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噻虫嗪(Thiamethoxam, THIA)是第二代新烟碱类杀虫剂,不仅可以有效防治刺吸式害虫,还能促进植物合成激素、提高植株活力、增加农作物产量。其机制是由于THIA能诱导与植物生长相关的酶的合成以及THIA的某些代谢产物具有植物激素的作用。本实验室在筛选THIA降解菌时,发现THIA能够促进固氮菌粘着箭菌Ensifer adhaerens CGMCC6315的生长。由于植物根际促生菌(PGPR)同样可以促进植物生长和矿物吸收,抑制有害微生物,提高作物活力及产量,因此作者所在实验室推测THIA可以通过影响PGPR的功能间接地提高植物活力。本论文在上述研究的基础上继续研究E. adhaerens CGMCC6315的根际促生特性和THIA对其根际促生活性的影响,并研究了E. adhaerens CGMCC6315降解其他烟碱类杀虫剂。根际促生特性实验显示E. adhaerens CGMCC6315分泌吲哚乙酸(IAA),胞外多糖(EPS),水杨酸(SA)和2,3-二羟基苯甲酸(DHBA),产量分别为8.2±0.5μg/mL、5.7±0.3mg/mL、6.9±1.1μg/mL、0.48±0.06μg/mL; E. adhaerens CGMCC6315能分泌氢氰酸(HCN)并且在蛋白胨水中产生氨化反应。E. adhaerens CGMCC6315具有固氮能力,通过巢式PCR (Nest-PCR)克隆得到两种类型固氮基因NifH,分别命名为NifH-3(JX081993)和NifH-4(JX081994), NifH-4与Ensifer sp.TJ170(AJ505315)相似度为100%,而NifH-3则和蓝藻Calothrix sp. MCC-3A相似度为98%。接种E.adhaerens CGMCC6315于黄豆根部不能促进根瘤的形成。THIA具有明显的水杨酸分泌促进能力,10mg/L THIA可将SA的分泌量由6.9±1.1μg/mL提高到11.3±1.5μg/mL。在NaCl浓度为10mmol、50mmol、154mmol盐胁迫条件下E. adhaerensCGMCC6315能够将黄豆发芽率分别提高14%,21%和30%。E. adhaerens CGMCC6315可降解氰基亚氨基烟碱类杀虫剂噻虫啉(Thiacloprid,THI),其静息细胞在10d内可降解83.3%的THI, LC-MS分析显示,其降解过程中生成酰胺噻虫啉(THI amide)。采用简并引物克隆法从CGMCC6315基因组上克隆到到部分腈水合酶序列1224bp,包含全部α亚基642bp,部分p亚基564bp。THIA不但可用于土壤施用,还可用于种子包衣。为提高植株苗活力,THIA通常与PGPR混合使用。由于大多数PGPR对农药较为敏感,因此筛选具有THIA耐受性的PGPR有一定的应用价值。本论文开展了与E. adhaerens CGMCC6315一起富集到的细菌Achromobacter sp. TMX-5、Microbacterium sp. TMX-6、Mesorhizobium alhagi TMX-36、Agromyces mediolanus TMX-25、Pseudoxanthomonas mexicana TMX-26THIA耐受性及PGPR特性研究。5株菌虽然不降解THIA,但对200mg/L的THIA具有耐受性。5株菌均具有分泌EPS的能力,分泌量在1.0±0.0mg/mL到31±0.3mg/mL之间,其中M. alhagi TMX-36的分泌量最大,为31±0.3mg/mL, P. mexicana TMX-26的分泌量最小,为10±0.0mg/mL;5株菌均可分泌SA和DHBA, SA最大分泌量为24.0±1.0mg/L,最少为4.8±0.5mg/L; DHBA最大分泌量为0.9±0.04mg/L,最少为0.3±0.03mg/L; A. mediolanus TMX-25分泌IAA,分泌量为16.0±1.2mg/L。综上所述,6株细菌均具有PGPR特性,E, adhaerens CGMCC6315和A.mediolanus TMX-25分泌IAA, E. adhaerens CGMCC6315和M. alhagi TMX-36具有固氮能力,并且6株细菌均可耐受200mg/L THIA, THIA可促进E. adhaerens CGMCC6315的生长,并且对SA的分泌具有明显促进作用,在NaCl胁迫下接种E. adhaerens CGMCC6315可提高黄豆发芽率。