吳曉青,趙曉燕,周方園,范素素,張廣志,謝雪迎,周紅姿,張新建
(齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院)生態(tài)研究所/山東省應(yīng)用微生物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250103)
設(shè)施作物生產(chǎn)過(guò)程中,利用基質(zhì)進(jìn)行育苗已成為作物種苗生產(chǎn)的主要方式,育苗基質(zhì)材料質(zhì)地輕,保水、保肥、透氣性好,是種苗工廠化生產(chǎn)的基礎(chǔ)物質(zhì),優(yōu)良的基質(zhì)可充當(dāng)“植物根系營(yíng)養(yǎng)庫(kù)”,決定了栽培植物的營(yíng)養(yǎng)供給及生長(zhǎng)發(fā)育狀況[1]。前人研究表明,利用微生物可改善根際礦質(zhì)元素有效性、調(diào)節(jié)根際次生代謝物、增強(qiáng)作物抗逆性等[2];將定向篩選的具有生防促生等功能的微生物加入傳統(tǒng)基質(zhì)具有提質(zhì)增產(chǎn)效果,是作物通過(guò)與有益微生物互作進(jìn)行的主動(dòng)調(diào)節(jié)。例如在基質(zhì)中添加芽孢桿菌等微生物對(duì)辣椒、番茄等蔬菜作物具有壯苗效果[3]。外添微生物主要來(lái)源有商品化的生防菌及菌肥產(chǎn)品[4]、實(shí)驗(yàn)室篩選的高效生防促生菌株制劑[5]、廢棄物發(fā)酵菌肥等[6]。外添微生物的選擇往往僅考察功能性菌株單方面作用,忽略了植物對(duì)其定殖微生物的主動(dòng)選擇效應(yīng)。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),植物表面及內(nèi)部富集的微生物比宿主植物編碼了更多的基因,通過(guò)協(xié)作和競(jìng)爭(zhēng)形成穩(wěn)定的群落結(jié)構(gòu),對(duì)作物抗逆及生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要[7,8]。根際是植物與微生物互作的重要場(chǎng)所,植物根際微生物對(duì)于維持植物健康發(fā)揮著重要作用[9,10],其中細(xì)菌占菌群種類的大多數(shù)。目前一種完善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的新策略,即利用植物自身的有益微生物特征菌群,分離構(gòu)建植物體的微生態(tài)穩(wěn)定性,從而達(dá)到抗逆增產(chǎn)提質(zhì)的目的[9],受到廣泛關(guān)注。為了驗(yàn)證在種苗基質(zhì)培養(yǎng)中添加作物自身根際細(xì)菌的促生效應(yīng),本研究對(duì)辣椒根際高豐度細(xì)菌進(jìn)行分離鑒定,篩選具有生防及促生活性的菌株,并將其回接至基質(zhì)培養(yǎng)的同品種辣椒苗,驗(yàn)證根際細(xì)菌的促生作用,為研發(fā)功能性生物基質(zhì)奠定基礎(chǔ)。
辣椒根系樣品于2020年采自濟(jì)南市設(shè)施蔬菜溫室,辣椒品種為赤峰欣育(甜椒)。隨機(jī)采集幼苗期、初花期和結(jié)果期各6棵辣椒植株新鮮根系,收集離地面5~15 cm的根系組織,置于50 mL滅菌Falcon離心管(BD公司,美國(guó))中,用無(wú)菌水清洗至無(wú)肉眼可見的土壤顆粒。隨后將根系轉(zhuǎn)移至新的50 mL Falcon離心管,加入滅菌的1×PBS(phosphate buffered saline,pH=7)30 mL,室溫下180 r/min振蕩15 min。PBS重復(fù)清洗3次。將清洗后的根系取出并置于滅菌濾紙上吸干表面PBS,切分成約2 mm小段并混合。稱取1 g根系組織轉(zhuǎn)移至50 mL離心管(Corning,美國(guó)),無(wú)菌環(huán)境中加入10 mL(10 mmol/L)滅菌MgCl2溶液重懸,然后用無(wú)菌搗杵研磨直至均質(zhì)[11]。獲得的根系均質(zhì)液一部分用于16SrDNA測(cè)序分析菌群結(jié)構(gòu),一部分用于平板培養(yǎng)。
對(duì)辣椒不同生長(zhǎng)期根系均質(zhì)液分別進(jìn)行DNA提取,PCR擴(kuò)增純化后構(gòu)建小片段文庫(kù),在Illumina NovaSeq平臺(tái)(北京諾禾致源科技股份有限公司)進(jìn)行雙末端測(cè)序。測(cè)序原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)拼接、過(guò)濾,得到有效數(shù)據(jù)。然后基于有效數(shù)據(jù)進(jìn)行OTU(operational taxonomic units)聚類和物種分類分析。根據(jù)OTU聚類結(jié)果,對(duì)每個(gè)OTU的代表序列做物種注釋,獲得對(duì)應(yīng)的物種信息和基于物種的豐度分布情況。對(duì)每時(shí)期的6個(gè)樣本的物種豐度取并集加和,然后選取每時(shí)期在屬水平上相對(duì)豐度排名前30(Top30)的菌種生成物種相對(duì)豐度柱形累加圖,對(duì)各時(shí)期菌種種類比較分析形成韋恩圖。
將各時(shí)期根系均質(zhì)液混合均勻,用無(wú)菌水在無(wú)菌試管中梯度稀釋為10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7和10-8,從各梯度中吸取100μL均勻涂布在TSA(trypton soy agar,Solarbio,中國(guó))平板上,于30℃微生物培養(yǎng)箱內(nèi)倒置培養(yǎng)1~3 d,觀察菌落生長(zhǎng)情況。根據(jù)菌落形態(tài)特征,將差異菌落在新TSA平板上劃線獲得單菌落,重復(fù)3次,根據(jù)形態(tài)特征對(duì)細(xì)菌進(jìn)行分類。
用10μL移液槍頭蘸取單菌落于10μL有滅菌水的96孔PCR板(Axygen,美國(guó))中,反復(fù)吸打混勻,加入16.6μL Buffer 1(25 mmol/L NaOH+0.2 mmol/L EDTA-Na2,pH=12),吸打混勻,覆膜后在PCR儀(Eppendorf,德國(guó))上95℃運(yùn)行30 min。離心取上清,加入16.6μL Buffer 2(Tris-HCl,pH=7.46),吸打混勻,獲得裂解液作為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增[11]。采用細(xì)菌16S rDNA通用引物27 F(5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′)和1492 R(5′-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3′)進(jìn)行PCR擴(kuò)增。PCR反應(yīng)體系(30μL):裂解液3 μL,10×Taqbuffer(含Mg2+)3μL,dNTP(100 mmol/L)2.4μL,引物27F(10μmol/L)0.3μL,引物1492R(10μmol/L)0.3μL,TaqTMHS(Takara,日本)0.15μL,ddH2O 20.85μL。PCR擴(kuò)增程序:95℃5 min;94℃40 s,52℃30 s,72℃90 s,35個(gè)循環(huán);72℃10 min。PCR產(chǎn)物送生工生物工程(上海)股份有限公司青島測(cè)序部測(cè)序,測(cè)序結(jié)果在GenBank中比對(duì)并鑒定種屬。使用Mega X鄰接法構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹,設(shè)定Bootstrap值為500。
1.4.1 對(duì)病原菌的拮抗試驗(yàn) 測(cè)試用病原菌菌株為本實(shí)驗(yàn)室保存的9株可侵染辣椒的病原真菌,分別為藜生鏈格孢(Alternaria chenopodiicola)、多主棒孢霉(Corynespora cassiicola)、角擔(dān)菌(Ceratobasidiumsp.)、極細(xì)枝孢霉(Cladosporium tenuissimum)、灰霉菌(Botrytis cinerea)、木賊鐮孢菌(Fusarium equiseti)、變紅鐮孢 菌(F.incarna-tum)、黃色鐮孢菌(F.culmorum)和輪枝鐮孢菌(F.verticillioides)。
病原菌在PDA(索萊寶,中國(guó))平板上28℃活化3次;辣椒根際細(xì)菌在TSA平板上30℃活化3次,轉(zhuǎn)移至TSB(索萊寶,中國(guó))培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)至OD600=0.5待用。用5 mm打孔器打取病原菌菌落邊緣菌餅,接種于9 cm PDA平板中軸線距離邊緣5 mm處,在中軸線相對(duì)位置打5 mm孔并加入根際細(xì)菌菌液50μL,28℃暗培養(yǎng),對(duì)照為不接種根際細(xì)菌的病原菌單獨(dú)培養(yǎng)平板,其余條件一致。對(duì)于生長(zhǎng)速度均衡的病原菌(灰霉菌、變紅鐮孢菌和角擔(dān)菌),測(cè)量抑菌圈半徑時(shí)間為對(duì)照病原菌菌餅沿中軸線長(zhǎng)到平板邊緣時(shí),抑制率Ⅰ(%)=(1-對(duì)峙病原菌半徑/對(duì)照病原菌半徑)×100。對(duì)于生長(zhǎng)速度不均衡的病原菌(木賊鐮孢菌、黃色鐮孢菌、輪枝鐮孢菌、藜生鏈格孢、多主棒孢霉和極細(xì)枝孢霉),在接種第3天和第6天分別測(cè)量病原菌沿中軸線的半徑,并計(jì)算兩次測(cè)量半徑的差值。抑制率Ⅱ(%)=(1-對(duì)峙半徑差/對(duì)照半徑差)×100。篩選抑制率Ⅰ≥20%(且抑菌圈半徑≥1 cm)或抑制率Ⅱ≥50%的菌株,作為待測(cè)活性菌株。
1.4.2 解磷活性、鐵載體和IAA活性的檢測(cè) 解磷活性檢測(cè)培養(yǎng)基參考Nautiyal[12]。NBRIP培養(yǎng)基(L):葡萄糖10 g,Ca3(PO4)25 g,MgCl2·6H2O 5 g,MgSO4·7H2O 0.25 g,KCl 0.2 g,(NH4)2SO40.1 g,瓊脂15 g。pH值為7.5~8.0。
鐵載體活性檢測(cè)培養(yǎng)基參考Schywn等[13]。CAS培養(yǎng)基(L):CAS 60.5 mg,CTAB 72.9 mg,1 mmol/L FeCl3·6H2O 10 mL,0.1 mol/L磷酸緩沖液(NaCl 0.125 g、NH4Cl 0.25 g、NaH2PO4·2H2O0.6 g、Na2HPO4·12H2O 2.5 g、KH2PO40.08 g、H2O 1000 mL)50 mL,H2O 940 mL,瓊脂15 g。pH=6.8。
挑取根際細(xì)菌單菌落,在TSB培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)至OD600=0.5,吸取10μL菌液點(diǎn)接至NBRIP培養(yǎng)基或CAS培養(yǎng)基上,每個(gè)菌株3次重復(fù),30℃黑暗培養(yǎng)96 h,觀察培養(yǎng)基變化。具有解磷活性的菌株應(yīng)在NBRIP培養(yǎng)基上產(chǎn)生透明圈,具有鐵載體的菌株應(yīng)在CAS培養(yǎng)基上出現(xiàn)橙紅色暈圈。
IAA活性檢測(cè):將根際細(xì)菌單菌落接種于TSB培養(yǎng)液中振蕩培養(yǎng)至OD600=0.8。取50μL菌液點(diǎn)接在金氏B培養(yǎng)基(青島高科園海博生物技術(shù)有限公司)上,30℃黑暗培養(yǎng)96 h,取4 mL Salkowski顯色劑(0.5 mol/L FeCl3與35%HClO4按體積比1∶50配制)滴加到培養(yǎng)基上,25℃避光反應(yīng)60 min,觀察菌落周圍是否有粉紅色暈圈。每個(gè)菌株3次重復(fù)。
將辣椒種子用傳統(tǒng)溫湯浸種法催芽:首先將種子置于55℃水中,保持水溫?cái)噭?dòng)15 min,室溫浸泡6 h,分散置于裝有濕濾紙的平皿上,28℃黑暗條件催芽。催芽時(shí)浸泡在1×104cfu/mL的每種待測(cè)菌懸液中作為單菌處理,將所有待測(cè)菌混合成1×105cfu/mL濃度作混菌處理(MIX),無(wú)菌水浸泡作為對(duì)照處理(CK),每處理共24個(gè)種子,平均種植于3個(gè)育苗缽內(nèi)(為3個(gè)平行重復(fù))。種子露白后,種植于商品育苗基質(zhì)(湘正農(nóng)科,通用型,基質(zhì)成分為泥炭、脫鹽椰糠、蛭石和珍珠巖,有機(jī)質(zhì)22.21%,pH值為5.5~7.0,出廠前滅菌處理)。不施任何肥料,在26℃、長(zhǎng)日照條件下正常管理2周后,回接組每缽再補(bǔ)接1×106cfu/mL單株或混合菌液3 mL,對(duì)照組無(wú)菌水處理。待大部分植株展開4片真葉時(shí)進(jìn)行取樣統(tǒng)計(jì)。測(cè)量每株最大葉片的葉長(zhǎng)和葉寬;將整苗脫離育苗缽并小心洗脫根系外附著物,立即鋪平用掃描儀掃描成像,用Image J 1.51軟件測(cè)量掃描圖片中的根長(zhǎng);吸干植株表面水分后,分別稱量根系和地上部重量。
采用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。利用SPSS 21.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05);SigmaPlot 12.5制作柱狀圖;BioEdit軟件繪制系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹。
通過(guò)16S rDNA測(cè)序分析,根據(jù)物種注釋結(jié)果(取條帶數(shù)大于等于5),辣椒幼苗期根際細(xì)菌有171個(gè)屬、初花期有199個(gè)屬、結(jié)果期有156個(gè)屬。辣椒3個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期屬水平上豐度Top30的菌群結(jié)構(gòu)和豐度有差異。幼苗期豐度最高的3個(gè)屬為黃桿菌屬(Flavobacterium)、鏈霉菌屬(Streptomyces)和纖維弧菌屬(Cellvibrio);初花期為根瘤菌屬(Rhizobium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)和鏈霉菌屬;結(jié)果期為泛菌屬(Pantoea)、假單胞菌屬和食酸菌屬(Acidovorax)(圖1A)。在相對(duì)豐度Top30的屬中,3個(gè)時(shí)期均出現(xiàn)的屬有14個(gè)(圖1B),分別為黃桿菌屬、鏈霉菌屬、纖維弧菌屬、假單胞菌屬、根瘤菌屬、列契瓦尼爾氏菌屬(Lechevalieria)、Roseateles、德沃斯氏菌屬(Devosia)、食酸菌屬、Tahibacter、鞘脂菌屬(Sphingobium)、芽孢桿菌屬(Bacillus)、類芽孢桿菌屬(Paenibacillus)和氣單胞菌屬(Aeromonas),將該14個(gè)屬作為辣椒品種的特征群落。
在辣椒整個(gè)生長(zhǎng)期,利用TSA培養(yǎng)基分離獲得的辣椒根際細(xì)菌共102株,經(jīng)形態(tài)和16SrDNA測(cè)序鑒定屬于15屬102個(gè)種。與16SrDNA測(cè)序結(jié)果比對(duì)可知,分離得到的細(xì)菌中屬于高通量分析中辣椒特征群落的有7個(gè)屬共82株菌(圖1C),包括食酸菌屬(1株)、芽孢桿菌屬(45株)、黃桿菌屬(5株)、假單胞菌屬(17株)、類芽孢桿菌屬(2株)、根瘤菌屬(10株)和鏈霉菌屬(2株)。將上述分離得到的82株根際細(xì)菌進(jìn)行活性分析。其余分離得到的菌株包括布哈加瓦氏菌(Bhargavaea)、成對(duì)桿菌屬(Dyadobacter)、假芽孢桿菌(Fictibacillus)、賴氨酸芽孢桿菌(Lysinibacillus)、森林土源芽孢桿菌(Solibacillus)、微桿菌屬(Microbacterium)、申氏菌(Shinella)和寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonas)共8個(gè)屬20株細(xì)菌,其豐度均未達(dá)到各時(shí)期的Top30,本研究后續(xù)不采用。
圖1 辣椒根際細(xì)菌的16SrDNA測(cè)序分析和分離結(jié)果
對(duì)分離獲得的82株根際細(xì)菌進(jìn)行平板抑菌試驗(yàn),獲得病原菌藜生鏈格孢的拮抗菌[副地衣芽孢桿菌(B.paralicheniformis)W17等]21株;病原菌灰霉菌的拮抗菌[多粘類芽孢桿菌(P.polymyxa)W33、貝 萊 斯芽 孢桿菌(B.velezensis)W19-2等]17株;病原菌多主棒孢霉的拮抗菌[多粘類芽孢桿菌W33、枯草芽孢桿菌(B.subtilis)W3-B9等]18株;病原菌角擔(dān)菌的拮抗菌[枯草芽孢桿菌W3-B9等]10株;病原菌極細(xì)枝孢霉的拮抗菌[枯草芽孢桿菌W3-B9、解淀粉芽孢桿菌(B.amyloliquefaciens)W2-1等]25株;病原菌木賊鐮孢菌的拮抗菌(解淀粉芽孢桿菌W3-F9、多粘類芽孢桿菌W33等)27株;病原菌變紅鐮孢菌的拮抗菌(多粘類芽孢桿菌W33、枯草芽孢桿菌W3-B9等)18株;病原菌黃色鐮孢菌的拮抗菌(多粘類芽孢桿菌W33、枯草芽孢桿菌W3-B9等)24株;病原菌輪枝鐮孢菌的拮抗菌[解淀粉芽孢桿菌W2-1、普沙根瘤菌(R.pusense)W4-C11等]36株。抑菌譜較廣的拮抗菌有9株,其中多粘類芽孢桿菌W33、解淀粉芽孢桿菌W3-C2、解淀粉芽孢桿菌W2-1和貝萊斯芽孢桿菌W19-2可拮抗9種病原菌,解淀粉芽孢桿菌W2-2、枯草芽孢桿菌W3-B9、枯草芽孢桿菌W3-F8、解淀粉芽孢桿菌W3-F9、普沙根瘤菌W4-C11可拮抗8種病原菌。
對(duì)分離獲得的82株根際細(xì)菌進(jìn)行鐵載體活性、解磷能力和IAA活性檢測(cè),結(jié)果表明,能溶解Ca3(PO4)2的菌株共31株,其中阿氏芽孢桿菌(B.aryabhattai)W3,香茅醇假單胞菌(Ps.citronellolis)W31-1、W31-2,銅綠假單胞菌(Ps.aeruginosa)W34,Ps.mendocinaW35、假單胞菌W36-1、W36-5、W36-6,普沙根瘤菌W37-1、W37-2和根瘤菌W38-1產(chǎn)生的透明圈徑(透明圈半徑減去菌落半徑)>1.5 cm。具有鐵載體活性的菌株共15株,包括假單胞菌W36-1、W36-2、W36-3、W36-4、W36-5、W36-6、W36-7,阿氏芽孢桿菌W3,香茅醇假單胞菌W31-1、W31-2,銅綠假單胞菌W34,Ps.mendocinaW35,根瘤菌W38-2和鏈霉菌W42-1、W42-2。具有IAA活性的菌株共9株,包括多粘類芽孢桿菌W33,解淀粉芽孢桿菌W3-B9、W3-C2,枯草芽孢桿菌W3-B9,阿氏芽孢桿菌W3,普沙根瘤菌W37-1、W37-2和根瘤菌W38-1、W38-2。
綜合上述生防及促生活性檢測(cè)結(jié)果,以同時(shí)兼具抑菌和促生活性為標(biāo)準(zhǔn),最終選擇多粘類芽孢桿菌W33,普沙根瘤菌W37-1、W37-2,根瘤菌W38-1、W38-2,香茅醇假單胞菌W31-1、W31-2,貝萊斯芽孢桿菌W19-2,阿氏芽孢桿菌W3,Ps.mendocinaW35,假單胞菌W36-6,枯草芽孢桿菌W3-B9,解淀粉芽孢桿菌W3-C2、W3-F9、W2-1共15株細(xì)菌進(jìn)行促生作用盆栽試驗(yàn)(圖2)。
圖2 從辣椒根際篩選的15株細(xì)菌的防病促生活性特征圖
結(jié)果(圖3A、B)表明,根際細(xì)菌對(duì)辣椒地上部及根鮮重均有提高作用,其中多粘類芽孢桿菌W33對(duì)地上部和根鮮重均有顯著提高作用(P<0.05),地上部鮮重較對(duì)照提高48.52%,根鮮重提高151.61%。另外,普沙根瘤菌W37-1和W37-2、根瘤菌W38-1和W38-2、解淀粉芽孢桿菌W3-C2、阿氏芽孢桿菌W3、枯草芽孢桿菌W3-B9、香茅醇假單胞菌W31-2只顯著提高了根鮮重(P<0.05),較對(duì)照分別提 高73.19%、126.12%、93.69%、89.32%、109.29%、95.63%、76.10%和75.54%。混合菌可顯著提高地上部和根鮮重(P<0.05),較對(duì)照分別提高40.52%、125.95%。根冠比反映了根系與地上部關(guān)系,一般認(rèn)為,根冠比越高,植株生長(zhǎng)越好。由圖3C可知,根際細(xì)菌W38-2、W3-C2、W37-2和W33對(duì)根冠比有顯著改善作用(P<0.05),較對(duì)照分別提高98.05%、93.78%、86.35%和68.74%;混合菌顯著提高根冠比60.74%。
對(duì)根長(zhǎng)和葉片大?。ㄈ~長(zhǎng)×葉寬)進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果(圖3D、E)表明,除了W35和W31-1與對(duì)照無(wú)顯著差異,其余根際細(xì)菌都顯著增加了根長(zhǎng)(P<0.05),增幅為22.85%~43.95%?;旌暇部娠@著促進(jìn)根長(zhǎng)(P<0.05),增幅為35.79%。與對(duì)照相比,根際細(xì)菌W36-6和混合菌對(duì)葉片大小增加作用明顯,而W3-C2、W3-B9、W31-1和W35等菌株抑制葉片生長(zhǎng),但所有菌株的作用均不顯著(P<0.05)。
綜上,15株根際細(xì)菌對(duì)辣椒生長(zhǎng)均有不同程度的促進(jìn)作用,其中多粘類芽孢桿菌W33的增重效果最顯著,還可顯著促進(jìn)根的生長(zhǎng),對(duì)根冠比也有顯著的調(diào)節(jié)作用。而菌株混合接種不僅具有顯著的增重、調(diào)節(jié)根冠比、促根生長(zhǎng)的效果,還在一定程度上增加了葉面積(圖3F),在各促生指標(biāo)上都表現(xiàn)突出。
圖3 15株辣椒根際細(xì)菌及混合菌回接辣椒對(duì)其生長(zhǎng)的影響
本研究分析了辣椒幼苗期、初花期和結(jié)果期的根際細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),3個(gè)生長(zhǎng)期的相對(duì)豐度均在Top30的屬有14個(gè),分別為黃桿菌屬、鏈霉菌屬、纖維弧菌屬、假單胞菌屬、根瘤菌屬、列契瓦尼爾氏菌屬、Roseateles、德沃斯氏菌屬、食酸菌屬、Tahibacter、鞘脂菌屬、芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬和氣單胞菌屬。其中7個(gè)屬可通過(guò)TSA培養(yǎng)獲得,包括食酸菌屬、芽孢桿菌屬、黃桿菌屬、假單胞菌屬、類芽孢桿菌屬、根瘤菌屬和鏈霉菌屬。除了食酸菌屬通常為植物病原菌以外[14],其它多為具有植物促生潛力的菌屬。例如,芽孢桿菌屬中的解淀粉芽孢桿菌[15]等、黃桿菌屬中的黃桿菌[16]、假單胞菌屬中的Ps.plecoglossicida[17]等、根瘤菌屬中的普沙根瘤菌[18]等和鏈霉菌屬中的變異鏈霉菌(S.variabilis)[19]等均被報(bào)道為植物根際促生菌(PGPR)。
對(duì)分離的屬于辣椒特征群落7個(gè)屬的82株細(xì)菌進(jìn)行抑菌及促生試驗(yàn)。抑菌性測(cè)定選用可侵染辣椒的9種真菌病原菌,其中藜生鏈格孢可引起辣椒黑斑?。?0],多主棒孢霉引起辣椒棒孢葉斑病[21],角擔(dān)菌引起絲核菌病害[22],極細(xì)枝孢霉引起枝孢菌病害[23],灰霉菌引起灰霉病[24],木賊鐮孢菌、變紅鐮孢菌、黃色鐮孢菌和輪枝鐮孢菌引起辣椒腐爛病。辣椒根際細(xì)菌中,多粘類芽孢桿菌W33、解淀粉芽孢桿菌W3-C2、解淀粉芽孢桿菌W2-1和貝萊斯芽孢桿菌W19-2對(duì)上述9種病原菌均有抑制作用。其中多粘類芽孢桿菌對(duì)多主棒孢霉、角擔(dān)菌、極細(xì)枝孢霉和木賊鐮孢的抑菌性,解淀粉芽孢桿菌對(duì)多主棒孢霉、角擔(dān)菌、極細(xì)枝孢霉、木賊鐮孢菌、變紅鐮孢菌和黃色鐮孢菌的抑菌性和貝萊斯芽孢桿菌對(duì)多主棒孢霉、角擔(dān)菌、極細(xì)枝孢霉、木賊鐮孢菌和變紅鐮孢菌的抑菌性鮮有報(bào)道。對(duì)82株細(xì)菌的解磷、鐵載體和IAA活性的測(cè)定結(jié)果表明,同時(shí)具有3種促生活性的菌株為阿氏芽孢桿菌W3,另外解淀粉芽孢桿菌W3-C2和W3-F9、普沙根瘤菌W37-1和W37-2、根瘤菌W38-1同時(shí)具有解磷和IAA活性;Ps.mendocinaW35、香茅醇假單胞菌W31-1和W31-2、假單胞菌W36-6同時(shí)具有鐵載體和解磷活性;根瘤菌W38-2同時(shí)具有鐵載體和IAA活性。
基質(zhì)盆栽試驗(yàn)中,除了假單胞菌屬的菌株P(guān)s.mendocinaW35和香茅醇假單胞菌W31-1對(duì)辣椒根長(zhǎng)影響不顯著,其它菌株均有顯著的促進(jìn)作用。大部分根際細(xì)菌對(duì)地上部分的促生效果不顯著,僅多粘類芽孢桿菌W33顯著增加了地上部鮮重;所有菌株對(duì)葉片大小的影響未達(dá)顯著水平;根瘤菌屬、芽孢桿菌屬、類芽孢桿菌屬都有菌株顯著增加根冠比,而假單胞菌屬的菌株對(duì)根冠比無(wú)顯著影響。本研究中對(duì)辣椒具有較好促生作用的菌株有多粘類芽孢桿菌W33和解淀粉芽孢桿菌W3-C2等。張楊等[25]從‘蘇椒5號(hào)’中篩選的高產(chǎn)IAA和ACC脫氨酶的枯草芽孢桿菌NJAU-G10可顯著促進(jìn)基質(zhì)栽培辣椒的生長(zhǎng)。推測(cè)在促生作用上,具有IAA活性是重要的指標(biāo)。另外,混合菌接種的促生效果整體優(yōu)于單菌接種,但在實(shí)際應(yīng)用中多菌株發(fā)酵的難度顯然高于單菌株發(fā)酵,下一步需進(jìn)行發(fā)酵條件的優(yōu)化。本研究驗(yàn)證了辣椒根際細(xì)菌對(duì)基質(zhì)栽培辣椒的促生作用,為研發(fā)功能性生物基質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。