含pgpr菌株lz8生物育苗基质的研制与促生效应研究
摘要：根际促生细菌（PGPR）与普通育苗基质联合开发生物育苗基质产品，预计能够有效促进PGPR菌株的根际定殖，从而增强PGPR菌株促生性能的发挥。本研究以辣椒和番茄两种经济作物为供试试材，采用拌土的方式向基质中添加PGPR菌株LZ-8发酵液形成生物育苗基质，研究了该生物基质对这两种作物苗期的促生效果及种苗移栽后大田产量的增加情况。结果表明：含PGPR菌株的生物育苗基质对辣椒和番茄苗期均具有显著的促生效果，其中第一季生物基质所育的辣椒和番茄种苗茎粗、叶面积、株高、鲜重和干重分别比CK所育种苗高出15.9%、33.6%、22%、20.45%、31.25%和29.4%、62%、26.8%、72.7%、83.3%；第二季辣椒和番茄种苗的株高、茎粗、鲜重和干重则分别比CK高出21.30%、20.96%、65.97%、87.5%和15.21%、11.11%、9.48%、13.25%。生物基质所育种苗移栽至大田后显著增加了辣椒和番茄的产量，分别比CK增产22%和11%。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料2
1.1.1 供试作物品种2
1.1.2 供试普通育苗基质2
1.1.3 供试PGPR菌株2
1.2 方法3
1.2.1 根际及内生菌的初步筛选3
1.2.2 生物育苗基质的制备3
1.2.3 含功能菌生物基质苗盘育苗效果研究3
1.2.4 含功能菌生物基质苗盘根际定殖效果研究3
1.2.5 田间试验3
1.2.6 数据分析4
2 结果与分析4
2.1 含功能菌生物基质对辣椒和番茄苗盘期生长的影响4
2.2 含功能菌生物基质苗盘根际定殖效果研究5
2.3 生物基质所育种苗的田间促生效果5
2.3.1 生物基质所育辣椒苗的田间促生效果5
2.3.2 生物基质所育番茄苗的田间促生效果5
3 讨论6
致谢7
参考文献7
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
> 附录A 论文发表9
附录B 专利申报情况9
附件10
含PGPR菌株LZ8生物育苗基质的研制与促生效应研究
引言
引言：植物根际促生有益菌（PGPR）是一类能够在植物根际有效定殖的功能微生物，该类微生物同时具有抑制根际病原微生物增殖和促进植物生长的双重作用[1]。PGPR菌株不仅可以合成促生物质供植物利用，还会产生嗜铁素等间接促进植物生长[24]。随着高产、优质、高效农业的发展以及人们对绿色农业、绿色食品的需求，促使人们认识到土壤改良和科学施肥的重要性，这些都促进了土壤肥料新技术的研究和开发。作为一类对土壤有重要作用的有益微生物，越来越受到土壤、植物营养、土壤生态等领域专家的重视，也是现今生态农业的一个热点，已有多种PGPR菌株被用于农业、林业生产、环境修复中[5]。
PGPR菌株发挥作用的最关键在于菌株在植物根系的有效定殖。PGPR 菌株在根际定殖的能力除受到PGPR 菌株本身生理遗传特性的影响外，植物根系分泌物的种类含量以及土壤本身的环境也是影响其定殖效果的因素[6]。有研究表明，一些PGPR 菌株需要靠鞭毛的作用才能在植物根表面有效定殖[7]，王淼等的研究表明，目的菌株趋化作用信号转导蛋白表达基因的敲除，使其丧失了对小麦根系分泌物的趋化作用，结果促使在小麦根系定殖的菌株数量显著减少[8]。林敏等的研究发现，根系分泌的糖类以及氨基酸类物质可能为粪产碱菌提供碳氮源，从而支持其在水稻根际有效定殖[9]。土壤的质地结构、温度、含水量、pH 等对目的微生物的定殖都有一定影响[1012]，Van Elsas 等的田间实验表明，在保持相同的试验气候条件下，经遗传改造的荧光假单胞菌在劣质的沙土中的菌株数量比在质地较好的粘土中低了很多[13]；Gutterson 等研究表明，荧光假单胞菌Hv37 在特定土壤温度下能在棉花根际有效定殖，但在不适温度下，根际种群数量显著降低[14]。因此，如何有效促进PGPR 菌株在植株根际的定殖，成为了当前研究的热点。
随着设施农业的发展，工厂化育苗越来越受到重视，所育种苗便于远距离机械化运输，而且定殖过程中对植株根系基本无伤害，这些优势使工厂化育苗市场日渐扩大，加快了固体育苗基质的研究与发展[15]。育苗基质是种苗生存场所，有对作物起支撑作用和提供营养的基本功能[16]。目前有不同材料配比研制的适合育苗的基质，以草炭与蘑菇渣配比[17]、蛭石、珍珠岩、蘑渣复配[18]或者不同的固体废弃物研制[1920]等。基质的优劣直接影响到作物后期的生长、产量以及品质，然而我国目前基质质量明显低于进口基质，因此提高国内育苗基质的整体水平变得尤为重要。
育苗过程中，植物能够通过根系分泌出能被土壤微生物识别的信号分子来启动微生物与植物根系的对话，诱导微生物产生一些信号来启动微生物在根部的定殖[21]。自然条件下，特定作物的根系分泌物被某些有益微生物所爱好，尤其是PGPR类菌株。该类菌株发挥作用的关键在于菌株能够快速识别根际信号分子，从而高效的在根际定殖。我们推测，如果能够将特定的根际促生功能微生物在育苗时保活添加到基质中，研制成活性生物育苗基质，预计能够育出根际带有大量活性功能微生物的优质种苗，从而最大限度发挥该类微生物的促生作用。
本研究以辣椒和番茄为供试作物，通过研究具促生能力的根际促生细菌所研制出的生物育苗基质的苗盘期育苗效果，以及种苗移植后的田间生长量和产量，以期为利用根际有益细菌研发育苗生物基质提供技术和理论支撑，为PGPR 菌株提供新的应用模式。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 供试作物品种
供试辣椒品种为红巨椒，由安徽省宿州市金泰种苗研究所提供；番茄品种为红粉佳人，由寿光南澳绿亨农业有限公司提供。
1．1．2 供试普通育苗基质
普通蔬菜育苗基质由淮安柴米河农业科技发展公司（江苏淮安）提供，其基本性质：总氮含量13.4 g/kg，有机质含量227.8 g/kg，水分≤500 g/kg，pH 6.96，EC 1.94 ms/cm。
1．1．3 供试PGPR菌株
短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）LZ8，为本实验室分离保存的具有防控辣椒疫病和促进辣椒生长的根际促生菌[22]。该菌株为从疫病发病严重田块的健康辣椒植株根际分离获得，除促进作物生长外，对辣椒枯萎病菌、黄瓜枯萎病菌、黄瓜立枯病菌、棉花黄萎病菌、番茄青枯病菌和烟草黑胫病菌具有显著的抑制作用。在本实验室梅新兰等人先前的研究中，已经肯定了菌株的促生作用和防控辣椒抑病病害的作用[22]。
1．2 方法
1．2．1 培养基的配置
固体LB培养基：蛋白胨 10.0 g，酵母粉 5.0 g，NaCl 10.0 g，琼脂2.5%，去离子水1000 mL，pH 7.27.4，121 ℃高压灭菌20 min。
LB固体平板的制备：固体LB 培养基微波炉融化后，在超净台内均匀倒入无菌平板中，避免产生气泡，每330 ml 固体培养基倒25 块平板为宜。
PDA 液体培养基：马铃薯切成小块后，取 200 g 煮沸腾后滤取取滤液，每1000 ml 培养基中添加葡萄糖20.0 g，定容至 1000 ml后，pH 自然，115 ℃ 下灭菌 30 min。
1．2．2 生物育苗基质的制备
将菌株LZ8 接种至PDA 液体培养基中，在30 ℃、170rpm 条件下，培养36 h，获得功能菌数量大于109 CFU/ml 的发酵液。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 材料2
1.1.1 供试作物品种2
1.1.2 供试普通育苗基质2
1.1.3 供试PGPR菌株2
1.2 方法3
1.2.1 根际及内生菌的初步筛选3
1.2.2 生物育苗基质的制备3
1.2.3 含功能菌生物基质苗盘育苗效果研究3
1.2.4 含功能菌生物基质苗盘根际定殖效果研究3
1.2.5 田间试验3
1.2.6 数据分析4
2 结果与分析4
2.1 含功能菌生物基质对辣椒和番茄苗盘期生长的影响4
2.2 含功能菌生物基质苗盘根际定殖效果研究5
2.3 生物基质所育种苗的田间促生效果5
2.3.1 生物基质所育辣椒苗的田间促生效果5
2.3.2 生物基质所育番茄苗的田间促生效果5
3 讨论6
致谢7
参考文献7
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
> 附录A 论文发表9
附录B 专利申报情况9
附件10
含PGPR菌株LZ8生物育苗基质的研制与促生效应研究
引言
引言：植物根际促生有益菌（PGPR）是一类能够在植物根际有效定殖的功能微生物，该类微生物同时具有抑制根际病原微生物增殖和促进植物生长的双重作用[1]。PGPR菌株不仅可以合成促生物质供植物利用，还会产生嗜铁素等间接促进植物生长[24]。随着高产、优质、高效农业的发展以及人们对绿色农业、绿色食品的需求，促使人们认识到土壤改良和科学施肥的重要性，这些都促进了土壤肥料新技术的研究和开发。作为一类对土壤有重要作用的有益微生物，越来越受到土壤、植物营养、土壤生态等领域专家的重视，也是现今生态农业的一个热点，已有多种PGPR菌株被用于农业、林业生产、环境修复中[5]。
PGPR菌株发挥作用的最关键在于菌株在植物根系的有效定殖。PGPR 菌株在根际定殖的能力除受到PGPR 菌株本身生理遗传特性的影响外，植物根系分泌物的种类含量以及土壤本身的环境也是影响其定殖效果的因素[6]。有研究表明，一些PGPR 菌株需要靠鞭毛的作用才能在植物根表面有效定殖[7]，王淼等的研究表明，目的菌株趋化作用信号转导蛋白表达基因的敲除，使其丧失了对小麦根系分泌物的趋化作用，结果促使在小麦根系定殖的菌株数量显著减少[8]。林敏等的研究发现，根系分泌的糖类以及氨基酸类物质可能为粪产碱菌提供碳氮源，从而支持其在水稻根际有效定殖[9]。土壤的质地结构、温度、含水量、pH 等对目的微生物的定殖都有一定影响[1012]，Van Elsas 等的田间实验表明，在保持相同的试验气候条件下，经遗传改造的荧光假单胞菌在劣质的沙土中的菌株数量比在质地较好的粘土中低了很多[13]；Gutterson 等研究表明，荧光假单胞菌Hv37 在特定土壤温度下能在棉花根际有效定殖，但在不适温度下，根际种群数量显著降低[14]。因此，如何有效促进PGPR 菌株在植株根际的定殖，成为了当前研究的热点。
随着设施农业的发展，工厂化育苗越来越受到重视，所育种苗便于远距离机械化运输，而且定殖过程中对植株根系基本无伤害，这些优势使工厂化育苗市场日渐扩大，加快了固体育苗基质的研究与发展[15]。育苗基质是种苗生存场所，有对作物起支撑作用和提供营养的基本功能[16]。目前有不同材料配比研制的适合育苗的基质，以草炭与蘑菇渣配比[17]、蛭石、珍珠岩、蘑渣复配[18]或者不同的固体废弃物研制[1920]等。基质的优劣直接影响到作物后期的生长、产量以及品质，然而我国目前基质质量明显低于进口基质，因此提高国内育苗基质的整体水平变得尤为重要。
育苗过程中，植物能够通过根系分泌出能被土壤微生物识别的信号分子来启动微生物与植物根系的对话，诱导微生物产生一些信号来启动微生物在根部的定殖[21]。自然条件下，特定作物的根系分泌物被某些有益微生物所爱好，尤其是PGPR类菌株。该类菌株发挥作用的关键在于菌株能够快速识别根际信号分子，从而高效的在根际定殖。我们推测，如果能够将特定的根际促生功能微生物在育苗时保活添加到基质中，研制成活性生物育苗基质，预计能够育出根际带有大量活性功能微生物的优质种苗，从而最大限度发挥该类微生物的促生作用。
本研究以辣椒和番茄为供试作物，通过研究具促生能力的根际促生细菌所研制出的生物育苗基质的苗盘期育苗效果，以及种苗移植后的田间生长量和产量，以期为利用根际有益细菌研发育苗生物基质提供技术和理论支撑，为PGPR 菌株提供新的应用模式。
1 材料与方法
1．1 材料
1．1．1 供试作物品种
供试辣椒品种为红巨椒，由安徽省宿州市金泰种苗研究所提供；番茄品种为红粉佳人，由寿光南澳绿亨农业有限公司提供。
1．1．2 供试普通育苗基质
普通蔬菜育苗基质由淮安柴米河农业科技发展公司（江苏淮安）提供，其基本性质：总氮含量13.4 g/kg，有机质含量227.8 g/kg，水分≤500 g/kg，pH 6.96，EC 1.94 ms/cm。
1．1．3 供试PGPR菌株
短小芽孢杆菌（Bacillus pumilus）LZ8，为本实验室分离保存的具有防控辣椒疫病和促进辣椒生长的根际促生菌[22]。该菌株为从疫病发病严重田块的健康辣椒植株根际分离获得，除促进作物生长外，对辣椒枯萎病菌、黄瓜枯萎病菌、黄瓜立枯病菌、棉花黄萎病菌、番茄青枯病菌和烟草黑胫病菌具有显著的抑制作用。在本实验室梅新兰等人先前的研究中，已经肯定了菌株的促生作用和防控辣椒抑病病害的作用[22]。
1．2 方法
1．2．1 培养基的配置
固体LB培养基：蛋白胨 10.0 g，酵母粉 5.0 g，NaCl 10.0 g，琼脂2.5%，去离子水1000 mL，pH 7.27.4，121 ℃高压灭菌20 min。
LB固体平板的制备：固体LB 培养基微波炉融化后，在超净台内均匀倒入无菌平板中，避免产生气泡，每330 ml 固体培养基倒25 块平板为宜。
PDA 液体培养基：马铃薯切成小块后，取 200 g 煮沸腾后滤取取滤液，每1000 ml 培养基中添加葡萄糖20.0 g，定容至 1000 ml后，pH 自然，115 ℃ 下灭菌 30 min。
1．2．2 生物育苗基质的制备
将菌株LZ8 接种至PDA 液体培养基中，在30 ℃、170rpm 条件下，培养36 h，获得功能菌数量大于109 CFU/ml 的发酵液。
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