鄯善地区黑果枸杞根际微生物特征及耐盐促生菌的筛选和促生特性研究

来源 :新疆师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangfegnlin
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本研究以新疆鄯善县盐碱地中生长的黑果枸杞根际土壤为研究材料,通过宏基因组测序技术,分析根际微生物多样性和差异性。基于传统培养技术对根际土壤中的优势菌株进行分析,分离具有生物活性的黑果枸杞耐盐根际促生菌(PGPR)。通过盆栽试验探究耐盐根际促生菌对盐胁迫下黑果枸杞、棉花和拟南芥幼苗的促生作用,经拮抗反应测试确定双菌组合,探究盐胁迫下对宿主植物和非宿主植物幼苗生长的影响,为开发生物菌肥和改良土壤极端环境提供优良菌株。1.鄯善地区黑果枸杞根际土壤理化性质分析鄯善县黑果枸杞根际土壤理化性质测定结果显示,根际土壤p H为8.86,总盐含量为0.838 mg/g,其根际土壤有机质含量为2.66 g/kg,总氮含量0.16 g/Kg,速效磷和0.556mg/g等。黑果枸杞根际土壤属于有机质,氮、磷元素严重匮乏,微量元素不平衡的典型的盐碱土壤。2.宏基因组测序结果分析利用宏基因组测序技术分析黑果枸杞根际细菌种群多样性,检测出19个门,有8个优势门,分别为变形菌门(Proteobacteria)14.97%、放线菌门(Actinobacteria)12.98%、酸杆菌门(Acidobacteria)6.91%、绿弯菌门6.58%、Rokubacteria 2.51%、芽单胞菌属2.32%、Tectomicrobia 1.06%和浮霉菌门(Planctomycetes)2.94%是鄯善县黑果枸杞根际细菌特有的门,其它11门的丰度均低于1%。此外,未分类细菌群(Bacteria-unclassified)占32.87%,有潜在新物种的可能性。属水平上分析发现有占25%得放线菌的属,占17%的Chloroflexi和Acidobacteria属,占6%Deltaproteobacteria属和Rokubacteria属。3.黑果枸杞耐盐根际促生菌的分离及促生特性分析本研究共筛选得到110株黑果枸杞根际微生物,通过耐盐性筛选共获得10株耐盐根际微生物。对这10株耐盐根际细菌进行促生特性分析,发现10耐盐根际促生菌均有不同程度的溶磷、产铁载体、生长素和固氮的能力。其中菌株HQA2的溶磷量达到52.63mg/L,产IAA能力达到为54.21mg/L。10株耐盐根际促生菌经16S r RNA基因序列分子鉴定发现,共属于6个属分。菌株HQA9、HQA4与Bacillus halotolerans,菌株HQA2、HQK4、HQY5和HQX56与Bacillus rugosus,菌株HQA8与Bacillus subtilis subsp,菌株HQA14与Priestia megaterium,菌株HQX34与Bacillus paramycoides,菌株HQY4与Pseudomonas putida的序列具有最高同源性。4.盐胁迫下植物4株耐盐根际促生菌灌根处理对植物幼苗生长的影响我们筛选出溶磷、产铁载体、生长素和固氮能力等综合生物活性最好的4株耐盐根际促生菌开展盆栽促生试验,研究对宿主植物黑果枸杞和非宿主植物棉花与拟南芥幼苗的促生作用。4株耐盐根际促生菌分别为HQA8、HQA9、HQX34和HQX56。盆栽试验以单菌组和双菌组来对植物幼苗进行促生试验。通过拮抗反应测试,HQA8、HQA9对HQX34有拮抗作用共设3个组合菌组,分别为HQA8+HQA9、HQA8+HQX56和HQX34+HQX56。与阴性对照相比,施用4株耐盐根际促生菌单菌组均能不同程度地促进盐胁迫下黑果枸杞幼苗的生长,其中菌株HQA8处理黑果枸杞幼苗鲜重、干重、株高、叶片数及叶绿素含量分别增加了45.7%,121.4%,164.5%,56.2%和22.6%(P<0.05),菌株HQX34处理叶片数和株高分别增加了55.3%和46.5%(P<0.05)。与单菌处理组相比,组合菌处理更明显地促进盐胁迫下黑果枸杞、棉花和拟南芥幼苗的生长。在盐胁迫下,与空白对照组CK、阳性对照和阴性对照组相比,各施用根际细菌幼苗叶片中抗氧化酶(SOD、POD)活性明显增加。与施用单菌处理组相比,菌株HQA8处理组,与组合菌处理组相比菌株HQA8+HQA9植物抗氧化酶活性变化最大。与空白对照组CK相比,施单菌HQA8和组合菌HQA8+HQA9处理组黑果枸杞幼苗SOD活性分别提高了45.03%和63.01%,POD活性分别提高了49.85%和57.95%。组合菌对植物幼苗促生效果比单菌组促生更好,其中单菌组HQA8,组合菌组HQA8+HQA9促生效果最好。
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