耐盐碱根际促生菌的分离鉴定及对玉米植株生长的影响

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筛选耐盐碱根际促生菌,利用土壤微生物对盐碱土地进行改良、促进作物生长、缓解植物受到的盐胁迫、改善土壤生态是一个盐碱地治理的重要发展方向。本研究对盐碱土中的微生物进行筛选分离,通过菌株促生功能鉴定,筛选出具有促生功能的植物根际促生菌。利用混合盐模拟盐碱环境,进行单一菌剂玉米植株盆栽试验,对植株生物量、农艺性状指标、植物叶片抗氧化酶活性及根际土壤酶活性进行检测,筛选出4株促生效果较好的菌株,进行复合菌剂的复配,对复合菌剂应用潜力进行评估。对促生效果最明显的菌株R5进行发酵培养基配方和发酵条件的优化。主要研究结果如下:(1)本研究使用Gibbons培养基从山东省东营市广饶县及滨州市无棣县的滨海盐碱土壤样品中分离纯化出552株耐盐碱菌株。对各菌株耐盐碱能力进行测定,全部552株菌株都能在Na Cl浓度为10%,p H 9的Gibbons培养基中正常生长。通过对菌株促生相关性状的筛选,得到了具有溶磷(无机磷)功能的菌株134株,具有解磷(有机磷)功能的菌株117株,解钾功能菌株152株,产IAA菌株165株。(2)选取9株较好性状的菌株进行细菌形态观察、生理生化鉴定及16S r DNA序列分子鉴定,结果显示:R5、R12菌株是阿氏普里斯特氏菌(Priestia aryabhattai),菌株R14是辣椒芽孢杆菌(Bacillus zanthoxyli),菌株R33、W4是暹罗芽孢杆菌(Bacillus siamensis),菌株W8是特基拉芽胞杆菌属(Bacillus tequilensis)。菌株W19是池生代夫特菌(Delftia lacustris),菌株W26、W38是巨大芽孢杆菌(Bacills megaterium)。排除冗余菌株后,选取R5、R14、R33、W8、W19、W26共计6株菌株进行盆栽试验,验证单一菌株对玉米植株的耐盐促生作用。(3)单一菌剂玉米植株盆栽试验显示,9 g/kg盐碱胁迫下,施加6种菌剂均能够促进玉米植株的生长,玉米幼苗茎粗、株高、地上部重量、地下部重量均有不同程度的增加。经菌剂处理的试验组植株丙二醛含量明显降低,丙二醛含量降低了42.78%,达到了极显著性差异(p<0.01);在盐碱胁迫下抗氧化酶活力均有所提高,植物根系也更发达。对根际土壤酶活性的检测结果表明,经过6种菌剂处理的植株根际土中的蔗糖酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性得到提升,菌剂W8、W19、W26对土壤脲酶活性提升明显且达到极显著性差异(p<0.01)。施加菌剂对土壤的肥力有提高和改善作用。(4)以R5、W19、W26为基础构建了复合菌剂。9 g/kg盐碱胁迫下,施加复合菌剂的玉米幼苗茎粗、株高、地上部重量、地下部重量均有不同程度的增加,且植物叶片内的丙二醛含量大幅降低且达到极显著性差异(p<0.01),说明菌剂能够缓解植株受到的盐胁迫。植物叶片抗氧化酶活性及根际土壤酶活性也有显著提高。(5)发酵优化结果显示,菌株R5最佳发酵培养基为麦芽糖的添加量为3%,大豆粉的添加量为0.75%,硫酸镁的添加量为0.6%;最优发酵条件为发酵温度37℃,p H 7.5,接种量为2%。
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