姚強 董曉霞 宮志遠 辛寒曉 孫中濤 王梅 韓建東 劉盛林 黃春燕 張元祺

摘要：為探究山東省濱海鹽堿區(qū)生態(tài)環(huán)境改良方式，從鹽堿土壤中篩選具有耐鹽活性的產ACC脫氨酶菌株。以ACC為唯一氮源富集篩選目標菌株并對其產酶活力、耐鹽堿性、生理生化特性、對小麥種子發(fā)芽的促生作用等方面進行檢測研究。結果顯示，zhs2和zhs3菌株酶比活力分別可達0.3167 U/mg和 0.2800 U/mg。篩選出的5個菌株均可耐受pH=9的環(huán)境，抗鹽堿特性比較突出。初步鑒定，zhs1和zhs3與假單孢菌屬Pseudomonas特征相符，zhs2、zhs4、zhs5菌株與芽孢桿菌屬Bacillus特征相符。用5個菌種懸浮液浸種對鹽脅迫下的小麥種子發(fā)芽有良好的促生作用，其中zhs2的小麥相對根長、相對芽長分別比對照平均提升26.19、20.08個百分點;zhs3比對照分別提升22.29、24.77個百分點。

關鍵詞：ACC脫氨酶;耐鹽堿;篩選;分離;酶活

中圖分類號：S154.3 ?文獻標識號：A ?文章編號：1001-4942（2020）02-0054-05

Abstract In order to explore the ecological environment improvement methods of the coastal saline-alkali area in Shandong Province， the active salt-tolerant bacteria strains with ACC deaminase production were screened from saline-alkali soil. The target strains were screened with ACC as the only nitrogen source， and their enzyme activity， salt and alkali resistance， physiological and biochemical characteristics， and promotion on wheat germination were studied. The results showed that the specific activities of zhs2 and zhs3 strains were 0.3167 U/mg and 0.2800 U/mg， respectively. All the five screened strains could withstand the environment of pH=9， so their salt and alkali resistant characteristics were more prominent. Preliminary identification showed that zhs1 and zhs3 belonged to Pseudomonas， and zhs2， zhs4 and zhs5 belonged to Bacillus. The five strains had better promoting effects on the germination of wheat seeds under salt stress. The relative root length and sprout length of wheat averagely increased by 26.19 and 20.08 percentage points if soaked with zhs2， while those increased by 22.29 and 24.77 percentage points if soaked with zhs3.

Keywords ACC deaminase; Salt tolerance; Screening; Separation; Enzyme activity

土壤中存在許多種微生物菌群，它們對自然生態(tài)環(huán)境的資源分配、轉換和循環(huán)起著不可替代的作用[1]。尤其功能微生物菌群對于農業(yè)生產過程起著重大的影響[2]。鹽漬土壤受pH、含鹽量等理化指標影響，菌落分布較少[3]，加之耕作方式和農藥、化肥施用不當?shù)热祟惢顒佑绊?，土壤肥力進一步下降，鹽堿化日益加重，作物不同程度地減產。

全球耕地面積不斷減少的同時，世界人口的不斷增加導致糧食需求逐漸加大[4，5]，矛盾日益凸顯。人們不得不從可持續(xù)發(fā)展角度尋找安全、綠色的方法改善土壤結構，改良鹽堿地，改變作物生長環(huán)境。鹽堿環(huán)境下，農作物受鹽脅迫影響其根系出現(xiàn)滲透性吸水困難癥狀[6-8]，乙烯含量會明顯上升，乙烯及其生物合成的前體1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）會促進葉片成熟和衰老過程[9]，作物營養(yǎng)積累不足，導致減產[10，11]。

作物根際微生物資源相當豐富。有研究表明，許多作物根際伴生的微生物菌群具有調節(jié)作物乙烯含量的作用[12-14]，可達促生目的。這些細菌通過產ACC脫氨酶將乙烯合成前體ACC分解為α-丁酮酸和氨，抑制作物體內乙烯的合成，從而達到有效降低作物體內乙烯含量的目的[15]，減輕鹽脅迫下乙烯對作物的傷害，提高產量，同時增強作物抗逆境能力[16]。張國壯[17]在小麥根際篩選到的產高活性ACC脫氨酶的細菌，接種于小麥盆栽試驗土壤中，表明它在逆境下對小麥生長發(fā)育有促進作用。本試驗通過采集濱州市濱海鹽堿試驗區(qū)小麥根際土壤，以ACC為唯一氮源從土壤中分離篩選根際微生物菌群，以期篩選、培育出具有產ACC脫氨酶的適宜改善鹽堿區(qū)土壤環(huán)境的微生物菌株，并研究其作物促生作用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 土壤 采樣地點為山東省濱州市沾化區(qū)濱海鹽堿地試驗區(qū)小麥試驗田，分為6個小區(qū)，每區(qū)面積40 m2。于2019年5月采用五點取樣法采集小麥根際土壤，每點連同小麥根部一同取200 g裝入自封袋，帶回山東省農業(yè)科學院農業(yè)資源與環(huán)境研究所實驗室備用。

3 討論與結論

據Penrose等[18]試驗表明，當ACC脫氨酶活性在α-KA為20 nmol/（mg·h）以上時，對植物生長具有很好的促進作用。本試驗以ACC作為唯一氮源從濱海鹽堿土壤中富集篩選出5個產ACC脫氨酶菌株，其中zhs1和zhs3與假單孢菌屬Pseudomonas特征相符，zhs2、zhs4、zhs5菌株與芽孢桿菌屬Bacillus特征相符。zhs2、zhs3的酶比活力分別高達0.3167、0.2800 U/mg，zhs5的為0.2233 U/mg;耐鹽抗堿試驗表明，zhs2和zhs3菌株耐鹽堿性整體來看要優(yōu)于其它菌株。以濱海中輕度鹽堿土壤為生長條件，zhs2和zhs3菌液浸種對鹽脅迫下冬小麥種子的生根和發(fā)芽具有良好的促進作用。

本試驗以濱海鹽堿土壤為材料，篩選具有產ACC脫氨酶的耐鹽堿活性菌株并用于鹽堿土壤的改善和地力提升，此方式更具實用性。當前全球改良鹽堿地的方式更趨向于綜合治理，單一的物理或生物治理鹽堿地的方式現(xiàn)逐漸被舍棄，以無機原料、有機材料和生物復合菌劑混合治理的方式為當前綜合治理鹽堿地的有效方式。經試驗，本研究篩選的耐鹽堿性產ACC脫氨酶的菌株，也可作為優(yōu)勢菌株進行復合生物菌劑的制作。本試驗結果可對濱海鹽堿區(qū)的綠色綜合治理、環(huán)境的可持續(xù)利用提供重要參考，篩選出的菌株也可作為鹽堿區(qū)作物增產提質的備選菌株應用于綠色農業(yè)生產環(huán)節(jié)。

參 考 文 獻：

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