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微生物肥料菌种筛选及优化论文

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2024-04-30 13:44:43    来源:    作者:liyuan

摘要:植物根际促生菌是生活在植物根际土壤中,能够促进植物生长、防病害和增加作物产量的 有益菌。由植物根际促生菌制成的微生物肥料,不仅经济、环保,还能大力推动绿色农业的发展。基 于此,本实验通过对不同高效解磷菌株与解淀粉芽孢杆菌拮抗作用以及与玉米大斑病病原菌拮抗 作用进行评价,筛选出制备微生物肥料的目标菌种,为微生物肥料的进一步研发和利用提供依据。

  摘  要:植物根际促生菌是生活在植物根际土壤中,能够促进植物生长、防病害和增加作物产量的 有益菌。由植物根际促生菌制成的微生物肥料,不仅经济、环保,还能大力推动绿色农业的发展。基 于此,本实验通过对不同高效解磷菌株与解淀粉芽孢杆菌拮抗作用以及与玉米大斑病病原菌拮抗 作用进行评价,筛选出制备微生物肥料的目标菌种,为微生物肥料的进一步研发和利用提供依据。 

  关键词:植物根际促生菌;微生物肥料;拮抗作用

  植 物 根 际 促 生 菌 (Plant  growth -promoting rhizobacteria,PGPR)是指在植物根系土壤中生存的 有益菌,不仅可以促进植物生长,还具有防病害和提 高作物收成的作用。目前发现的具有防病促生潜能 的多个种类和属性的根系微生物包括芽孢杆菌属 (Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、农杆菌属(A grobacterium)以及埃文氏菌属(Eriwinia)等[1-2]。

  在农作物生产中应用微生物肥料可以明显起到 增加产量和提高品质的效果。研究表明,施用微生 物肥料可以明显促进水稻、玉米等粮食作物植株的 生长和产量的增加,同时减少化肥的使用[3] 。植物根 际促生细菌能够通过多种途径促进植物的生长。因 此,对 PGPR 植物的生长促进机理和促进微生物肥 料产业化的详细研究,已然成为当前对资源合理利 用和环境保护具有重要意义的研究热点。

  通过前期对菌株进行分离纯化、筛选及培养,得 到了 13 株具有高效解磷作用的菌株。本研究通过 对试验菌株与解淀粉芽孢杆菌拮抗作用及与玉米大 斑病病原菌拮抗作用进行评价,筛选出制备微生物 肥料的目标菌种。

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  1   实验材料与方法

  1.1   实验材料

  LB 培养基、无菌培养皿、无菌镊子、无菌牛津杯、超净工作台、恒温培养箱、恒温摇床、高压蒸汽灭 菌锅、离心机、分光光度计。

  1.1.1   试验菌株与解淀粉芽孢杆菌拮抗作用评价方法[4]

  无菌培养皿底部倒一层已灭菌的 LB 固体培养 基,培养基凝固后,在距平皿中心 2.5 cm 处放置经 180 ℃干热灭菌 1 h 的牛津杯,每皿放 3 个,呈等边 三角形。将灭好菌的 LB 固体培养基倒入培养皿中, 每皿约 20 mL,紫外灯下开盖冷却后将牛津杯拔出, 使固体平板上形成菌液池。

  取 100 μL 于 30 ℃恒温振荡培养 24 h 的解淀 粉芽孢杆菌发酵液,加入制作好的平皿中央,涂布均 匀。每个菌液池内加 100 μL 于 30 ℃恒温振荡培养 24 h 的试验菌株发酵液,每皿的 3 个菌液池互为对 照,以接种等量无菌培养基为空白对照,于 30 ℃恒 温培养箱内培养 24 h,待解淀粉芽孢杆菌长满整个 平皿后,观察菌液池周围是否产生抑菌圈,并测量抑 菌圈直径。

  1.1.2   试验菌株与玉米大斑病病原菌拮抗作用评价方法[5-6]

  无菌培养皿底部倒一层已灭菌的 LB 固体培养 基,待 LB 培养基凝固后,在距平皿中心 2.5 cm 处放 置经 180 ℃干热灭菌 1 h 的牛津杯,每皿放 3 个,呈 等边三角形。将灭好菌的 PDA 培养基倒入培养皿,每皿约 20 mL,紫外灯下开盖冷却后将牛津杯拔出, 使固体平板上形成菌液池。

  平皿中心接种玉米大斑病病原菌菌饼,在菌液 池内加入 100 μL 试验菌株发酵液,每皿的 3 个菌 液池互为对照,以接种等量无菌培养基为空白对照, 于 25 ℃恒温培养箱内培养至空白板上,菌丝生长至 菌液池边缘。测量抑菌带宽度(细菌菌落边缘至病 原菌菌丝边缘的距离)及玉米大斑病原菌菌落半径 (玉米大斑病菌饼边缘至菌丝边缘的距离),并计算 抑菌率:(空白对照玉米大斑病病原菌菌落半径 -  接种实验菌的平皿上玉米大斑病原菌菌落半径)×  100%/空白对照玉米大斑病病原菌菌落半径。

  2   实验结果与分析

  2.1   试验菌株与解淀粉芽孢杆菌拮抗作用评价结果

  试验菌株与解淀粉芽孢杆菌拮抗实验结果统计 见表 1。

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  将解淀粉芽孢杆菌及试验菌株培养 24 h 后,观 察到其中 8 个平皿上出现抑菌圈,说明 13 株菌中有 8 株菌与解淀粉芽孢杆菌存在不同程度的拮抗作 用。其中,HF47.0 及 HF48.1 两株菌于解淀粉芽孢杆 菌拮抗作用最强,HF40.0 次之 。HF34.0、HF36.0、 HF43.1、HF43.2、HF48.2 五株菌与解淀粉芽孢杆菌 不存在拮抗作用,可作为备选菌株加入微生物肥料。

  2.2   试验菌株与玉米大斑病病原菌拮抗作用评价结果

  试验菌株与玉米大斑病病原菌拮抗作用评价实 验结果统计见表 2。

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  除 HF34.0 菌株外,13 株试验菌中其余 12 株菌 对玉米大斑病病原菌均有拮抗作用。其中,HF29.0 及 HF36.0 两株菌对玉米大斑病抑菌率达到 70.0 % ,抑菌效果最好 。其次 ,解淀粉芽孢杆菌及 HF45.0、HF48.1、HF48.2、HF48.3、HFTY 等 6 株菌的 抑菌率达到 60 %以上。

  3   总结

  在分离纯化得到的 13 株具有解磷作用的菌株 中,5 株与解淀粉芽孢杆菌不存在拮抗作用,11 株对 玉米大斑病病原菌的抑菌率达到 50 %以上。其中, HF29.0 及 HF36.0 两株菌对玉米大斑病病原菌的抑 制作用最强,抑菌率达到 70 %。

  通过前期评价 ,初步选定 HF36.0、HF43.1、 HF48.2 三株菌作为目标菌剂添加至微生物肥料中。

  参  考  文  献

  [1] 李想, 刘艳霞, 夏范讲, 等. 烟草根际促生菌(PGPR)的筛选、鉴定及促生机理研究[J]. 中国烟草学报, 2017, 23(3): 111-118.

  [2] 康贻军, 程洁, 梅丽娟, 等. 植物根际促生菌作用机制研 究进展[J]. 应用生态学报, 2010, 21(1): 232-238.

  [3] 李玉平. 复合微生物肥料在水稻上的应用效果研究[J]. 现代农业科技, 2020(5): 4, 6.

  [4] 吴颖, 侯潞丹, 张杰. 复合微生物菌剂中各菌株间的拮 抗试验及培养条件的筛选[J]. 浙江农业学报, 2016, 28(5): 820-827.

  [5] 牛慧芹, 刘春辉, 沈检龙, 等. 玉米大斑病生防细菌的筛 选、鉴定及其抑制作用[J]. 中国农学通报, 2014, 30(28): 275-279.

  [6] 赵淑莉, 任飞娥, 刘金亮, 等. 玉米大斑病生防放线菌的 筛选鉴定及发酵条件优化[J]. 微生物学报, 2012, 52(10): 1228-1236.