吡咯伯克霍尔德菌WY6-5的溶磷、抑菌与促玉米生长作用研究

摘要：

[目的]筛选兼具高效溶磷和抑菌作用的微生物,检测其溶磷效果和抑菌活性,鉴定抑菌代谢产物,并分析筛选微生物对植物生长的作用,为新型多功能抑菌微生物菌肥的研发提供材料.[方法]采集信阳毛尖茶车云山茶厂百年龄茶树根际土壤,稀释后涂布难溶性无机磷或难溶性有机磷培养基表面,培养后检测溶磷活性,测定溶磷圈直径,筛选具有高效溶磷作用的微生物,进行后续溶磷效果分析.高效溶磷菌WY6-5接种于培养液和土壤中,检测不同培养时间下,可溶性磷含量的变化规律,分析菌株WY6-5的溶磷活性;玉米盆栽土壤中接种菌株WY6-5菌液,种植27 d后分析玉米植株长势,检测溶磷菌WY6-5对苗期玉米生长的影响;采用双皿对扣培养法,验证菌株WY6-5产挥发性物质的抑菌作用,检测其对不同病原真菌的广谱抑菌效果,气相色谱串接质谱(GC-MS/MS)分析挥发性代谢物质,鉴定主效抑菌成分.[结果]筛选到3个兼具有降解难溶性无机磷和有机磷作用的微生物菌株,尤以菌株76-5溶磷效果最优.培养基培养条件下,对难溶性无机磷的溶解直径达2.3 cm,溶磷圈直径与菌落直径比为4.6;对难溶性有机磷溶解直径3.6 cm,溶磷圈直径与菌落直径比达7.2.表型观察、生理生化鉴定和系统发育树分析表明,菌株WY6-5为乳白色细菌,16S rRNA序列与Burkholderia pyrrocinia CIP 105874和Burkholderia stabilisCIP 106845两个菌株的同源性最高,进化树中聚成独立一支.另外,WY6-5与Burkholderia pyrrocinia具有高度相同的生理生化反应结果.因此,本研究将WY6-5鉴定为吡咯伯克霍尔德菌(Burkholderia pyrrocinia).WY6-5在液体培养和土壤中均具有较好的溶磷活性,20d培养时间内,液体培养液中磷含量最高达520.4 mg.L-1,为对照组176倍;土壤试验3-20 d期间,WY6-5处理组可溶性磷含量均高于对照组,且在盆栽试验中,能高效促进苗期玉米檀株的生长,处理组叶长、叶宽、叶片数、茎粗、株高、鲜重等指标显著优于对照组;同时,菌株WY6-5还可产生挥发性抑茵物质,高效广谱抑制8种重要病原真菌的生长,抑菌率最高达100％,经GC-MS/MS检测发现,挥发性物质含有一种主效抑茵物,相对丰度达97％以上,鉴定为二甲基二硫.[结论]吡咯伯克霍尔德菌(Burkholderia pyrrocinia)WY6-5分离自茶树根际土壤,在培养基、培养液和土壤环境下,均具有高效的溶磷效果,将难溶性的无机磷转化为植物可吸收的可溶性磷,并促进苗期玉米植株的生长;同时该菌还可产生挥发性抑菌物质二甲基二硫,高效抑制8种重要植物病原真菌的生长,抑制率最高达100％.菌株WY6-5兼具有提升土壤磷肥力、促进植物生长和和抑制真菌病害等多种重要作用,具有较好的生物学功能.

关键词：溶磷、气体抑菌、吡咯伯克霍尔德菌、二甲基二硫、微生物肥料、玉米

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资助基金：国家自然科学基金项目31701740;河南省科技攻关项目172102110260,182102110018;河南省科学技术研究重点项目16A180036感谢信阳师范学院“南湖学者奖励计划”青年项目,农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室/农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室开放基金课题2018ZTSJJ2;信阳师范学院分析测试中心对本项目的资助

在线出版日期：2019-06-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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页码：1574-1586