我国是世界上生姜种植面积最大且生产总量最多的国家,其中北方则主要以山东省种植面积最大。但是随着种植的推广许多问题也就逐渐凸显,主要是防治过程中的过量施肥或者其他不当防治所带来的环境污染和土质下降等问题日益显著,所以需要找一种新的低污染的科学方法来取代传统方法。微生物菌剂在提高农产品产量的同时防止环境污染,改善环境和土壤质量,实现农业生产的可持续发展。开发生姜专用微生物菌剂有利于生姜的绿色高效生产。本研究主要围绕对四株不同的生姜根际促生菌的菌株鉴定和功能筛选开展工作,研究了不同菌剂处理对生姜的促生效果,探讨了菌剂对生姜根际微生物群落结构的影响。经过形态观察,生理生化特征分析以及16S rDNA序列分析,鉴定四株菌分别为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)LCDD6、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)TA-201、苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)TA-202和蕈状芽孢杆菌(B.mycoides)TA-203。对四株菌株的解蛋白、产铁载体等功能进行检测,其中LCDD6、TA-201、TA-202、TA-203有产IAA、解蛋白、产铁载体和解磷能力。用抗生素的特异引物通过PCR扩增检测四株菌是否含有依枯草菌素A(Iturin A)、杆菌霉素D(Bacillomycin D)、丰原素(Fengycin)、表面活性肽(Surfactin)、藤黄绿脓菌素(Pyoluteorin)基因,其中LCDD6检测到4种抗生素合成基因,TA-201、TA-202和TA-203都检测到2种抗生素合成基因。通过盆栽试验验证四株菌对生姜的促生效果,结果表明施加单一菌剂TA-201、TA-202、TA-203、LCDD6和复合菌剂(LCDD6、TA-201、TA-202和TA-203的菌液体积比为1:1:1:1)能够使生姜的株高增幅14.32%-49.60%、茎粗增幅11.63%-34.05%,同时使得生姜地上部分鲜重增幅82.22%-150.92%和地上部分干重增重83.58%-188.06%,综合农艺性状和生物量,单一菌剂中LCDD6对生姜的促生效果最好,而复合菌剂对生姜的促生效果比单一菌剂好。研究菌剂对盆栽中生姜土壤细菌群落结构的影响发现,施加微生物菌剂的5个处理组中除了Treat2处理组之外,Shannon、Simpson和Chao1指数均高于对照组,即表明施加微生物菌剂在一定程度上可以增加细菌群落结构的丰富度和多样性。为了验证复合菌剂对生姜产量的影响进行大田试验,在大田试验中发现施加菌肥的处理组JF的生姜产量最高,与对照组CK相比每亩生姜产量增加了517.87kg,增加量占CK的16.92%;施加菌肥和菌剂的处理组YF较施加复合肥的对照组CK相比每亩生姜产量增加了266.67kg,增加量占CK的8.69%;施加菌剂的处理组JY较施加复合肥的对照组CK相比每亩生姜产量减少了33.33kg,降低量占CK的1.11%。高通量测序结果表明,大田中生姜根际土壤细菌群落优势门为变形菌门、放线菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门和厚壁菌门。大田中生姜根际土壤真菌群落优势门为子囊菌门、担子菌门和鞭毛菌亚门。PCoA和层次聚类分析表明,不同的处理组中,细菌和真菌的群落结构分离,即表明施加不同肥料可以明显地改变生姜根际微生物群落结构。将对生姜促生效果最好的B.licheniformis LCDD6进行基因组测序分析,发现与产生长素、解磷、产铁载体相关的促生基因和地衣素、杆菌素等抗生素基因,这将为更好的研究和应用地衣芽孢杆菌LCDD6提供非常重要的价值。以豆芽汁为基础培养基,进行碳源、氮源、无机盐、pH值的递进优化(将优化好的营养物质加入到下一次营养物质优化的培养基中)时,B.licheniformis LCDD6以葡萄糖为碳源时LCDD6菌体浓度可达1.035×10~9cfu/mL,以豆粕为氮源时LCDD6菌体浓度可达2.665×10~9cfu/mL,以磷酸氢二钾为无机盐时LCDD6菌体浓度可达3.61×10~9cfu/mL,培养基pH值为8.0时LCDD6菌体浓度可达4.00×10~9cfu/mL。本研究为利用微生物菌剂提高生姜产量提供了理论依据,为生姜专用微生物制剂的菌种资源研发奠定了基础。