3株烟草内生细菌促进作物生长作用的研究

江西农业学报2014，26(11)：586o Acta Agricuhurae Jiangxi 3株烟草内生细菌促进作物生长作用的研究 杨珍福 ，吴毅歆 ，聂兴成。，周普雄。，宋青朋 ，尚海丽。，何月秋 (1云南农业大学农业生物多样性应用技术国家工程研究中心，云南昆明650201； 2云南农业大学农学与生物技术学院，云南昆明650201； 3云南省微生物发酵工程研究中心有限公司，云南昆明650217) 摘要：通过漂浮育苗试验以及大田试验，研究了烟草内生细菌YN201408、YN201442和YN201448的促生长作用。结 果表明：3个菌株的茵悬液均可促进烟草、番茄、白菜、玉米和油菜的生长，其中YN201448对烟草和番茄的促生长效果最 好。YN201408促进白菜生长的作用较大，而YN201442对玉米和油菜的促生长作用最好。 关键词：烟草；内生细菌；促进生长作用；漂浮育苗；作物 中图分类号：$482891文献标志码：A文章编号：10018581(2014)11005803 Research on Growth-promoting Effect of 3 Tobacco-endophytic Bacterial Strains on Crops YANG Zhenfu ，WU Yixin ，NIE Xingcheng ，ZHOU Puxiong3， SONG Qingpeng ，SHANG Haili。，HE Yueqiu (1National Engineering Research Center for Applied Techniques of Agricultural Biodiversity，Yunnan Agricultural Universi ty，Kunming 650201，China；2Faculty of Agronomy and Biotechnology，Yunnan Ag cultural University，Kunming 650201，Chi na；3Limited Company of Yunnan Microbial Fermentation Engineering Research Center，Kunming 650217，China) Abstract：By float breeding test and field experiment，the growthpromoting effects of 3 tobaccoendophytic bacterial strains (YN201408，YN201442 and YN201448)of Bacillus amyloliquefaciens on various crops were studiedThe results indicated that： the bacterial suspensions of 3 strains all could promote the growth of tobacco，tomato，Chinese cabbage，maize and oilseed rape；a mong the above 3 strains，YN201448 had the greatest growthpromoting effect on tobacco and tomato，YN201408 had greater growthpromoting effect on Chinese cabbage，while YN201442 had the best growthpromoting effect on maize and oilseed rape Key words：Tobacco；Endophytic bacteria；Growthpromoting effect；Float breeding；Crop 在农业生产中，作物产量的提高往往依赖大量农 药和化肥的使用，但长期使用农药和化肥易造成残留 污染、诱发有害生物抗药性和伤害非靶标生物等不利 影响。近年来，随着人们生活水平的提高和国内外市 场对优质农产品需求的不断增加，环境和食品安全问 题越来越受到关注 。有关研究表明，健康植物体 内含有大量的内生菌，它们不但可以产生促生物质，直 接促进植物生长，还可以通过与病原菌竞争空间或产 生拮抗物质而间接起促生作用 。J。这些内生菌与寄 主植物在长期共同进化过程中形成了密切的相互关 系，且其生存环境稳定，有望代替或部分代替化肥和农 药，在减少化学药剂造成的环境污染、提高农田生态系 统的生物多样性、保持生态平衡 中起重要作用。 优良高效促生菌种的筛选是促生菌应用的关 键 。目前已有许多关于植物内生细菌促生作用的报 道” ” 。但关于内生细菌的促生长作用，目前绝大多 数研究只关注它们对其自然寄主的作用，而对自然寄 主之外其他植物的促生长作用的研究较少。为了更好 地开发应用具有防治烟草黑胫病作用的烟草内生菌株 YN201408、YN201442和YN201448，我们研究了它们对 几种作物的促生长作用。 1材料与方法 11供试作物品种与菌株 111供试作物烟草(云烟97)、油菜(KTI104)、玉 米(广玉88)为本实验室自留种；番茄(星光杂交番茄) 和白菜(春喜高抗王AC一4)种子购于市场。 112供试菌株烟草内生解淀粉芽孢杆菌菌株 YN201408、YN201442和YN201448由本实验室分离保 存。解淀粉芽孢杆菌植生亚种(Bacillus amyloliquefa ciens subspplantanrum)B9601一Y2(下称Y2)，为本实 验室保存的专利菌株(ZL2003101041956)，其对多种 植物具有促生长作用，在本研究中作为阳性对照菌株。 收稿日期：20140602 基金项目：科技部国际科技合作项目(2009DFA32360)；云南省昆明市科技局项目(09H130301)。 作者简介：杨珍福(1988一)，女，云南剑川人，硕士研究生，从事农业生物多样性应用技术研究。 通讯作者：何月秋。 11期 杨珍福等：3株烟草内生细菌促进作物生长作用的研究 59 113供试培养基LB培养基：蛋白胨10 L，酵母 提取物5 gL，NaC1 10 gL，琼脂18 gL；pH 72。 12试验方法 121 对烟草生长的影响 将烟草种子浸入 YN201408、YN201442和YN201448菌液中12 h后，捞 出置于铺有湿润灭菌滤纸的培养皿中，在28下催 芽；出芽后播种到装有漂浮育苗基质的育苗盘中，放入 育苗池培养。烟草出苗后用浓度为10 efumL的菌液 喷雾1次。每处理50株，3次重复，用Y2菌液、清水和 LB液体培养基作对照。待烟株长到56片真叶时， 每处理随机取l5株，测定株高、最大叶长、最大叶宽及 单株地上部鲜重。本实验所用漂浮育苗基质为昆明阿 拉珍珠岩保湿材料有限公司生产的植物漂浮育苗精准 基质。 122对白菜和番茄的促生长作用 将植物漂浮育 苗基质分别与YN201408、YN201442和YN201448菌液 均匀混合，装入漂浮育苗盘中，然后将白菜或番茄的种 子播种于漂浮育苗盘中，放置于装有自来水的育苗池 中。每处理50株，3次重复，用Y2菌液、清水和LB液 体培养基作对照。培养35 d后每处理随机取15株，测 量白菜和番茄的株高和鲜重等性状。 123对玉米和油菜的促生长作用 试验在云南省 微生物发酵工程研究中心大棚中进行，大田土壤为未 种植过作物的贫瘠红壤土。先用70的乙醇对玉米和 油菜种子进行表面消毒，用清水洗净后，以培养好的 10。cfumL菌液浸泡种子12 h，然后播种。出苗后用烟 草内生细菌菌株发酵稀释液浇灌，每处理3次重复，设 清水和LB液体培养基为对照。培养35 d后从各小区 的每处理中随机取10株幼苗，测量株高、鲜重、干 重等。 13数据统计对所有试验数据采用DPS进行统计， 并用LSD法进行多重比较分析。 2结果与分析 21对烟草幼苗生长的影响从表1可以看出：烟草 种子经YN201448菌液处理后，烟苗的生长性状得到了 明显的改善，其平均株高为1531 em，最大叶长为 1108 em，最大叶宽为422 cm，单株地上部鲜重为 388 g，均显著高于清水对照(CK)和LB培养液对照 的；与CK和LB相比，经YN201448处理后，烟苗株高 分别增加了2931和3164，最大叶长分别增长了 1967和3068，最大叶宽分别增长了1279和 1589，单株地上部鲜重分别增长了6724和 416l；经YN201408或YN201442菌液处理的烟苗， 其各生长性状虽然均优于CK烟苗的，但两者差异均没 有达到显著水平。上述结果表明YN201448对烟草幼 苗生长有很好的促进作用，YN201408和YN201442有 一定的促进作用。 表1烟草内生菌促进烟苗生长的效果 注：表中同列数据后附不同字母表示在o05水平下差异显著。下同。 22对白菜和番茄生长的影响 由表2可知：播种于 或YN201442处理的白菜的15株总鲜重均显著高于 含Y2、YN201408、YN201442或YN201448菌液的漂浮 cK的，经YN201448处理的番茄的15株总鲜重显著高 育苗基质中的白菜、番茄的长势均明显优于CK和LB 于cK的；在各处理中，以Y2促进白菜和番茄生长的 对照的；其中经YN201408、YN201442或YN201448处 作用最大，YN201408促进白菜生长的作用较大， 理的白菜、番茄的株高均显著高于cK的，经YN201408 YN201448促进番茄生长的作用较大。 表2烟草内生菌促进白菜和番茄生长的效果 23对玉米生长的影响 由表3可见：经YN201408、 YN201442或YN201448菌液处理的玉米在大田的株高、 鲜重和干重均显著高于CK的，其中其平均株高分别比 CK高出2153、2434或1475，10株苗地上部总 江西农业学报 26卷 鲜重分别高出6693、8148或5130，10株苗地下 部总鲜重分别高出4587、6293或7120，10株苗 地上部总干重分别高出4936、7051或3910。 说明YN201408、YN201442和YN201448对玉米的生长 均有很好的促进作用，其中以YN201442对玉米的促生 长效果最好。 表3烟草内生菌促进玉米生长的效果 24 对油菜生长的影响 在大田促生长试验中，经 YN201408、YN201442或YN201448菌液处理后的油莱 的平均株高均显著高于CK和LB的，经YN201442菌 液处理后的油菜的10株总鲜重和10株总干重均显著 高于CK和LB的；LB和CK对油菜的促生长效果没有 显著差异；在3种菌液处理中，以YN201442对油菜的 促生长效果最好(表4)。 表4烟草内生菌促进油菜生长的效果 3讨论 植物内生菌是植物微生态系统的组成成员，它作 为生物肥料资源具有很强的优势。目前已从水稻、玉 米、马铃薯、番茄、烟草等多种作物中筛选到对其自然 寄主有促生作用的内生菌 。B9601一Y2菌株是 从小麦根际土壤中分离到的1株具有广适性、良好促 生效果的解淀粉芽孢杆菌，其对多种作物均有促生效 果 ，并且已被开发成了生物有机肥和杀菌剂，在 大面积生产中得到了推广和应用。本研究中的3株解 淀粉芽孢杆菌均分离自烟草体内，其中YN201448对烟 草幼苗生长有很好的促进作用，其促生长效果与B9601 一Y2菌株相当；YN201408和YN201442对烟草幼苗也 有一定的促进生长作用。表明从烟草中分离促生长内 生菌亦是一项有益的选择。 在本研究中，菌株YN201408、YN201442和 YN201448不仅对自然寄主烟草表现出促生作用，还对 白菜、番茄、油菜和玉米表现出很好或一定的促生作 用。但它们的适用寄主还有哪些?此外，本试验3个 菌株用于浸种的浓度均为10。cfumL，用于喷雾和灌根 的浓度均为10 cfumL。不同应用对象作物对各菌株 浓度的敏感性是否一致?在它们正式商品化应用前， 对这些问题都还有待通过更多试验进行探讨。 本次试验是在较低气温季节里进行的，且供试的 玉米和油菜是在较贫瘠的土壤上种植的，与正季相比， 各种作物的绝对生长量均偏低，但供试的3个菌株仍 有较好的促生长作用，说明它们可能有更好的气候适 应性，在不同季节和海拔区域促进农作物生长的潜力 可能较大。 参考文献： 1黄晓东，卢林纲植物促生菌及其促生机理J现代化农 业，2002(6)：7 2CompaS，C16ment C，Sessitseh AHant growthpromoting bacteria in the rhizoand endosphere of plants：their role，col onization，mechanisms involved and prospects for utilization JSoil Biology and Biochemistry，2010，5(42)：669678 3Van B A，Andre C，Ishimaru CBiological control of the bacte rial ring rot pathogen by endophytie bacteria isolated from potato JPhytopathology，1993，2(83)：140146 4Sieiliano S，Germida JTaxonomic diversity of bacteria associat ed with the roots of fieldgrown transgenic Brassica napus CV Quest，compared to the nontransgenie Bnapus evExcel and Brapa CVParklandJFEMS Microbiology Ecology， 1999，3(29)：263272 5梁亚萍，宗兆锋，马强6株野生植物内生放线菌防病促生作 用的初步研究J西北农林科技大学学报：自然科学版， 2007，7(35)：131136 6杨瑞先，葛晓燕 植物内生细菌生物学作用研究进展及应用 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切花菊内生真菌在分离中出现幼嫩部位内生菌分 离数量明显高于成熟部位。内生真菌平均分布数量上 是根最多，叶次之，茎最少。5个切花菊内生真菌中，镰 刀菌属(Fusarium)和枝孢属(Cladosporium)为优势菌 群。而菌株编号为Fll的交链孢霉属真菌的分离出现 频率高达533，在所有供试切花菊品种的根、茎、叶 均有分布，是一个最大优势种。切花菊内生真菌的分 布在5个切花菊品种间有一定相似度，但不同品种还 、 、 、 、 、 、 (上接第60页) 13陈夕军，朱凤，童蕴慧，等水稻内生联合固氮细菌的分离、 种类及对水稻的促生长作用J扬州大学学报：农业与生 命科学版，2007，28(2)：6164 14韩梅，罗培字，肖亦农，等玉米内生固氮菌的分离鉴定及 其促生长作用研究J沈阳农业大学学报，2010(1)：94 97 15叶小梅，常志州，季国军，等番茄内生菌102菌株的促生作 用研究J土壤肥料，2006(5)：4142 【l6陈泽斌，杨跃华，夏振远，等烟草内生促生细菌的筛选及 在漂浮育苗中的应用