金线莲根际促生菌的筛选及其促生效应研究

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金线莲[Anoectochilus roxburghii(Wall.)LindI]是兰科开唇兰属多年生草本植物,可全草药用,有“药王”之称,目前野生资源枯竭,来源主要是人工种植。但在人工种植过程中金线莲生长缓慢,活性成分积累不足,且易感病虫害,导致人工种植效率低。植物根际促生菌(PGPR)因具有促生提质生防的效果,常被开发为微生物肥料,应用于农作物和中药材的绿色种植。本研究从金线莲根际菌群中筛选出了具有促进金线莲生长的PGPR,通过荧光标记探究其根际定殖能力和特征,并进一步通过盆栽实验研究根际促生菌对金线莲的促生提质效应,为金线莲人工高效种植提供了指导。取得的主要结果如下:(1)金线莲根际促生菌(PGPR)的筛选与鉴定。从云南临沧金线莲根际土壤中分离获得了10株抑制金线莲细菌性穿孔病病原菌活性的有益根际微生物,其中3株菌具有显著的固氮、溶磷、分泌IAA等能力,经鉴定2#为类芽胞杆菌(Paenibacillus terrae)、9#为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)、10#为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。拮抗作用和生物膜实验表明,2#、9#、10#菌株之间无拮抗且具有协同作用,可以作为组合菌株使用。此结果为后续金线莲促生研究提供了优质的菌种资源,也进一步丰富了PGPR菌种资源库。(2)金线莲根际促生菌(PGPR)定殖特性研究。利用电转化法将荧光质粒me Cherry、GFP成功转入9#、10#菌株中,得到荧光菌株9#-me Cherry、10#-GFP。荧光质粒在无抗生素选择压力下能在短期内保持稳定,且不影响PGPR的生长。水培实验表明,9#-me Cherry、10#-GFP菌株能在金线莲根际形成生物膜,表明其可在金线莲根部定殖。根际促生菌的成功定殖为后续建立金线莲-PGPR共培养体系奠定了基础。(3)金线莲根际促生菌(PGPR)趋化剂的筛选。外源添加的PGPR菌株与土著微生物竞争营养空间和生存空间占据优势生态位,是其发挥作用的前提。有机酸或氨基酸可促进微生物在植物根际定殖。为了促进PGPR在根际占据优势生态位更好地发挥作用,以便应用于农业生产,通过趋化实验以及生物膜形成实验筛选获得趋化剂柠檬酸和苏氨酸,且最佳施用浓度分别为40μmol/L和60μmol/L,为后续PGPR菌株配施趋化剂促进金线莲生长提供了实验依据。(4)组合PGPR菌株配施趋化剂对金线莲促生效应。在PGPR-金线莲人工栽培体系下,比较研究了PGPR菌株以及配施趋化剂不同处理对金线莲生长和活性成分积累的影响。结果表明,PGPR处理条件下,金线莲株高、鲜重、根重等生长指标显著高于对照组;金线莲黄酮类物质含量显著高于对照组,土壤酶活检测也表明,PGPR菌株促进了酶活,这与其具有高效的固氮解磷等作用相一致。综上,本论文从金线莲根际微生物中筛选获得了3株具有促生作用的有益微生物菌株,并对其在金线莲根部的定殖特性进行了研究,最终建立了有益菌与金线莲共培养促进生长体系,为金线莲人工高效种植提供了指导。
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