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微生物、矿物、植物之间共同作用影响岩石、矿物的分解和土壤的形成。但是,有关矿物元素循环过程中矿物-微生物-植物相互作用研究少见报道,因此,利用微生物提高矿物营养元素生物有效性,改善土壤肥力,促进农作物生长发育,提高农作物产量对于可持续农业的发展具有深远的意义。本研究首先对南京废弃钾矿区的优势植物野塘蒿、千金子及栽培植物甘薯根内与根际土壤的可培养细菌进行分离,共筛选到60株具不同菌落形态的可培养细菌。从生物学特性、代谢及遗传等方面研究其多样性。供试菌株以革兰氏阴性菌为主,在LB、蔗糖无机盐、硅酸盐三种培养基上都表现出不同的菌落形态和生长状况,在pH6-8和盐浓度1%条件下生长良好。98.3%的供试菌株能不同程度地产生吲哚乙酸(IAA),11.8%的菌株产生IAA的含量大于20 mg·L-1,20.3%的菌株产生IAA的含量在10-20 mg·L-1；66.1%的菌株产生IAA的含量少于10 mg·L-1。58.3%的供试菌株能够产生铁载体类物质,其中,内生细菌与根际细菌具有产生铁载体的能力好于非根际细菌。菌株7G1、7G2、8G4、11F4和12G3溶出钾长石中硅元素的能力明显,比灭活菌对照处理增加了30.8%-732.4%,8株菌株的释硅效果中等,25株供试菌株的释硅能力较弱,另外有22株菌没有释硅能力。3I2、12F3、12F4等6株细菌释钾能力明显,比对照明显增加了50.2%-133.4％,24株菌的释钾能力中等,14株释钾能力较弱,16株菌不具有释钾能力。经过ARDRA分析,在60%相似水平上可分为18个OTU,19株代表菌株分别属于3个门,10个科,11个属,根瘤菌属(Rhizobium),假单胞菌属(Pseudomonas),泛菌属(Pantoea),节杆菌属(Arthrobacter),微杆菌属(Microbacterium),芽孢杆菌属(Bacillus),类芽孢杆菌属(Paenibacillus),不动杆菌属(Acinetobacter),鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)以及库克菌属(Kocuria)和Mitsuaria.多数菌株属于变形菌门(a-proteobacteria,4株,21.1%；β-proteobacteria,2株,10.5%；y-proteobacteria,6株,31.6%)。假单胞菌属(Pseudomonas)、泛菌属(Pantoea)和根瘤菌属(Rhizobium)为优势种群。因此,我们认为该废弃钾矿区优势植物根围具有丰富的微生物种群多样性。选择具有产生IAA、铁载体的菌株进行平皿发芽试验,8株细菌对油菜幼苗具有促生作用。结合对钾长石的分解能力,本文选择泛菌属Pantoea agglomerans 3I2(EU721614)、根瘤菌属Rhizobium sp.7G1(FJ561056)、Rhizobium sp.7G2(EU709752)进行无菌砂培试验,结果表明,菌株7G2提高了禾本科作物水稻、小麦的生物量和硅、钾的含量；菌株3I2和7G1的作用效果不稳定。模拟田间条件试验中,检测了GFP标记菌株3I2-gfp、7G1-gfp和利福平标记菌株7G2-Rif50在小麦根际的定殖状况,结果表明,60天时菌株7G2-Rif50能够在小麦根际良好定殖,并且提高了小麦的生物量和硅、钾元素含量；菌株3I2-gfp能够在根际定殖,但是数量较少,因此对于小麦的促生作用不明显；而菌株7G1-gfp未被检测到,接菌处理小麦的生物量和元素含量没有提高。