【摘 要】
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近年来,大庆地区土壤盐碱化程度逐渐加重,而微生物改良盐碱土是当今的研究热点。应用植物根际促生菌(Plant Growth Promoting Rhizobacteria,PGPR)可以改善植物根系微环境,促进植物生长,增强植物对胁迫的抵抗能力,最终达到改良盐碱土壤的效果。而在中性土壤中筛选得到的PGPR大多数难以在盐碱环境下生存并发挥作用。本研究以大庆市盐碱地中生长良好的耐盐碱植物猪毛蒿和碱蓬根际
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近年来,大庆地区土壤盐碱化程度逐渐加重,而微生物改良盐碱土是当今的研究热点。应用植物根际促生菌(Plant Growth Promoting Rhizobacteria,PGPR)可以改善植物根系微环境,促进植物生长,增强植物对胁迫的抵抗能力,最终达到改良盐碱土壤的效果。而在中性土壤中筛选得到的PGPR大多数难以在盐碱环境下生存并发挥作用。本研究以大庆市盐碱地中生长良好的耐盐碱植物猪毛蒿和碱蓬根际土为材料,比较其细菌群落结构,筛选具有促生功能的耐盐碱细菌并鉴定,通过盆栽试验测试单株菌和复合菌在盐碱胁迫下对绿豆植株生长生理指标的影响,并通过Biolog-Eco技术和高通量测序技术检测施用耐盐碱促生菌后绿豆根际土壤功能多样性和细菌群落多样性变化。研究结果如下:(1)猪毛蒿和碱蓬根际土的碱解氮和速效钾含量均高于非根际土,且p H低于非根际土。猪毛蒿根际土壤、碱蓬根际土壤和非根际土壤中特有的优势菌门分别为酸杆菌门(Acidobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。猪毛蒿根际土中优势菌属为Pontibacter、假单胞菌属(Pseudomonas)、Ohtaekwangia和黄杆菌属(Flavobacterium),碱蓬根际土中优势菌属为Pontibacter、Adhaeribacter、Massilia和黄杆菌属,而非根际土的优势菌属为Pontibacter、Gillisia、溶杆菌属(Lysobacter)和Cesiribacter。在门水平上猪毛蒿根际土中的差异物种数量为9个,碱蓬根际土中有3个,非根际土中有8个。3种土壤细菌群落结构差异较大。(2)通过对猪毛蒿和碱蓬根际土进行耐盐碱促生菌筛选,最终得到30株具有不同促生功能细菌,其中菌株KM1具有固氮、解无机磷和有机磷、产ACC脱氨酶和吲哚乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)的功能,菌株NM8具有固氮、解无机磷、产ACC脱氨酶和IAA的功能。经过16S r RNA和生理生化鉴定,KM1为沙雷氏菌属(Serratia),NM8为芽孢杆菌属(Bacillus)。(3)在盐碱土中种植绿豆,通过接种耐盐碱促生菌KM1、NM8、S29和复合菌,绿豆根的鲜重和干重得到了显著提升,其中复合菌处理分别提高了31.22%和29.55%,且促生菌的施用降低了绿豆根部超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)以及过氧化氢酶(CAT)活性,增加了绿豆植株中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量。(4)菌株KM1、NM8、S29和复合菌接种处理使绿豆根际土壤的碱性磷酸酶活性增加了5.61%-25.23%,蔗糖酶活性增加了14.67%-34.78%,除菌株KM1外,其它3种处理的土壤脲酶活性都有所升高,其中复合菌处理后的土壤蔗糖酶和脲酶活性分别是对照的1.35倍和1.16倍。施用促生菌能够增强绿豆根际土壤细菌对碳源的利用能力,KM1、NM8和复合菌处理下的土壤细菌对六种碳源的利用率均高于未施菌土壤,S29处理下的土壤细菌对5种碳源利用率较高,对酚酸类碳源利用率较低。(5)盐碱胁迫下,S29、KM1和NM8能够在绿豆根际定殖,并增加土壤细菌的多样性和丰富度,还可以通过增加土壤中有益菌的相对丰度来促进绿豆的生长。通过Lefse和LDA对土壤的标志性物种进行分析,对照组中有9个,S29中有6个,KM1中有9个,NM8中有5个,复合菌中有15个。在整个网络关系分析中,复合菌中的节点最多,菌群间的互作关系最强。
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