摘要
植物内生芽孢杆菌是一类生存在植物内部且对植物无害的一类芽孢杆菌。许多研究报道内生芽孢杆菌在多种植物内有分布且大部分能够分离体外培养，这为开展内生芽孢杆菌相关研究提供了可能。芽孢杆菌是在农业生产上应用较为广泛的一类细菌，对植物具有促生、生防的作用；而且芽孢杆菌的次级代谢产物较为丰富，能被开发成作物促生、生防制剂应用。目前，越来越多的研究聚焦到能够在多种生境下生存的内生芽孢杆菌的开发与利用，对内生芽孢杆菌的研究可以为农业生产提供一种新的微生物制剂，这种制剂能够进入植物组织与器官内，与其密切接触并发挥直接植物益生作用。 本研究的主要目的是开发具有植物促生功能的内生芽孢杆菌菌种资源。首先从不同的植物的根系和种子内筛选得到内生芽孢杆菌，进行16srDNA鉴定及其促生特性分析，随后选择促生功能较好的菌株进行标记并监测其在宿主植物内的定殖动态。最后，通过盆栽实验验证所选菌株的促生和生防的应用效果。具体研究结果如下： 1、经过筛选分离和促生特性分析筛选4株内生芽孢杆菌作为研究对象。在6种健康植物的根系或种子中分离出37株内生芽孢杆菌，其中根内20株，种内17株。植物根内的内生芽孢杆菌种类较为丰富，种内解淀粉芽孢杆菌和贝莱斯芽孢杆菌占较大比例。对所有菌株进行促生特性分析，初筛后选择来源于黄瓜种子的hgz1、黄瓜根系的Q2、番茄根系的fqg8和fqg9四株内生芽孢杆菌作为供试菌株，经过16SrDNA鉴定4株菌分别为解淀粉芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌和烟酸芽孢杆菌2株。 2、证实4株内生芽孢杆菌能够在宿主植物内定殖。对上述4株内生芽孢杆菌进行抗生素抗性或荧光蛋白标记，并以灌根的形式接种标记菌株，实验发现4株内生芽孢杆菌均能够在宿主植物内部定殖。其中解淀粉芽孢杆菌hgz1在黄瓜根内的最高定殖量约为9.23×103cfu/g。在第10天时，茎内的最大定殖量为6.90×102cfu/g，在黄瓜叶片中也能定殖，但40天时消失。菌株Q2在黄瓜根内的最大定殖量是在第30天的8.81×104cfu/g，在茎内最大定殖量约为5.75×103cfu/g，在叶片内定殖后，40天时消失。菌株fqg8在番茄根内的最大定殖量出现在第20天，约为7.43×103cfu/g，在番茄的茎中也能定殖但定殖量较少；fqg9在番茄根内的定殖数量在第5天时达到最大，约为6.14×104cfu/g，在番茄的茎内的定殖在第30天的时候达到最大定殖量约为2.97×103cfu/g。未发现菌株fqg8、fqg9在番茄叶片中定殖。 3、盆栽实验显示4株内生芽孢杆菌均能促进宿主植物的生长。筛选出的4株内生芽孢杆菌均能促进其宿主植物的生长，其中对黄瓜促生作用最好的是Q2菌株，其促进黄瓜株高、根长、茎粗、叶绿素含量分别增长了38.10%、15.95%、24.32%、39.83%，黄瓜的地上部、地下部生物量鲜重分别提高了l69.08%、23.06%。植株地上部、地下部生物量干重分别提高了48.85%、29.03%。番茄内生芽孢杆菌中fqg9菌株对番茄的促生作用较好，促进番茄的株高、根长、茎粗分别提高了22.81%、27.75%、25.41%，植株地上部、地下部生物量鲜重分别提高16.26%、45.89%；植株地上部、地下部生物量干重分别提高了23.03%、39.47%。 4、黄瓜内生芽孢杆菌hgz1和Q2能诱导黄瓜的防御反应、激活黄瓜系统抗性。接种黄瓜内生芽孢杆菌hgz1和Q2导致黄瓜地上部和地下部出现丙二醛积累，并可以提高苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、过氧化物酶等防御酶的活性；部分与免疫相关以及和抗坏血酸-谷胱甘肽循环（AsA-GSH）相关基因的相对表达量上调，其中接种hgz1菌株的处理组的SA合成相关PAL1基因表达量上调3.4倍，接种Q2菌株的处理组AsA-GSH循环中GSH1基因表达量上调3.5倍；说明了2株黄瓜内生芽孢杆菌能够激活黄瓜防御系统和诱导黄瓜系统抗性。 综上所述，筛选得到的4株内生芽孢杆菌均能够在宿主植物内定殖，并促进宿主植物生长和激活黄瓜防御系统、诱导黄瓜产生系统抗性。本研究为促生、生防微生物相关制剂的研发提供了内生菌种资源，同时可为指导相关生物肥料产品的开发和应用提供理论依据。
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