朱志炎,毛琳琳,何勇,楊亞珍 董社琴,葉開(kāi)溫,田志宏
長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,湖北 荊州 434025
印度梨形孢(Piriformosporaindica)的生物學(xué)特性及對(duì)植物生長(zhǎng)的互作效應(yīng)研究進(jìn)展
朱志炎,毛琳琳,何勇,楊亞珍 董社琴,葉開(kāi)溫,田志宏
長(zhǎng)江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,湖北 荊州 434025
[摘要]印度梨形孢(Piriformospora indica)發(fā)現(xiàn)于印度北部沙漠地區(qū)植物根系,具有多種多樣的生物學(xué)功能,可以促進(jìn)植物生長(zhǎng),提高植物對(duì)生物逆境與非生物逆境的忍耐性。簡(jiǎn)要綜述了印度梨形孢在定殖過(guò)程、生物學(xué)功能和菌肥制作應(yīng)用方面的研究進(jìn)展。
[關(guān)鍵詞]印度梨形孢(Piriformospora indica);定殖;逆境脅迫;植物-微生物互作
印度梨形孢(Piriformosporaindica)發(fā)現(xiàn)于印度西北部沙漠地區(qū)的灌木叢根部,主要由菌絲與孢子組成,其孢子形狀類(lèi)似于梨形。根據(jù)其發(fā)現(xiàn)地與形態(tài)特征,命名為印度梨形孢。該菌屬于擔(dān)子菌門(mén)層菌綱梨形孢屬[1]。印度梨形孢具有多種多樣的作用,由于分子技術(shù)的限制與互作調(diào)控的復(fù)雜性,印度梨形孢與寄主之間的作用機(jī)制還未研究透徹。目前,人們研究較多的是根瘤菌與植物互作,但其可以互作的植物范圍較小。而叢枝狀菌根真菌可以同大多數(shù)植物互作,并同植物產(chǎn)生互惠共利的關(guān)系,擴(kuò)大了根瘤菌的作用范圍,但也有其局限性,叢枝狀菌根真菌可以定殖80%的維管植物,但其只能進(jìn)行活體營(yíng)養(yǎng),不能離開(kāi)寄主而生存[2],而擬南芥作為一種模式植物,菌根真菌無(wú)法在其根部定殖。印度梨形孢的出現(xiàn),解決了以上難題,為研究真菌與寄主之間的作用,提供了一條可行的途徑。印度梨形孢在地球上分布廣泛,在亞洲、南美洲和澳洲都有報(bào)道。
1印度梨形孢在植物中的定殖過(guò)程
植物同微生物的關(guān)系分為偏利共生、共生和寄生3種模式。共生是偏利共生和寄生的中間狀態(tài),這3種互作關(guān)系可以因?yàn)橥饨绛h(huán)境和自身的改變而改變。植物與真菌的共生需要植物防御反應(yīng)與真菌營(yíng)養(yǎng)需求之間精細(xì)的平衡,達(dá)到一種對(duì)雙方都沒(méi)有不利的狀態(tài)。印度梨形孢在植物體內(nèi)的生活是兩相的,分為2個(gè)階段:活體營(yíng)養(yǎng)階段與細(xì)胞程序死亡階段。植物內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的降解代表著印度梨形孢活體營(yíng)養(yǎng)階段的結(jié)束和細(xì)胞死亡相關(guān)定殖的開(kāi)始。
印度梨形孢在根部的定殖隨著根部的成熟,其定殖量增加,根尖基本上沒(méi)有定殖,伸長(zhǎng)區(qū)主要是細(xì)胞間的定殖,分化區(qū)細(xì)胞內(nèi)外都有定殖[3]。印度梨形孢一般定殖于植物根部,而不會(huì)入侵至氣生部分。但也有例外,菌絲不僅在氣生部分表面擴(kuò)張,而且進(jìn)入氣生部分表皮細(xì)胞內(nèi)外[4]。
1.1印度梨形孢與植物之間互相識(shí)別
剛開(kāi)始的識(shí)別階段,印度梨形孢給予植物有利作用的體系并未建立,所以植物把印度梨形孢當(dāng)做有害微生物,引起一些防衛(wèi)反應(yīng)。赤霉素調(diào)控植物防御反應(yīng),開(kāi)啟共生模式。在擬南芥與印度梨形孢共培養(yǎng)5d而未發(fā)生物理接觸時(shí),根部的生長(zhǎng)開(kāi)始明顯變化。說(shuō)明來(lái)自印度梨形孢釋放的物質(zhì),引起植物根部變化,使印度梨形孢可以順利進(jìn)入植物而不被拒絕。一些科學(xué)家針對(duì)印度梨形孢與植物的識(shí)別階段做了深入研究,發(fā)現(xiàn)擬南芥在識(shí)別印度梨形孢時(shí),擬南芥體內(nèi)一些蛋白質(zhì)發(fā)生變化,并列出了一些蛋白質(zhì)候選因子[5]。在印度梨形孢早期識(shí)別過(guò)程中,除了細(xì)胞膜上MATH蛋白的改變外,位于Trition X-100不溶細(xì)胞質(zhì)膜微小區(qū)域的受體酶At5g15960表達(dá)上調(diào)。它們具有富含亮氨酸重復(fù)序列的特點(diǎn)。它們的改變是瞬間的,隨著與植物互作的穩(wěn)定而消失[6]。
1.2印度梨形孢進(jìn)行活體營(yíng)養(yǎng)階段
印度梨形孢與植物互作的穩(wěn)定需要植物防御反應(yīng)與印度梨形孢定殖之間的平衡。植物體內(nèi)一些植物激素、酶和基因發(fā)揮著平衡作用。乙烯可以抑制印度梨形孢在擬南芥根部的定殖,印度梨形孢可以在乙烯基因突變體中大量定殖而不產(chǎn)生促進(jìn)作用,甚至抑制擬南芥生長(zhǎng)[7]。印度梨形孢會(huì)提高赤霉素的合成,而降低赤霉素合成與感知,會(huì)造成大麥細(xì)胞內(nèi)印度梨形孢定殖量的降低,可能是由于赤霉素的降低,導(dǎo)致植物體內(nèi)防御反應(yīng)失衡,通過(guò)增強(qiáng)防御作用來(lái)抵制印度梨形孢定殖[8]。MDAR2和DHAR5在干旱條件下,抑制印度梨形孢在大麥根部定殖,同樣也阻止PDF1.2表達(dá)量的上升[1],抑制印度梨形孢引起植物的防御反應(yīng)。印度梨形孢本身及其細(xì)胞壁提取物和過(guò)濾液都可以提高大麥體內(nèi)MDAR2和DHAR5的表達(dá),說(shuō)明印度梨形孢產(chǎn)生的可溶性物質(zhì),使酶的表達(dá)提升。這些酶表達(dá)的提升先于其基因表達(dá)的提高。PYK10基因在變異情況下,使擬南芥根部印度梨形孢的定殖量增加,而過(guò)量表達(dá),定殖量不受影響[9]。正常狀態(tài)下,印度梨形孢使擬南芥中LRR1表達(dá)上調(diào),而PDF1.2并不上調(diào)。而PYK10失活則相反。似乎說(shuō)明PYK10限制印度梨形孢定殖,來(lái)抑制防御反應(yīng),謀求共生。PYK10是調(diào)控位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)芥子酶的基因。PYK10位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小體,茉莉酸酮脂可以誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小體產(chǎn)生[10],在茉莉酸酮脂突變體中,不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)小體。
印度梨形孢在同植物互作過(guò)程中,分泌976種具有信號(hào)肽的蛋白,基于原生質(zhì)功能作用,543種分泌蛋白作為效應(yīng)子候選因子。其中389種功能未知。154種具有Pfam結(jié)構(gòu),其中64種具有蛋白酶活性,23種攜帶碳水化合物結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)LysM[11]。印度梨形孢可以產(chǎn)生少量生長(zhǎng)素,對(duì)擬南芥體內(nèi)生長(zhǎng)素具有調(diào)節(jié)作用,但不會(huì)誘導(dǎo)其合成及引起相關(guān)基因的改變,印度梨形孢會(huì)使過(guò)量產(chǎn)生的生長(zhǎng)素轉(zhuǎn)變成偶聯(lián)物,從而使生長(zhǎng)素誘導(dǎo)因子IAA6表達(dá)下調(diào),印度梨形孢誘導(dǎo)的LRR1基因表達(dá)上調(diào)。在乙烯基因突變的擬南芥中,LRR1基因表達(dá)不會(huì)有短暫上調(diào)[7]。而在大麥體內(nèi),印度梨形孢促進(jìn)生長(zhǎng)素的合成[8]。印度梨形孢也可以產(chǎn)生分裂素,也誘導(dǎo)擬南芥體內(nèi)分裂素的產(chǎn)生,但分裂素不會(huì)影響印度梨形孢的定殖[12]。2個(gè)分裂素受體CER1和AHK2組合在互作中至關(guān)重要。擬南芥根部大小與結(jié)構(gòu)以及印度梨形孢定殖率同其促進(jìn)生長(zhǎng)作用并沒(méi)有相關(guān)關(guān)系。
1.3植物細(xì)胞程序死亡階段
印度梨形孢在活體營(yíng)養(yǎng)階段結(jié)束后,緊接著就是細(xì)胞程序死亡階段。在長(zhǎng)期互作過(guò)程中,吲哚3乙醛肟衍生物IAOx可以限制印度梨形孢的定殖。短期互作時(shí),IAOx缺乏可少量提升印度梨形孢定殖量,其空位由其他一些防御基因表達(dá)上升補(bǔ)缺。但6周后,主要由IAOx來(lái)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)印度梨形孢的定殖量[13]。印度梨形孢與大麥互作過(guò)程中,大麥體內(nèi)抑制細(xì)胞死亡的基因HvBI-1在接種7d后,表達(dá)量降低,當(dāng)過(guò)量表達(dá)時(shí),會(huì)減少印度梨形孢在根部定殖量,表明印度梨形孢干擾細(xì)胞死亡程序來(lái)形成共生關(guān)系[3]。在侵入的細(xì)胞中,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膨大,液泡破裂。同時(shí),內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逆境感受子bZIP60和bZIP28、未折疊蛋白反應(yīng)受到抑制。半胱天冬氨酸酶缺失的擬南芥突變體中,印度梨形孢定殖量下降,細(xì)胞死亡概率也降低。表明印度梨形孢可能通過(guò)誘導(dǎo)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)逆境并且抑制未折疊蛋白反應(yīng)來(lái)定殖[14]。
印度梨形孢是主動(dòng)殺死植物細(xì)胞還是感受到植物細(xì)胞的死亡而入侵還不得而知。但培養(yǎng)基成分的改變,使印度梨形孢與楊樹(shù)的關(guān)系從共生轉(zhuǎn)變成為敵對(duì)狀態(tài)[4]??赡苁桥囵B(yǎng)基成分的改變,促使印度梨形孢合成某些有害物質(zhì),進(jìn)而抑制楊樹(shù)正常的活動(dòng)。這些物質(zhì)應(yīng)該不會(huì)是釋放出去的,因?yàn)槎ㄖ秤杏《壤嫘捂叩募?xì)胞相鄰的細(xì)胞生存并未受影響或傷害[8]。
2印度梨形孢與植物互作的生物學(xué)功能
2.1印度梨形孢促進(jìn)植物生長(zhǎng)
分析定殖有印度梨形孢蘭花根部的miRNA的表達(dá),發(fā)現(xiàn)印度梨形孢促進(jìn)蘭花生長(zhǎng)和根形成,通過(guò)對(duì)接種印度梨形孢植株與未接種的miRNA表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)印度梨形孢誘導(dǎo)復(fù)雜的miRNA和其目標(biāo)基因反應(yīng),蘭花miRNA目標(biāo)基因涉及激素信號(hào)、細(xì)胞壁代謝和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子,印度梨形孢通過(guò)改變蘭花miRNA模式來(lái)建立復(fù)雜的過(guò)程促進(jìn)植物生長(zhǎng)[15]。研究印度梨形孢和磷對(duì)仙客來(lái)生長(zhǎng)發(fā)育的影響,發(fā)現(xiàn)兩者對(duì)仙客來(lái)都有促進(jìn)作用,在適宜磷供應(yīng)條件下,印度梨形孢促進(jìn)磷的吸收從而使生長(zhǎng)促進(jìn)作用更加明顯[16]。Sharma等[17]發(fā)現(xiàn)接種印度梨形孢的藥用植物蘆薈生物量和葉綠素顯著提高,具有更長(zhǎng)的根和更高的莖,根和莖的數(shù)量都有所提高。定殖印度梨形孢的蘆薈微繁體100%存活,蘆薈中凝膠含量增加16.5%,酚含量也上升,蘆薈清除自由基的能力也增強(qiáng)。印度梨形孢也可以促進(jìn)藥用植物毛喉鞘蕊的生長(zhǎng)[18]。
印度梨形孢培養(yǎng)濾液也可以促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。Bagde等[19]發(fā)現(xiàn)印度梨形孢培養(yǎng)濾液可以促進(jìn)美麗馬兜玲的生長(zhǎng),提高葉片中馬兜玲酸含量,促進(jìn)根數(shù)提高20%,根長(zhǎng)增加98%,根干重提升123%,株高提高43%,枝長(zhǎng)增加155%,葉的數(shù)目增加79%,葉寬提高36%,生物量提升136%,馬兜玲酸提高28.8%。印度梨形孢培養(yǎng)濾液同樣可以促進(jìn)青蒿的生長(zhǎng)與其體內(nèi)青蒿素含量的提高[20]、亞麻屬植物生長(zhǎng)和木酚素的增加[21]、向日葵的生長(zhǎng)與含油量的提升[22]。
印度梨形孢細(xì)胞壁提取物可以促進(jìn)土豆的塊莖生成及產(chǎn)量的提高。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)土豆體內(nèi)Ca依靠蛋白CaM1和St-CDPK1和脂氧合酶mRNA的表達(dá)上升。外部添加Ca2+也會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似效果,表明細(xì)胞壁提取物中含有Ca2+[23]。而印度梨形孢的促進(jìn)作用是細(xì)胞壁提取物所不能完全替代的。
印度梨形孢誘導(dǎo)小白菜基因表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)印度梨形孢誘導(dǎo)的基因涉及運(yùn)輸、碳水化合物代謝、激素信號(hào)、細(xì)胞壁代謝和根部形成。在印度梨形孢促進(jìn)煙草生長(zhǎng)中,HSPRO基因發(fā)揮了巨大的作用[24]。促進(jìn)小白菜生長(zhǎng)是通過(guò)促進(jìn)小白菜體內(nèi)生長(zhǎng)素的合成來(lái)提升的,而擬南芥是平衡其體內(nèi)的生長(zhǎng)素含量[25]。印度梨形孢體內(nèi)的磷酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因(PiPT)在印度梨形孢促進(jìn)植物磷吸收發(fā)揮重要作用。由于這些基因在植物外部菌絲中表達(dá),所以印度梨形孢從土壤中吸收磷傳遞給寄主[26]。
2.2印度梨形孢提高植物抗逆境脅迫能力2.2.1印度梨形孢提高植物抗非生物逆境能力
印度梨形孢是從印度沙漠地區(qū)植物根系分離出來(lái)的[1],說(shuō)明印度梨形孢可以對(duì)干旱逆境下的植物起到有益作用。干旱伴隨著光合作用的下降,而印度梨形孢可以使這種下降有所減緩[27]。印度梨形孢可以通過(guò)降低丙二醛含量、提高抗氧化酶活性(POD、SOD和CAT)、促進(jìn)干旱相關(guān)基因表達(dá)、調(diào)節(jié)光合作用和類(lèi)囊體CAS蛋白來(lái)增強(qiáng)白菜干旱逆境忍耐力[28]。CAS蛋白可以調(diào)節(jié)細(xì)胞質(zhì)中Ca含量,進(jìn)而控制氣孔的閉合[29]。蛋白質(zhì)組學(xué)分析接種印度梨形孢在干旱條件下蛋白質(zhì)變化,發(fā)現(xiàn)726個(gè)蛋白斑點(diǎn),分析出45種蛋白,這些蛋白涉及光合作用、活性氧清除、代謝、信號(hào)傳導(dǎo)和植物防御反應(yīng)。印度梨形孢能提高光合作用、抗氧化防御和能量運(yùn)輸方面蛋白質(zhì)的表達(dá)水平[30]。
印度梨形孢可以減輕大麥葉片由于NaCl引起的脂質(zhì)過(guò)氧化、代謝熱產(chǎn)生、脂肪酸去飽和作用,顯著提高根部抗壞血酸含量和抗氧化物酶活性[31]。大麥葉片中的K+和Na+比率也有所提高。在鹽脅迫的小麥中,提高小麥水分吸收、光合色素和脯氨酸含量[32]。應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)分析接種有印度梨形孢的大麥在鹽脅迫下蛋白質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)968個(gè)蛋白斑點(diǎn),其中72個(gè)變化顯著,進(jìn)一步分析出51種蛋白,這些蛋白涉及光合作用、細(xì)胞抗氧化防御、蛋白質(zhì)翻譯與降解、能量產(chǎn)生、信號(hào)傳導(dǎo)與細(xì)胞壁合成[33]。印度梨形孢最高可以在含0.4mol/LNaCl的培養(yǎng)基中生存,在鹽脅迫下,其體內(nèi)的一種類(lèi)親環(huán)素A蛋白表達(dá)量上升。這種蛋白與親環(huán)素A在序列上有60%的類(lèi)似[34]。將該種基因(PiCypA)轉(zhuǎn)入煙草中,可以提高煙草對(duì)鹽脅迫的耐受力,表現(xiàn)出與正常環(huán)境類(lèi)似生長(zhǎng)的現(xiàn)象[35]。這類(lèi)蛋白可以同RNA結(jié)合,似乎是維持RNA穩(wěn)定性。
印度梨形孢可以提高白菜對(duì)水漬的耐受力,提高白菜的產(chǎn)量,體內(nèi)的蛋白質(zhì)含量、維生素、葉綠素、可溶性糖、CAT和POD活性都有所提高[36]。印度梨形孢可以提高擬南芥在高濃度鎘下的耐受力[5]。在低溫地區(qū),同樣可以促進(jìn)大麥的生長(zhǎng)[37]。
2.2.2印度梨形孢提高植物抗生物逆境能力
通過(guò)印度梨形孢對(duì)小麥鐮刀菌素冠腐病的影響研究發(fā)現(xiàn),在離體培養(yǎng)的情況下,印度梨形孢對(duì)鐮刀菌素并未有直接的抑制作用。單獨(dú)接種鐮刀菌素降低種子出苗率并導(dǎo)致可見(jiàn)的褐變和根部生長(zhǎng)遲緩。同時(shí)接種印度梨形孢與鐮刀菌素,可見(jiàn)癥狀消失,種子出苗率和根的生物量同對(duì)照相比幾乎不變。鐮刀菌侵入小麥,降低小麥體內(nèi)抗壞血酸和谷胱甘肽水平,同時(shí)降低一些抗氧化酶活性,提高脂質(zhì)過(guò)氧化。接種印度梨形孢的小麥,在鐮刀菌入侵時(shí),并未出現(xiàn)以上變化。印度梨形孢在一定程度上依靠提高體內(nèi)抗氧化酶活性來(lái)保護(hù)寄主免受病原菌侵染[38]。印度梨形孢在離體的情況下,對(duì)黃萎病菌有直接的抑制作用。印度梨形孢可以顯著降低擬南芥中黃萎病菌的擴(kuò)展。接種印度梨形孢的擬南芥在黃萎病菌侵入后,并未表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀,也未引起擬南芥逆境與防御基因的表達(dá)。來(lái)自印度梨形孢其他信號(hào)參與了擬南芥對(duì)黃萎病菌的防御過(guò)程[39]。
研究印度梨形孢對(duì)番茄抗番茄黃化曲葉病毒植株T07-4和感病品種T07-1的影響,發(fā)現(xiàn)印度梨形孢提高抗病相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)感病植株T07-1抗病基因表達(dá)相對(duì)于抗病植株T07-4更多表達(dá)。印度梨形孢誘導(dǎo)感病品種T07-1對(duì)番茄黃化曲葉病毒的抗性。在黃化曲葉病毒侵染下,使發(fā)生率降低26%,病情指數(shù)降低1.25[40]。
印度梨形孢可以提高擬南芥對(duì)線(xiàn)蟲(chóng)的抵御能力,印度梨形孢分泌物和細(xì)胞壁提取物也具有類(lèi)似的作用,顯著影響線(xiàn)蟲(chóng)的穩(wěn)定、侵染、生長(zhǎng)與繁殖[41]。研究印度梨形孢定殖油菜對(duì)蘿卜蚜選擇寄主油菜的影響,分別在大棚擬自然環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室人工環(huán)境下進(jìn)行蚜蟲(chóng)雙向選擇試驗(yàn),蘿卜蚜在有印度梨形孢定殖油菜上的數(shù)量顯著低于無(wú)印度梨形孢定殖的油菜。發(fā)現(xiàn)有印度梨形孢定殖的油菜與無(wú)印度梨形孢定殖的油菜,揮發(fā)物的種類(lèi)沒(méi)有變化,而揮發(fā)物的總量、a-pinene、terpinolene、camphor、p-thujene、cedrene以及p-caryophyllene在單位時(shí)間內(nèi)有印度梨形孢定殖的油菜釋放的量顯著高于無(wú)印度梨形孢定殖的油菜[39]。
3印度梨形孢在作為生物菌肥方面應(yīng)用
印度梨形孢可以產(chǎn)生淀粉酶與蛋白酶,為了商業(yè)應(yīng)用的發(fā)展,培養(yǎng)基成分的篩選必不可少。利用Plackett-Burman實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,分別以淀粉酶、蛋白酶和印度梨形孢生物量作為響應(yīng)量來(lái)篩選培養(yǎng)基重要影響因子,發(fā)現(xiàn)改變培養(yǎng)基成分,可以使淀粉酶從0.25mg·mL-1·h-1到0.45mg·mL-1·h-1,蛋白酶從0.1mg·mL-1·h-1到0.15mg·mL-1·h-1,印度梨形孢從0.8g·L-1到22.6g·L-1不等[42]。表明培養(yǎng)基對(duì)印度梨形孢產(chǎn)量及其次級(jí)代謝產(chǎn)物具有重要影響。Kumar等[43]在14L的發(fā)酵罐中,對(duì)印度梨形孢培養(yǎng)基成分及培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化,在生長(zhǎng)階段獲得更大生物量,在產(chǎn)孢階段獲得更多孢子。優(yōu)化的Kaefer培養(yǎng)基相對(duì)于原始培養(yǎng)基,印度梨形孢生長(zhǎng)能力提高100%,獲得最大孢子量的時(shí)間減少了70%。
研究印度梨形孢分別與促生菌假單孢菌R62和R81共同作用于黑吉豆,發(fā)現(xiàn)相對(duì)于印度梨形孢單獨(dú)作用,印度梨形孢與R81共同作用對(duì)黑吉豆的促生作用更加明顯。印度梨形孢與短小芽孢桿菌共同作用于植物時(shí),比單獨(dú)某個(gè)菌種作用于植物具有更強(qiáng)的促進(jìn)作用[44]。馬鈴薯培養(yǎng)基(PDB)是印度梨形孢發(fā)酵常用培養(yǎng)基,而短小芽孢桿菌在PDB中無(wú)法生長(zhǎng),這就限制了印度梨形孢復(fù)合菌肥的研制。利用椰子產(chǎn)業(yè)廢棄物椰子水進(jìn)行印度梨形孢菌肥的發(fā)酵,采用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的椰子水可以共同培養(yǎng)印度梨形孢與短小芽孢桿菌,這為大規(guī)模生產(chǎn)印度梨形孢菌肥提供了可能。
與液體菌肥相比,印度梨形孢固體菌肥在孢子效力、細(xì)胞生存能力、運(yùn)輸和處理過(guò)程具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。Tripathi等[45]探究印度梨形孢作為生物菌劑的載體,他們分別利用滑石粉、粘土、木屑和生物有機(jī)物作為載體進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)以滑石粉為載體,在微生物濃度、貯存溫度和生物活性方面具有更強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。印度梨形孢與滑石粉以5%的質(zhì)量比進(jìn)行混合,最為穩(wěn)定和有效,在30℃下可以保持108CFU·g-1,有效期可以延長(zhǎng)至180d。然后將以滑石粉為載體的菌劑作用于植物,研究在溫室條件下作用于四季豆的最佳劑量。Varma[1]等在印度梨形孢發(fā)酵后,將發(fā)酵液通過(guò)雙層紗布過(guò)濾得到印度梨形孢菌絲,運(yùn)用亞硫酸鎂作為載體與其進(jìn)行混合,以2%的質(zhì)量比混合,印度梨形孢活性最有效并且穩(wěn)定。平均菌落數(shù)在109以上,濕度為20%。
以上研究為印度梨形孢商業(yè)化應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。在印度梨形孢發(fā)酵以及后期載體的選擇方面推進(jìn)了其商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。印度梨形孢可以作為生物菌肥更好地為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
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[收稿日期]2016-03-17
[基金項(xiàng)目]湖北省生物菌肥工程技術(shù)研究中心資助項(xiàng)目(GCZX2012042)。
[作者簡(jiǎn)介]朱志炎(1989-),男,碩士生,研究方向?yàn)橹参锷锛夹g(shù)。通信作者:田志宏,zhtian@yangtzeu.edu.cn。
[中圖分類(lèi)號(hào)]Q949.329
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]1673-1409(2016)15-0053-06
[引著格式]朱志炎,毛琳琳,何勇,等.印度梨形孢(Piriformosporaindica)的生物學(xué)特性及對(duì)植物生長(zhǎng)的互作效應(yīng)研究進(jìn)展[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版) ,2016,13(15):53~58.
長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)2016年15期