不同植物生长促进玉米种子萌发和幼苗生长发育的根际细菌的影1.doc

不同的植物生长促生菌对玉米种子的萌发和幼苗生长发育的影响摘要我们的研究旨在评估3种植物生长促生菌在实验室和温室条件下以单独或组合的形式对玉米种子的影响。用浓度为108 CFU /毫升单一或者是混合的菌液处理种子。接种过程并没有按照控制变量的原则。用荧光假单胞菌和假单胞菌组合得到了最高发芽率。这种组合也记录最好的活力指数，植物周围叶片数和叶面积。经过固氮螺菌处理过的种子所长成的植株具有最大高度。经过固氮螺菌处理过后植株具有最高的地下干物质率与对照相比增加了56%。同时用荧光假单胞菌和假单胞菌组合处理得到的地上干物质率提高了59.11%。最后，用荧光假单胞菌和假单胞菌组合处理的种子具有最高的地上生物量，而被固氮螺菌处理过的种子具有最高的地下生物量。这些结果表明，植物生长促生菌的特殊组合被认为能够在促进玉米种子萌发，生物量和作物产量等方面取代生物肥料。关键词：固氮螺菌；假单胞菌；PGPR，biofertlization；玉米种子；萌发；温室1。简介植物生长促生菌（PGPR）是一类能够促进生根和提高植物的生长速率和产量的细菌。 1 。它们促进植物生长的机制尚不明确，但它们可以被分为四类：生物肥料（液态的无机磷酸盐，共生固氮） 2，3 ，光刺激类（能产生激素） 4 ，根际修复类（降解有机污染物） 5 和生物农药类（生产铁载体的合成研究，抗生素，酶和/或杀真菌化合物） 6-8 。目前，植物生长促生菌（PGPR）是生物农业的主要资产。作为环境生物技术的一种方式，用以缩小化肥剂量的减少对作物产量的影响。它也可以作为农业9-11集成管理策略的组成部分对农业进行评估。假单胞菌是第一个被发现的植物生长促生菌。在加利福尼亚爱达荷州，研究发现用荧光假单胞菌和假单胞菌液处理的马铃薯产量由14%明显提高到33%。这也已表明荧光假单胞菌和假单胞菌菌株能够促进油菜、小麦和马铃薯14,15根和芽伸长。固氮螺菌作为一种突出的植物生长促生菌，在不同的气候条件下作为不同作物的孕育剂能够显著提高作物产量。就玉米来说，欧洲大都使用固氮螺菌CRT1，而在墨西哥（一个在田间接种领先的国家）荧光假单胞菌uap-154和cfn-535得到广泛使用。一些研究已经表明植物生长促生菌对植物的影响，但很少有涉及到通过影响种子发育进而影响植株生长。一些PGPR的组合的影响尚未得到很好的研究。我们推测，植物生长促生菌通过与不同的代谢途径结合（N2固定，P均化，生产激素，和抗菌剂，等）进而改善作物的生长环境。以同样的方式，我们可以推测3种植物生长促生菌在实验室和温室条件下以单独或组合的形式对玉米种子的影响。2。材料和方法2.1。材料使用的菌种包括固氮螺菌，荧光假单胞菌和假单胞菌。种子经过85 - 90天的周期的多样化处理称之为evdt 97个STR C1s ，用以在温室试验的土壤是一个中深红色的没有遭受破坏有机土壤。2.2。PGPR菌剂的制备用PGPR进行分离和鉴定 22 。不使用时，细菌种群用10%的甘油保存在20C穆勒欣顿肉汤中。采用改性后的方法制备 23 PGPR悬浮液。荧光假单胞菌和假单胞菌需要在30C的营养液培养中培养48小时，而固氮螺菌则需要在37C的营养液培养中培养48小时。经过两天的人工培养后，再对其以1000转每分钟的速度进行离心。菌体悬浮在离心后营养液的上层。再用分光光度计将菌剂的浓度调整到1108 CFU /毫升。对于以两种或三种植物生长促生菌进行1：1混合处理。2.3。种子接种PGPR用0.024%的次氯酸钠消毒和无菌蒸馏水彻底清洗玉米种子表面2分钟 24 。用浓度为1108 CFU /毫升的不同植物生长促生菌悬浮液处理种子 25 30分钟。2.4。实验设计CTL =控制（无菌）；Azo：用固氮螺菌进行处理；P1：用荧光假单胞菌进行处理；P3：用假单胞菌进行处理；Azop1：固氮螺菌与荧光假单胞菌以相同比例混合后进行处理Azop3：固氮螺菌与假单胞菌以相同的比例后进行处理；p1p3：用荧光假单胞菌与假单胞菌以相同比例混合后进行处理；Azop1p3：在相同的比例与固氮螺菌与荧光假单胞菌，假单细胞菌在相同的比例（1:1:1）混合后处理。2.5。种子体外萌发每二十个玉米种子用PGPR接种后，等距地在无菌培养皿中进行培养（11.8厘米/长宽）（图1）。2.6。PGPR对玉米生长的影响2.6.1。土壤的化学特性用十克的土壤悬浮和25毫升蒸馏水确定土壤pH值 26 。磷的吸收量则可在660 nm处通过颜色测定 27 的颜色的方法决定的，而可交换阳离子（Ca，Mg和K）则用先前描述的醋酸铵法测定 28 。通过 29 的方法，对有机碳的评估包括氧化铬酸钾与土壤有机质（K2Cr2O7 1N）。2.6.2。播种和植物的保护所使用的土壤需每20分钟在120C环境中消毒，一直持续24小时。每两公斤的土壤中放置一个直径15厘米的塑料盒。将其放置在温室中。每个盒子中加水至最大持水量的2 / 9 30 。每个盒子中留有一个5limi直径大小的洞。每个洞中放入两粒被浓度为1108 CFU /毫升的植物生长促生菌接种过的玉米种子，然后用土覆盖。每天浇水量达到最大持水量的1/9。在播种后的第十四天（DAS），除去生长最旺的两个植物。不同的的参数是从种子播种后的第十四到第三十测定的。昼夜温度分别为29.44 C和21 C。2.6.3。生长参数的评估从种子播种后的第十四到第三十天每隔96小时测定一次株高和茎周长。这些参数可以评估植株在生长期的活力指数。在萌发后的不同时间对叶数进行测量。叶面积的测定采用的是经典公式（K长度宽度，其中k = 0.75） 31 。30天后再对地上部生物量也进行了评估。植物的生物量被评价后要将植物侵入水中和土壤中使植株得到恢复。为了确定生物量干重，我们将植物在65C环境中培育72小时 25 用（%）来表示鲜生物量。2.7。统计分析收集到的数据进行方差分析（ANOVA），学生可以用新测试的t统计分析系统（SAS版本，8.1）软件以最小显著差异（LSD）在0.05的概率水平对玉米种子萌发和生长的PGPR的影响进行测试。在这个模型的分析，八个处理被认为是作为一个固定的因素，而重复看作是一个“不确定因素。3。结果3.1。PGPR对种子萌发的影响通过数据表明，经过PGPR处理过的玉米种子能够促进其萌发。在不同处理间我们也注意到茎长之间存在着非常显著的差异（P0.01）。与对照组相比，不同的处理导致发芽率、根长、活力指数存在着很大差异。用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后的种子发芽率最高（100%）而用固氮螺菌进行处理的种子发芽率达到（98.33%）。分别与对照相比，这两种处理提高发芽率22.44%和20.39%。用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后的种子枝条最长。而用固氮螺菌进行处理的种子具有做高的根长。用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后的种子具有最强的生命指数，而用固氮螺菌进行处理的种子则次之。3.2。土壤化学特性所使用的土壤化学特性如图表2。碱基的总和为5.48的CMOL / 100克土。土壤中不富含磷、有机碳和钙，但含有丰富的钾。3.3。对植物生长的PGPR的影响在温室中，被单个或混合的植物生长促生菌处理过的种子比没有处理过的种子生长的更好。（14天-30天），然而被三种植物生长促生菌混合接种后的种子与没有接种过的种子生长程度相同（图3）。三十天后所有被处理过的植株高度显著不同，而用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后的种子与对照组具有相似性。所有处理间植株的叶缘周长具有显著不同。而用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后得到最长的叶周长。 用固氮螺菌进行处理后植株具有最高的高度。而用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理则次之。在植株的高度，叶周长和叶面积方面，固氮螺菌处理与荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理间没有明显区别。3.4。促生菌对玉米植株的生物量的影响温室条件下，在所有的处理与对照中显示PGPR菌增加了新鲜玉米植株重量。在不同处理中，地上与地下的生物量和干物质存在很大不同。（表4）。 用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后具有最大的生物量。与对照相组相比生物量增加了53.72%和108%。用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后具有最大根鲜重，而用固氮螺菌处理后具有最大的干重。4。探讨 目前的研究已证实植物生长促生菌对植物是有益的。用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理与对照处理相比。在我们的研究中也证实了发芽率有可能是由于霉素的合成增加，结果导致-淀粉酶和发芽的特定酶（参与核酸酶和蛋白酶水解和同化的淀粉）的活性。它也可能通过增加氧消耗进而影响线粒体酶的活性。【32】也已证明根菌组合影响小麦的种子发芽。固氮WPR-51和组合 Azospirillum WM-3-固氮WPR-51-Azospirillum PR42处理过的种子具有最高的发芽率。相比之下增加 81.81%。【32】也注意到植物生长促生菌对种子萌发时间的影响。 所有的处理表明植物生长促生菌增加了玉米种子的活力，在其萌发七天后。（图-2） 用荧光假单胞菌与假单胞菌混合处理后的种子获得最高的生命指数， 与对照组相比增加了77.54%。这种现象在玉米与花生中都有发现。与对照组相比经过荧光假单胞杆菌r-168和假单胞杆菌r-93处理后显著增加玉米的活力指数。这种高活力指数可能是由于植物生长促生菌触发了负责细胞伸长 7 或细胞分裂的素激。土壤pH值为6，镁（2.22毫克当量100克）是相似的（5.8和2.07毫克当量100克）得到的 34 。然而，土壤钾素含量（2.01毫克当量100克）高于值（0.74毫克当量100克）由以前的作者获得。土壤中磷的含量（20.54 ppm），有机碳（1.16%）和钙（1.25毫克当量100克）在这项研究中获得了低于（67 ppm的2.987%和2.40毫克当量100克）获得的 34 。这些记录的差异可能是由于这两个研究中使用的土壤质量有差异。植物生长促生菌对玉米种子的影响。接种过植物生长促生菌的植物生长快于没有接种的植物。这些发现来自于早期通过接种过的种子有更高的生命指数和发芽率。在最后实验证明接种过植物生长促生菌的植物高于没有接种的植株。经固氮螺菌处理后植物获得最高的高度。我们的结果源于接种固氮螺菌DSM 1691和荧光假单胞杆菌DSM5090产生给出最高的植株。通过研究发现芥菜种子接种植物生长促生菌后植株的高度增加56。然而通过实验表明，经过荧光假单胞杆菌和假单胞杆菌处理的玉米叶周长高于经过同样处理过的芥菜。这表明植物生长促生菌对不同植物的影响小也不同。 在研究中，经过荧光假单胞杆菌和假单胞杆菌处理过的种子具有最大的叶片数。与对照组相比接种过固氮螺菌的种子具有最大的叶面积。对固氮螺菌、荧光假单胞杆菌、假单胞杆菌分别研究的结果与我们研究的结果相似。在其他调查中关于植物生长促生菌的积极作用已经记录在文件中。玉米种子接种植物生长促生菌后生长得到促进，小麦、大豆、甜菜的促生机制则归因于固植物固氮激素，溶磷的产生。接种PGPR植物的促生长是由于局部有效养分增加，促进养分吸收、解毒重金属引起的。在其他研究中也报道了植物生长促生菌在促进植物产量和生长方面的作用。与对照相比玉米种子接种植物生长促生菌后能够提高其生物量。经过荧光假单胞杆菌和假单胞杆菌处理过的种子其直枝和根部的生物量分别增加了53.72%和108.71%。我们的研究也考虑玉米种子接种在接种PGPR对地上干物率的影响。经过荧光假单胞杆菌和假单胞杆菌处理过的种子其地上与地下部分的生物量具有最大值。通过与经过PGPR处理玉米种子对比发现，经固氮杆菌DSM 1691和荧光假单胞菌DSM 50090处理后其植株地上鲜重达到相邻的167%和77%。我们的研究结果表明，经荧光假单胞菌和假单胞菌处理后获得最高的地上干物质，经固氮杆菌处理后得到最高的地下干物质。在其他的实验中显示经光还原干物质地上干物质，相反经荧光假单胞菌r-93处理后地上干物质增加了62.34%17小麦种子接种固氮杆菌后根部和干物质的生长和积累速率减少。也表明，在温室环境中种子