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荒漠植物耐盐碱PGPR的分离筛选及其对盐胁迫下三种植物的促生效应和机理

许芳芳  
【摘要】:土壤盐碱化不利于植物生产,是最严重的土壤环境问题之一。植物根际促生菌(Plant Growth Promoting Rhizobacteria,PGPR)可促进盐碱胁迫下植物的生长,应用PGPR是盐碱地改良最具潜力的生物措施之一。荒漠干旱少雨、盐碱性往往很高,有可能是耐盐碱PGPR的丰富菌种资源库。本研究基于涂布划线技术,对内蒙古荒漠植物根际土中的耐盐碱PGPR进行分离纯化,分别以Ashby培养基、植酸磷培养基和无机磷培养基进行固氮、解植酸磷、解无机磷细菌的初筛;基于16SrDNA基因序列对菌株做初步分类鉴定;再对纯化所得细菌进行产铁载体、1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶、吲哚乙酸(IAA)能力的分析,并结合小麦出苗试验快速筛选功能特性较强的菌株、制备相应的微生物颗粒肥料(以菌株编号和菌株数量分别代表含单一菌株和复合菌株的菌肥颗粒,NK和CK分别代表施加空载体颗粒和不施加菌肥颗粒或空载体颗粒的空白对照),研究盐胁迫下PGPR对小麦、燕麦和油葵的促生效应和机理。研究的主要结果和结论如下:1.PGPR的类群组成:共筛选得到203株细菌,主要划分为40个属,优势属(丰度5%)有Enterobacter(19.21%)、Bacillus(12.80%)、Scopulibacillus(11.82%)、Arthrobacter(9.35%)和Pseudomonas(7.88%);其中,46株PGPR兼具固氮、解植酸磷、解无机磷、产铁载体、产IAA、产ACC脱氨酶及耐盐功能特性,优势属为肠杆菌属,功能特性最强的PGPR有18株、优势属也为肠杆菌属。2.复合PGPR对盐胁迫下盆栽小麦的影响:复合菌株颗粒肥(将上述功能特性最强18株菌、实验室收集所得3株马西利亚菌、5株泛生菌和9株苍白杆菌分别构建复合菌株的颗粒肥,分别简称C18、M3、F5和C9)均能不同程度的促进小麦的生长:其中,相比CK和NK,C18处理的小麦根长增加196.70%、根干重增加107.47%、根际土盐度降低了 49.88%,F5处理的有机质含量增加50.33%,M3处理的速效磷含量增加了 21.71%。3.35株PGPR对盐胁迫下小麦出苗的影响:对35株PGPR进行盐胁迫小麦出苗实验的快速再次筛选,得到9株促生效果最显著的PGPR,显著提高了盐胁迫下小麦苗长、根长和种子活力指数,且盐浓度越高、相比CK和NK的促生效果差异越显著。其中,盐浓度为300 mmol/L时,接种菌株168的根长和种子活力指数增加1225.55%和 222.45%,FWP0503 苗长增加 80.27%。4.9株PGPR对盐胁迫下盆栽小麦、燕麦及油葵的影响:不同PGPR对同一植物的促生效果不同,同一PGPR对不同植物的促生效果也不同。其中,SP0509显著增加了小麦及燕麦地上部干重、燕麦及油葵根际土速效氮含量;FYP1101显著增加了小麦及油葵地下部干重、燕麦及油葵根际土有机质含量;B333-1显著增加了小麦及燕麦根长和根际土速效氮含量。综上,荒漠植物根际土是PGPR的丰富菌株资源库,它们具有固氮、解植酸磷、解无机磷、产铁载体、产ACC脱氨酶、产IAA多种功能特性。其中,肠杆菌属是优势属、是促进盐胁迫下植物生长最具潜力的菌种。本研究为提高盐胁迫植物的生产性能、改良盐碱地和保护生态环境提供了理论依据和实践基础。


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