菌 能 够 通 过 调 节 叶 片 渗 透 电 位 维 持 细 胞 膜 完 整 和 调 控 离 子 积 累 等 途 径 促 进 盐 胁 迫 环 境 下 白 三 叶 草 的 生 长 根 瘤 菌 和 假 单 胞 菌 能 够 提 高 玉 米 对 磷 钾 和 钙 等 离 子 的 吸 收 效 率 避 免 钠 离 子 的 过 量 积 累 从 而 增 强 玉 米 的 抗 盐 能 力 从 高 盐 土 壤 中 分 离 得 到 的 巴 西 氮 螺 旋 菌 主 要 通 过 增 加 光 合 色 素 含 量 减 少 渗 透 调 节 剂 积 累 和 降 低 抗 氧 化 酶 活 性 等 机 制 提 高 大 麦 的 耐 盐 性 富 含 的 微 生 物 肥 料 已 成 为 盐 碱 地 改 良 的 重 要 策 略 为 盐 碱 地 生 态 修 复 和 农 业 可 持 续 发 展 提 供 了 切 实 可 行 的 解 决 方 案 并 展 现 出 广 阔 的 应 用 前 景 尽 管 利 用 直 接 或 间 接 缓 解 盐 胁 迫 对 植 物 的 损 害 已 经 在 多 种 经 济 作 物 的 培 育 中 得 到 验 证 但 是 相 关 微 生 物 资 源 的 开 发 仍 然 受 到 人 工 培 养 难 度 大 自 身 携 带 致 病 性 强 以 及 高 效 稳 定 菌 种 资 源 匮 乏 等 问 题 制 约 目 前 中 国 微 生 物 肥 料 登 记 菌 种 主 要 为 芽 胞 杆 菌 假 单 胞 菌 和 根 瘤 菌 等 其 中 芽 胞 杆 菌 占 比 超 过 产 品 重 复 度 高 创 新 性 低 单 纯 依 赖 传 统 生 境 的 微 生 物 资 源 挖 掘 难 以 满 足 现 代 农 业 对 微 生 物 资 源 多 样 性 稳 定 性 和 高 效 性 的 需 求 从 特 殊 生 境 获 取 非 常 规 且 高 亲 和 的 植 物 促 生 微 生 物 资 源 并 探 究 其 促 生 机 制 显 得 尤 为 必 要 因 此 本 研 究 采 集 青 海 沙 漠 极 端 环 境 盐 生 植 物 根 际 土 壤 样 品 利 用 稀 释 涂 布 法 和 测 序 技 术 初 筛 出 株 细 菌 通 过 产 吲 哚 乙 酸 产 铁 载 体 溶 磷 解 钾 和 耐 盐 碱 等 指 标 的 测 定 复 筛 出 植 物 促 生 潜 力 菌 株 最 后 结 合 番 茄 种 子 耐 盐 萌 发 试 验 通 过 对 种 子 发 芽 参 数 幼 苗 根 部 丙 二 醛 含 量 以 及 各 抗 氧 化 酶 活 性 等 指 标 的 测 定 评 估 菌 株 对 番 茄 种 子 耐 盐 萌 发 的 促 进 作 用 最 终 获 得 具 有 促 进 作 物 耐 盐 生 长 潜 力 的 微 生 物 菌 株 有 助 于 推 动 盐 碱 地 适 配 型 新 型 高 效 微 生 物 肥 料 的 创 制 材 料 与 方 法 试 验 材 料 供 试 土 壤 采 集 自 青 海 海 西 蒙 古 族 藏 族 自 治 州 沙 漠 盐 生 植 物 碱 蓬 和 多 枝 柽 柳 根 际 采 集 时 间 为 年 月 日 采 集 地 点 为 番 茄 品 种 为 合 作 种 子 购 自 京 东 建 杰 园 艺 专 营 店 胰 酪 大 豆 胨 液 体 培 养 基 有 机 磷 培 养 基 无 机 磷 培 养 基 和 硅 酸 盐 培 养 基 均 购 自 海 博 生 物 技 术 有 限 公 司 培 养 基 购 自 北 京 酷 来 搏 科 技 有 限 公 司 丙 二 醛 含 量 检 测 试 剂 盒 过 氧 化 氢 酶 活 性 检 测 盒 过 氧 化 物 酶 活 性 检 测 盒 和 超 氧 化 物 歧 化 酶 活 性 检 测 盒 购 自 北 京 索 莱 宝 科 技 有 限 公 司 试 验 方 法 菌 株 的 分 离 与 鉴 定 采 用 梯 度 稀 释 涂 布 和 平 板 划 线 法 对 根 际 土 壤 菌 株 进 行 分 离 培 养 和 纯 化 使 用 细 菌 基 因 通 用 引 物 和 扩 增 基 因 序 列 产 物 经 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 检 测 后 送 至 有 康 生 物 有 限 公 司 进 行 测 序 生 长 能 力 测 试 制 备 菌 株 种 子 液 并 以 体 积 分 数 接 种 量 接 种 于 新 鲜 液 体 培 养 基 中 取 加 入 细 菌 全 自 动 生 长 曲 线 测 定 仪 芬 兰 专 用 的 无 菌 孔 板 中 于 仪 器 中 振 荡 培 养 每 测 定 次 值 每 株 菌 株 设 置 个 重 复 孔 以 培 养 基 作 为 对 照 产 能 力 测 定 将 菌 株 种 子 液 以 接 种 量 接 种 于 液 体 培 养 基 中 避 光 振 荡 培 养 后 第 期 吴 昕 劢 等 耐 盐 菌 株 筛 选 及 其 对 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 萌 发 促 进 效 应 解 析 离 心 取 上 清 液 与 试 剂 等 体 积 混 合 显 色 于 处 测 定 吸 光 值 根 据 标 准 曲 线 计 算 产 量 每 株 菌 株 设 置 个 重 复 产 铁 载 体 能 力 测 定 将 菌 株 种 子 液 以 接 种 量 接 种 于 液 体 培 养 基 中 振 荡 培 养 后 离 心 并 过 滤 膜 除 菌 后 取 上 清 液 与 检 测 液 等 体 积 混 合 后 测 定 得 吸 光 值 以 未 接 种 的 培 养 基 与 检 测 液 等 体 积 混 合 测 得 吸 光 值 按 值 评 估 菌 株 产 铁 载 体 能 力 以 为 个 间 隔 每 减 小 增 加 个 每 株 菌 设 置 个 重 复 解 有 机 磷 解 无 机 磷 和 解 钾 能 力 定 性 测 定 将 菌 株 种 子 液 点 接 于 固 体 培 养 基 有 机 磷 无 机 磷 和 硅 酸 盐 培 养 基 上 培 养 观 察 并 记 录 菌 落 周 围 降 解 圈 情 况 每 个 平 板 点 滴 每 株 菌 设 置 个 平 板 重 复 耐 盐 和 耐 碱 能 力 测 定 将 菌 株 种 子 液 以 接 种 量 接 种 于 浓 度 分 别 为 和 以 及 值 分 别 为 的 液 体 培 养 基 中 以 每 孔 分 装 于 孔 板 中 培 养 使 用 酶 标 仪 型 号 阿 拉 斯 加 科 技 北 京 有 限 公 司 测 定 菌 液 的 值 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 发 芽 试 验 菌 悬 液 制 备 使 用 液 体 培 养 基 发 酵 菌 株 离 心 后 收 集 菌 体 使 用 的 无 菌 溶 液 重 悬 菌 体 次 至 菌 悬 液 终 浓 度 为 使 用 的 无 菌 溶 液 对 的 菌 悬 液 进 行 稀 释 获 得 种 不 同 浓 度 的 备 试 菌 悬 液 原 浓 度 菌 悬 液 稀 释 倍 的 菌 悬 液 和 稀 释 倍 的 菌 悬 液 种 子 处 理 选 取 适 量 籽 粒 饱 满 颗 粒 大 小 均 匀 的 番 茄 种 子 清 洗 表 面 灰 尘 溶 液 浸 泡 浸 泡 无 菌 淋 洗 次 后 于 无 菌 中 室 温 浸 泡 发 芽 试 验 每 株 菌 株 设 置 个 处 理 分 别 为 处 理 原 浓 度 菌 悬 液 处 理 稀 释 倍 的 菌 悬 液 和 处 理 稀 释 倍 的 菌 悬 液 代 表 所 筛 菌 株 试 验 包 含 株 菌 菌 株 和 同 时 设 置 处 理 无 菌 和 处 理 无 菌 的 溶 液 对 照 组 共 计 个 处 理 取 粒 番 茄 种 子 均 匀 摆 放 于 铺 有 层 滤 纸 的 培 养 皿 中 每 个 处 理 设 置 个 培 养 皿 的 重 复 将 处 理 组 对 应 溶 液 避 开 种 子 接 种 到 滤 纸 上 于 相 对 湿 度 的 环 境 中 培 养 至 处 理 种 子 发 芽 率 达 以 上 时 结 束 试 验 灭 活 菌 体 对 照 试 验 选 取 菌 株 制 备 菌 悬 液 并 灭 活 其 中 部 分 菌 悬 液 种 子 处 理 同 上 述 步 骤 设 置 个 处 理 分 别 为 处 理 处 理 处 理 处 理 和 处 理 这 个 处 理 同 本 节 稀 释 操 作 方 法 另 外 个 处 理 为 灭 活 处 理 原 浓 度 灭 活 菌 悬 液 灭 活 处 理 稀 释 倍 的 灭 活 菌 悬 液 和 灭 活 处 理 稀 释 倍 的 灭 活 菌 悬 液 其 余 条 件 一 致 番 茄 种 子 发 芽 相 关 指 标 测 定 培 养 期 间 每 日 观 察 并 记 录 番 茄 种 子 萌 发 情 况 以 根 长 达 到 为 发 芽 标 准 第 天 统 计 发 芽 势 第 天 统 计 发 芽 率 并 测 定 番 茄 幼 苗 的 根 长 种 子 萌 发 先 生 根 后 发 芽 故 统 计 种 子 根 长 最 后 计 算 发 芽 指 数 番 茄 幼 根 丙 二 醛 含 量 和 抗 氧 化 酶 活 性 测 定 使 用 索 莱 宝 试 剂 盒 测 定 番 茄 幼 根 丙 二 醛 含 量 以 及 过 氧 化 氢 酶 过 氧 化 物 酶 和 超 氧 化 物 歧 化 酶 种 抗 氧 化 酶 活 性 数 据 处 理 与 分 析 利 用 在 线 网 站 的 模 式 菌 株 数 据 库 进 行 菌 株 序 列 比 对 下 载 数 据 库 参 比 模 式 菌 株 的 序 列 进 行 系 统 发 育 树 构 建 利 用 进 行 多 序 列 比 对 和 建 树 值 设 置 为 利 用 和 网 站 进 行 系 统 发 育 树 美 化 利 用 进 行 数 据 整 理 和 检 验 利 用 进 行 数 据 分 析 和 绘 图 使 用 软 件 进 行 单 因 素 方 差 分 析 差 异 显 著 性 检 验 水 平 设 置 为 利 用 进 行 组 图 结 果 与 分 析 沙 漠 盐 生 植 物 根 际 土 壤 所 筛 菌 株 鉴 定 分 离 筛 选 得 到 分 属 于 个 菌 种 的 株 细 菌 图 包 括 漳 州 芽 胞 杆 菌 和 蜡 样 芽 胞 杆 菌 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 短 小 芽 胞 杆 菌 和 运 动 芽 胞 杆 菌 深 海 沟 皮 生 球 菌 碱 蓬 微 杆 菌 解 果 胶 中 华 微 菌 莱 比 托 游 动 球 菌 头 葡 萄 球 菌 山 羊 葡 萄 球 菌 其 中 和 为 潜 在 病 原 菌 不 符 合 本 研 究 筛 选 植 物 促 生 菌 的 初 衷 故 将 除 此 之 外 的 分 属 于 个 菌 种 的 株 细 菌 进 行 后 续 试 验 以 进 一 步 探 讨 其 植 物 促 生 潜 力 图 沙 漠 盐 生 植 物 根 际 土 壤 所 筛 菌 株 系 统 发 育 树 菌 株 促 生 特 性 生 长 能 力 所 筛 菌 株 的 生 长 曲 线 均 呈 型 其 生 长 周 期 大 致 可 分 个 阶 段 延 滞 期 对 数 生 长 期 以 及 稳 定 期 后 图 所 筛 菌 株 均 为 延 滞 期 较 短 生 长 迅 速 平 台 期 可 达 到 较 高 的 种 群 密 度 其 中 非 芽 胞 杆 菌 类 菌 株 的 平 台 期 种 群 密 度 普 遍 高 于 芽 胞 杆 菌 类 菌 株 产 能 力 各 菌 株 产 量 为 其 中 菌 株 的 产 量 最 高 菌 株 的 产 量 最 低 表 明 各 菌 株 均 具 有 一 定 的 直 接 促 进 植 物 生 长 潜 力 图 产 铁 载 体 能 力 菌 株 产 铁 载 体 能 力 等 级 为 级 为 级 为 级 为 级 为 级 除 菌 株 和 以 外 其 余 菌 株 均 具 备 一 定 的 铁 载 体 产 生 能 力 表 明 它 们 具 有 间 接 促 进 植 物 生 长 的 潜 在 能 力 图 解 磷 钾 能 力 株 细 菌 具 有 解 磷 或 解 钾 能 力 图 其 中 菌 株 和 具 备 解 有 机 磷 能 力 菌 株 和 兼 具 解 有 机 磷 和 无 机 磷 能 力 菌 株 具 备 解 钾 能 力 这 表 明 它 们 在 提 升 植 物 养 分 有 效 性 和 促 进 根 系 生 长 方 面 具 有 一 定 的 潜 力 菌 株 耐 盐 碱 能 力 耐 盐 能 力 除 菌 株 以 外 其 余 菌 株 在 的 高 盐 环 境 下 依 然 有 一 定 的 生 存 能 力 其 中 菌 株 和 在 浓 度 为 时 活 性 最 高 菌 株 和 在 浓 度 为 时 活 性 最 高 菌 株 和 在 浓 度 为 时 活 性 最 高 菌 株 和 在 浓 度 为 时 活 性 最 高 菌 株 和 在 浓 度 为 时 活 性 最 高 菌 株 在 浓 度 为 时 活 性 最 高 图 上 述 结 果 表 明 这 些 菌 株 均 具 有 在 高 盐 环 境 下 生 存 和 繁 殖 的 能 力 有 助 于 其 在 高 盐 环 境 下 持 续 发 挥 其 植 物 促 生 作 用 第 期 吴 昕 劢 等 耐 盐 菌 株 筛 选 及 其 对 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 萌 发 促 进 效 应 解 析 图 菌 株 促 生 指 标 测 定 生 长 曲 线 产 量 产 铁 载 体 能 力 等 级 轴 表 示 菌 株 符 号 的 数 量 数 字 越 大 表 明 其 产 铁 载 体 能 力 越 强 解 有 机 磷 解 无 机 磷 和 解 钾 能 力 测 定 从 内 到 外 依 次 为 解 有 机 磷 解 无 机 磷 和 解 钾 能 力 的 定 性 测 定 红 色 表 明 其 有 对 应 的 能 力 蓝 色 则 不 具 备 此 能 力 不 同 小 写 字 母 表 示 不 同 菌 株 在 水 平 差 异 显 著 下 同 耐 碱 能 力 除 菌 株 和 以 外 其 余 菌 株 在 的 高 碱 环 境 下 依 然 有 一 定 的 生 存 能 力 图 其 中 菌 株 在 时 活 性 最 高 菌 株 和 在 时 活 性 最 高 菌 株 在 时 活 性 最 高 菌 株 和 在 时 活 性 最 高 菌 株 和 在 时 活 性 最 高 上 述 结 果 表 明 这 些 菌 株 均 能 够 在 高 环 境 下 存 活 并 增 殖 有 助 于 在 碱 性 环 境 下 发 挥 其 促 生 功 能 盐 胁 迫 下 菌 株 对 番 茄 种 子 发 芽 的 影 响 番 茄 种 子 发 芽 率 对 比 处 理 组 处 理 组 的 番 茄 种 子 发 芽 率 降 低 对 比 处 理 组 添 加 不 同 菌 悬 液 后 番 茄 种 子 发 芽 率 提 高 图 其 中 处 理 组 的 效 果 最 佳 组 内 种 子 发 芽 率 提 高 其 次 为 处 理 组 种 子 发 芽 率 提 高 结 果 表 明 试 验 菌 株 能 够 有 效 缓 解 盐 分 胁 迫 对 番 茄 种 子 的 负 面 影 响 促 进 其 萌 发 番 茄 种 子 发 芽 势 胁 迫 导 致 番 茄 种 子 发 芽 势 降 低 添 加 菌 悬 液 能 够 促 进 番 茄 种 子 发 芽 势 提 高 图 和 处 理 组 的 种 子 发 芽 势 相 比 于 处 理 组 显 著 提 高 和 处 理 组 的 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 图 菌 株 对 不 同 盐 浓 度 和 值 的 耐 受 性 圈 内 的 数 字 代 表 其 值 数 字 越 大 表 明 菌 株 的 活 性 越 强 种 子 发 芽 势 相 比 于 处 理 组 极 显 著 提 高 其 中 处 理 组 的 增 幅 最 大 其 种 子 发 芽 势 提 高 这 说 明 试 验 菌 株 有 助 于 提 高 番 茄 种 子 在 盐 胁 迫 下 的 发 芽 势 番 茄 种 子 发 芽 指 数 胁 迫 抑 制 番 茄 种 子 萌 发 其 发 芽 指 数 相 比 于 处 理 组 下 降 添 加 不 同 菌 悬 液 能 够 逆 转 这 种 趋 势 番 茄 种 子 发 芽 指 数 提 高 图 与 处 理 组 相 比 和 处 理 组 的 种 子 发 芽 指 数 显 著 提 高 和 处 理 组 的 种 子 发 芽 指 数 极 显 著 提 高 其 中 处 理 组 的 提 升 幅 度 最 大 其 次 为 处 理 组 其 种 子 发 芽 指 数 分 别 提 高 和 这 说 明 接 种 试 验 菌 株 能 够 显 著 提 高 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 的 发 芽 指 数 番 茄 幼 根 长 处 理 组 的 番 茄 幼 根 长 相 比 于 处 理 组 减 少 了 添 加 菌 悬 液 能 够 促 进 番 茄 种 子 生 根 图 和 处 理 组 的 番 茄 根 长 在 处 理 组 的 基 础 上 极 显 著 增 加 其 中 处 理 组 的 表 现 最 优 其 次 为 和 处 理 组 其 根 长 分 别 提 高 和 这 证 实 了 试 验 菌 株 能 够 缓 解 盐 胁 迫 对 番 茄 种 子 萌 发 的 抑 制 作 用 促 进 其 生 根 灭 活 菌 体 对 照 试 验 与 处 理 组 相 比 活 菌 组 与 的 番 茄 种 子 发 芽 率 显 著 提 高 与 图 和 图 而 灭 菌 组 灭 活 与 灭 活 的 番 茄 种 子 发 芽 率 则 与 处 理 组 相 比 没 有 显 著 变 化 且 灭 活 处 理 组 的 番 茄 发 芽 率 显 著 降 低 活 菌 组 与 的 番 茄 幼 根 根 长 与 处 理 组 相 比 显 著 增 加 与 图 第 期 吴 昕 劢 等 耐 盐 菌 株 筛 选 及 其 对 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 萌 发 促 进 效 应 解 析 和 图 而 灭 菌 组 灭 活 灭 活 和 灭 活 的 番 茄 幼 根 长 则 与 处 理 组 相 比 没 有 显 著 变 化 此 试 验 结 果 表 明 活 性 菌 株 能 够 显 著 提 高 番 茄 种 子 的 发 芽 率 和 增 加 幼 根 的 根 长 而 灭 活 菌 株 则 对 番 茄 的 萌 发 与 生 根 没 有 促 进 作 用 因 此 促 进 番 茄 种 子 萌 发 的 效 果 均 源 于 菌 株 的 活 性 作 用 图 盐 胁 迫 下 菌 株 对 番 茄 种 子 发 芽 的 影 响 番 茄 种 子 发 芽 率 番 茄 种 子 发 芽 势 番 茄 种 子 发 芽 指 数 番 茄 幼 根 长 灭 活 对 照 番 茄 种 子 发 芽 培 养 皿 灭 活 对 照 番 茄 种 子 发 芽 率 灭 活 对 照 番 茄 幼 根 长 盐 胁 迫 下 菌 株 对 番 茄 种 子 根 系 抗 氧 化 系 统 的 影 响 根 据 番 茄 种 子 发 芽 试 验 结 果 选 择 番 茄 种 子 根 长 显 著 增 加 的 处 理 组 不 包 括 灭 活 菌 体 对 照 组 测 定 其 含 量 和 抗 氧 化 酶 活 性 探 究 菌 株 对 番 茄 幼 根 抗 氧 化 系 统 的 影 响 番 茄 种 子 根 系 含 量 对 比 处 理 组 处 理 组 番 茄 幼 根 中 的 含 量 显 著 升 高 倍 表 明 盐 胁 迫 导 致 番 茄 氧 化 损 伤 图 对 比 处 理 组 所 有 菌 悬 液 处 理 组 的 根 内 含 量 均 显 著 降 低 其 中 处 理 组 的 下 降 最 明 显 比 处 理 组 降 低 了 处 理 组 的 下 降 最 少 仅 降 低 了 这 表 明 试 验 菌 株 均 能 够 降 低 盐 胁 迫 对 番 茄 幼 根 的 氧 化 损 伤 番 茄 种 子 根 系 活 性 处 理 组 番 茄 幼 根 中 活 性 相 比 于 处 理 组 显 著 提 高 且 添 加 菌 悬 液 能 够 显 著 提 高 番 茄 幼 根 的 活 性 不 同 菌 株 和 不 同 浓 度 的 菌 悬 液 对 活 性 影 响 差 异 较 大 图 和 处 理 组 的 番 茄 幼 根 中 活 性 相 较 于 处 理 组 均 显 著 提 高 其 中 和 处 理 组 的 提 升 幅 度 最 大 活 性 分 别 为 处 理 组 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 的 和 倍 处 理 组 则 显 著 降 低 了 番 茄 根 部 的 活 性 其 活 性 为 处 理 组 的 倍 番 茄 种 子 根 系 活 性 与 活 性 变 化 趋 势 相 同 盐 胁 迫 导 致 番 茄 幼 根 中 活 性 显 著 降 低 添 加 菌 悬 液 能 够 显 著 影 响 番 茄 幼 根 中 活 性 菌 株 种 类 和 浓 度 对 活 性 的 影 响 存 在 差 异 图 与 处 理 组 相 比 和 处 理 组 番 茄 幼 根 的 活 性 显 著 增 强 其 中 处 理 组 的 增 幅 最 大 其 活 性 达 到 处 理 组 的 倍 和 处 理 组 的 活 性 则 显 著 减 弱 其 活 性 分 别 为 处 理 组 的 和 倍 番 茄 种 子 根 系 活 性 处 理 组 番 茄 幼 根 中 活 性 显 著 提 高 添 加 菌 悬 液 后 根 部 活 性 受 到 显 著 影 响 其 变 化 趋 势 与 菌 株 的 种 类 和 浓 度 有 关 图 和 处 理 组 中 番 茄 幼 根 的 活 性 显 著 提 高 其 活 性 分 别 为 处 理 组 的 和 倍 而 和 处 理 组 中 番 茄 幼 根 活 性 显 著 降 低 其 中 和 处 理 组 根 部 的 活 性 最 低 仅 为 处 理 组 的 和 倍 图 盐 胁 迫 下 菌 株 对 番 茄 根 部 含 量 和 抗 氧 化 酶 系 的 影 响 讨 论 以 为 核 心 的 微 生 物 肥 料 在 全 球 农 业 可 持 续 发 展 中 具 有 战 略 性 意 义 为 应 对 日 益 严 峻 的 土 地 盐 碱 化 挑 战 和 粮 食 安 全 威 胁 现 有 微 生 物 肥 料 功 能 菌 株 的 开 发 应 跳 出 常 规 生 境 扩 展 到 非 常 规 生 境 极 端 盐 碱 环 境 中 的 植 物 共 生 微 生 物 既 拥 有 远 超 常 规 微 生 物 的 盐 碱 耐 受 性 又 具 有 与 植 物 形 成 共 生 关 系 的 潜 能 其 植 物 促 生 功 效 的 评 价 和 作 用 机 制 的 解 析 不 仅 为 盐 碱 地 改 良 和 作 物 抗 逆 性 提 高 提 供 新 思 路 还 为 农 业 生 态 系 统 的 可 持 续 发 展 提 供 新 的 资 源 和 技 术 途 径 本 研 究 从 青 海 沙 漠 盐 生 植 物 根 际 土 中 分 离 出 株 细 菌 通 过 促 生 指 标 测 定 和 番 茄 种 子 耐 盐 萌 发 试 验 最 终 获 得 漳 州 芽 胞 杆 菌 和 运 动 芽 胞 杆 菌 深 海 沟 皮 生 球 菌 碱 蓬 微 杆 菌 解 果 胶 中 华 微 菌 和 莱 比 托 游 动 球 菌 共 株 能 够 促 进 植 物 耐 盐 生 长 的 潜 力 菌 株 这 些 菌 株 通 过 产 产 铁 载 体 溶 磷 解 钾 降 低 根 第 期 吴 昕 劢 等 耐 盐 菌 株 筛 选 及 其 对 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 萌 发 促 进 效 应 解 析 部 含 量 以 及 调 节 根 部 抗 氧 化 酶 系 统 活 性 等 途 径 提 高 番 茄 的 耐 盐 性 促 进 番 茄 种 子 在 盐 胁 迫 下 的 生 长 发 育 为 盐 碱 地 适 用 型 微 生 物 肥 料 的 开 发 提 供 菌 种 资 源 为 盐 碱 胁 迫 下 植 物 微 生 物 互 作 研 究 提 供 数 据 支 持 植 物 激 素 是 植 物 体 内 产 生 的 微 量 有 机 化 合 物 能 够 调 节 细 胞 分 裂 伸 长 以 及 根 系 发 育 等 过 程 从 而 显 著 改 善 植 物 生 长 条 件 并 增 强 其 抗 逆 性 因 此 的 合 成 与 分 泌 被 视 为 耐 盐 促 生 的 关 键 机 制 之 一 等 报 道 芽 胞 杆 菌 固 氮 菌 和 假 单 胞 菌 的 产 量 分 别 为 和 张 艳 梅 等 从 山 核 桃 根 际 分 离 出 株 益 生 菌 其 产 量 为 本 研 究 中 株 菌 株 的 产 量 为 这 可 能 是 其 促 进 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 生 长 的 重 要 机 制 铁 载 体 产 量 是 评 估 益 生 微 生 物 促 生 效 果 的 重 要 指 标 许 多 通 过 分 泌 铁 载 体 来 摄 取 环 境 中 的 铁 元 素 供 给 植 物 生 长 李 庆 懋 等 筛 选 的 株 产 铁 载 体 菌 株 大 多 具 备 促 进 水 稻 生 长 的 功 能 林 彬 等 在 小 麦 生 长 过 程 中 施 用 株 铁 载 体 产 能 为 的 功 能 菌 株 显 著 提 高 了 其 幼 苗 的 生 理 指 标 本 研 究 中 有 株 菌 株 具 备 合 成 铁 载 体 的 能 力 其 中 株 达 到 及 以 上 级 别 它 们 可 能 通 过 提 高 盐 胁 迫 条 件 下 植 物 对 铁 元 素 的 利 用 效 率 来 促 进 植 物 在 盐 胁 迫 下 的 生 长 具 备 解 磷 与 解 钾 能 力 的 微 生 物 能 够 有 效 活 化 土 壤 中 的 磷 钾 元 素 同 时 显 著 影 响 植 物 根 系 分 泌 物 的 成 分 与 数 量 提 升 根 系 对 多 种 营 养 元 素 的 吸 收 效 率 并 促 进 植 物 生 长 耿 丽 平 等 施 用 具 备 溶 磷 解 钾 能 力 的 微 生 物 菌 剂 能 够 提 高 盐 胁 迫 下 番 茄 甜 瓜 和 西 瓜 的 产 量 与 品 质 本 研 究 中 有 株 菌 具 备 解 磷 能 力 株 菌 具 备 解 钾 能 力 其 中 部 分 菌 株 在 盐 胁 迫 下 对 番 茄 种 子 发 芽 有 显 著 促 进 作 用 其 解 磷 和 解 钾 能 力 可 能 是 这 些 菌 株 发 挥 植 物 促 生 作 用 的 潜 在 机 制 菌 株 的 耐 盐 碱 能 力 是 其 在 盐 碱 地 中 有 效 存 活 并 发 挥 促 生 作 用 的 保 障 本 研 究 筛 选 的 菌 株 均 能 够 在 高 盐 碱 环 境 中 生 长 繁 殖 为 后 续 高 效 菌 肥 的 开 发 应 用 提 供 重 要 支 持 种 子 能 否 在 盐 胁 迫 下 萌 发 成 苗 是 植 物 在 盐 碱 地 上 生 长 的 关 键 因 素 之 一 盐 胁 迫 通 常 会 导 致 发 芽 率 下 降 萌 发 延 迟 以 及 幼 苗 发 育 受 阻 从 而 严 重 影 响 作 物 生 长 和 产 量 本 研 究 证 明 了 所 筛 菌 株 对 盐 胁 迫 下 番 茄 种 子 的 萌 发 具 有 促 进 作 用 菌 悬 液 的 种 类 与 浓 度 对 番 茄 发 芽 的 影 响 存 在 差 异 部 分 菌 株 存 在 高 浓 度 抑 制 低 浓 度 促 进 的 现 象 如 漳 州 芽 胞 杆 菌 和 处 理 组 的 番 茄 根 长 其 原 因 有 待 进 一 步 研 究 本 研 究 中 盐 胁 迫 下 菌 悬 液 处 理 后 番 茄 含 量 显 著 下 降 大 部 分 处 理 根 和 活 性 上 升 这 与 尹 汉 文 等 和 高 志 伟 等 的 研 究 结 果 一 致 少 数 处 理 的 和 活 性 下 降 如 运 动 芽 胞 杆 菌 处 理 组 与 李 振 倩 等 的 研 究 结 果 一 致 在 某 些 处 理 中 种 抗 氧 化 酶 活 性 的 变 化 趋 势 存 在 差 异 如 深 海 沟 皮 生 球 菌 处 理 组 中 其 番 茄 根 部 的 活 性 显 著 上 升 而 和 活 性 则 显 著 下 降 这 可 能 与 菌 种 特 性 测 定 时 间 以 及 番 茄 种 子 个 体 特 异 性 有 关 目 前 关 于 漳 州 芽 胞 杆 菌 促 进 盐 胁 迫 条 件 下 植 物 生 长 的 研 究 颇 多 该 菌 株 通 过 合 成 植 物 激 素 维 持 渗 透 平 衡 促 进 养 分 吸 收 提 高 光 合 效 率 以 及 调 控 抗 氧 化 酶 系 统 等 机 制 促 进 作 物 耐 盐 本 研 究 的 结 果 与 此 一 致 有 关 运 动 芽 胞 杆 菌 在 植 物 耐 盐 促 生 方 面 的 研 究 较 少 其 耐 盐 机 制 类 似 漳 州 芽 胞 杆 菌 主 要 通 过 分 泌 促 生 代 谢 物 合 成 渗 透 调 节 物 质 和 诱 导 抗 氧 化 防 御 系 统 等 途 径 缓 解 盐 胁 迫 带 来 的 负 面 影 响 本 研 究 结 果 与 此 一 致 不 同 之 处 在 于 经 运 动 芽 胞 杆 菌 处 理 后 番 茄 根 部 的 和 活 性 呈 下 降 而 非 上 升 的 趋 势 这 可 能 与 菌 种 类 型 试 验 方 法 和 测 定 时 期 的 差 异 有 关 深 海 沟 皮 生 球 菌 首 次 于 马 里 亚 纳 海 沟 中 分 离 获 得 深 海 特 殊 的 高 盐 高 压 低 温 和 低 营 养 环 境 驱 使 该 菌 株 进 化 出 适 应 极 端 条 件 的 独 特 特 性 然 而 关 于 深 海 沟 皮 生 球 菌 的 生 态 功 能 仍 知 之 甚 少 且 其 在 植 物 耐 盐 促 生 方 面 的 研 究 大 多 浮 于 表 面 缺 乏 深 入 的 机 制 探 讨 研 究 表 明 该 菌 株 具 备 产 产 铁 载 体 和 磷 酸 盐 增 溶 能 力 能 够 提 高 番 茄 植 株 的 可 溶 性 总 糖 脯 氨 酸 和 总 叶 绿 素 含 量 从 而 减 轻 氧 化 损 伤 提 升 植 株 的 耐 盐 性 本 研 究 结 果 与 此 一 致 此 外 本 研 究 进 一 步 揭 示 了 其 抗 氧 化 机 制 证 明 该 菌 通 过 提 升 番 茄 根 系 活 性 降 低 和 活 性 有 效 缓 解 引 发 的 氧 化 损 伤 促 进 番 茄 在 盐 胁 迫 条 件 下 生 长 发 育 本 研 究 丰 富 了 该 菌 在 植 物 耐 盐 促 生 方 面 的 研 究 数 据 为 进 一 步 阐 明 其 耐 盐 促 生 机 制 提 供 了 理 论 基 础 近 年 来 有 关 微 杆 菌 属 在 促 进 植 物 耐 盐 性 和 生 长 方 面 的 研 究 报 道 逐 渐 增 多 其 属 内 已 有 多 个 菌 株 被 鉴 定 为 耐 盐 促 生 菌 而 碱 蓬 微 杆 菌