孫雪，董永華，王娜，崔文會(huì),4，廖鮮艷，劉莉

·環(huán)境生物技術(shù)·

耐鹽堿促生菌的篩選及性能

孫雪1,2，董永華3，王娜2，崔文會(huì)2,4，廖鮮艷1，劉莉2

1 上海大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，上海 200444 2 中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院，上海 201210 3 上海市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全中心，上海 200335 4 上海理工大學(xué) 醫(yī)療器械與食品學(xué)院，上海 200093

鹽分是影響作物生長(zhǎng)最重要的因素，使用能促進(jìn)植物生長(zhǎng)的耐鹽堿促生菌減輕鹽脅迫引起的損害是一種農(nóng)業(yè)上的有效方法。文中從鹽堿地篩選得到7株耐鹽細(xì)菌，并考察篩選菌株的產(chǎn)胞外聚合物 (EPS) 能力、降堿能力和產(chǎn)吲哚-3-乙酸 (IAA) 能力。經(jīng)綜合評(píng)價(jià)選出1株優(yōu)勢(shì)菌株DB01，菌株DB01產(chǎn)EPS能力為0.21 g/g，降堿能力為8.7%，產(chǎn)IAA的能力為8.97 mg/L。菌株經(jīng)16S rRNA鑒定為海水鹽單胞菌，并且有抑制香蕉枯萎病、番茄早疫病、大豆疫霉病、小麥紋枯病病原菌的能力，同時(shí)能夠在鹽脅迫下促進(jìn)小麥幼苗的發(fā)芽率和根長(zhǎng)。海水鹽單胞菌DB01可為土壤微生物資源開(kāi)發(fā)利用和鹽堿地改良提供理論依據(jù)。

耐鹽，降堿，胞外聚合物，促生特性，促生效應(yīng)

土地鹽堿化是一個(gè)影響全世界的土壤退化問(wèn)題，鹽堿化不僅降低了耕地的作物產(chǎn)量，而且嚴(yán)重限制耕地利用的可持續(xù)性，阻礙了農(nóng)業(yè)的發(fā)展[1]。我國(guó)鹽堿地面積位列全球第三，面積約有1×108hm2，廣泛分布于我國(guó)西北、東北、華北以及濱海地區(qū)[2-3]。除自然形成的鹽堿地外，人們對(duì)化肥和農(nóng)藥的濫用以及不當(dāng)?shù)母鞣绞剑矔?huì)造成鹽分在耕作層的累積從而導(dǎo)致土地次生鹽漬化的形成[4]。根據(jù)目前耕地面積快速減少的趨勢(shì)，增加耕地面積、修復(fù)耕地生態(tài)已經(jīng)成為重中之重，鹽堿地的改良已成為增加和改善耕地的突破口。根據(jù)《關(guān)于開(kāi)展全國(guó)耕地后備資源調(diào)查評(píng)價(jià)工作的通知》(國(guó)土資廳發(fā)〔2014〕13號(hào))[5]，輕度和中度鹽堿地已然成為我國(guó)耕地后備資源，這為鹽堿地的改良和利用提供更加堅(jiān)實(shí)的理論支持。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鹽堿地的修復(fù)研究主要集中在物理和化學(xué)法修復(fù)，但是這兩種修復(fù)方法的費(fèi)用較為昂貴，生物修復(fù)因具有成本低且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)成為鹽堿地修復(fù)的新興方法[6]。鹽堿地易形成土壤板結(jié)，造成土壤的透氣性差，而耐鹽堿促生微生物分泌的胞外聚合物(EPS)能通過(guò)范德華力和靜電引力與土壤顆粒形成土壤團(tuán)聚體，增加土壤的透氣性，同時(shí)減少鹽離子對(duì)作物的毒害作用[7]。此外它們還能夠分泌吲哚-3-乙酸(IAA) 等植物生長(zhǎng)激素來(lái)調(diào)控鹽脅迫下植物的系統(tǒng)反應(yīng)。利用耐鹽堿促生菌促進(jìn)植物根系的生長(zhǎng)，減緩鹽脅迫對(duì)植物的不利，進(jìn)而達(dá)到改善鹽堿地的目的。由于耐鹽堿微生物是生物修復(fù)的重要組成，因此，篩選一株能夠改善土壤質(zhì)地、促進(jìn)植株生長(zhǎng)的菌株，是鹽堿土壤可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵[8]。本實(shí)驗(yàn)研究從江蘇如東鹽堿土分離得到耐鹽菌株，并對(duì)其產(chǎn)EPS能力、降堿能力、產(chǎn)IAA能力、病原菌拮抗等多重生理指標(biāo)以及在鹽脅迫下對(duì)作物的促生效應(yīng)進(jìn)行初步探討，為研制改良鹽堿地微生物菌劑提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 鹽堿土壤樣品

供試土壤于2018年11月采集于江蘇省南通市如東縣沿海鹽堿土(32°50￠N，121°14￠E)。該鹽堿土的可溶性總鹽含量為0.7%，pH為8.99，電導(dǎo)率為3.62 mS/cm。

1.1.2 種子和實(shí)驗(yàn)病原菌

實(shí)驗(yàn)種子采用小麥種子。

指示病原菌：香蕉枯萎病菌f. sp、番茄早疫病菌來(lái)自海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院農(nóng)藥實(shí)驗(yàn)室；大豆疫霉病菌、小麥紋枯病菌來(lái)自中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心。

1.1.3 培養(yǎng)基

10%氯化鈉的LB培養(yǎng)基：酵母膏5 g，蛋白胨10 g，NaCl 100 g，加蒸餾水配制至1 000 mL。固體培養(yǎng)基中瓊脂的添加量為1.5%。

5%氯化鈉的LB培養(yǎng)基：酵母膏5 g，蛋白胨10 g，NaCl 50 g，加蒸餾水配制至1 000 mL。

LB培養(yǎng)基：酵母膏5 g，蛋白胨10 g，NaCl 10 g，加蒸餾水配制至1 000 mL。固體培養(yǎng)基中瓊脂的添加量為1.5%。

pH=10的LB培養(yǎng)基：酵母膏5 g，蛋白胨 10 g，NaCl 10 g，加蒸餾水配制至1 000 mL。用碳酸鈉調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值，碳酸鈉溶液采用過(guò)濾滅菌，當(dāng)培養(yǎng)基冷卻至50 ℃時(shí)加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值到10[9]。

產(chǎn)EPS菌株發(fā)酵培養(yǎng)基：蔗糖20 g，K2HPO40.2 g，KH2PO40.5 g，NaCl 100 g，MgSO4·7H2O 0.5 g，酵母膏3 g，加蒸餾水配制至1 000 mL[10]。

所有培養(yǎng)基均于121 ℃滅菌20 min。

1.1.4 主要試劑和儀器

AxyPrep基因提取試劑盒、酶、DNA Ladder Mix、dNTP均購(gòu)自生工生物工程 (上海) 股份有限公司；其余試劑均為分析純?cè)噭?，?gòu)自上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。Salkowski試劑：濃H2SO410.8 mol/L，F(xiàn)eCl34.5 mol/L。

S1000-PCR擴(kuò)增儀：美國(guó)BIO-RAD；HQ40d便攜式pH計(jì)：美國(guó)哈希公司；ZWY-2102C恒溫振蕩搖床：上海智城分析儀器制造有限公司；DR2800臺(tái)式可見(jiàn)光分光光度計(jì)：美國(guó)哈希公司；L550醫(yī)用離心機(jī)：湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器有限 公司。

1.2 方法

1.2.1 耐鹽微生物的篩選

菌株的分離：取5 g供試土壤加入裝有100 mL無(wú)菌水的錐形瓶中，180 r/min振蕩30 min，使供試土壤中的微生物充分分散于無(wú)菌水中，得到土壤混合液。將土壤混合液按梯度進(jìn)行稀釋?zhuān)x擇濃度梯度為10–2、10–3、10–4、10–5、10–6的土壤混合液進(jìn)行涂布，吸取100 μL菌懸液涂布于10%氯化鈉的LB固體培養(yǎng)基中用于分離耐鹽微生物。將平板倒置放入30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48–96 h[10]。

菌株的純化：根據(jù)菌落形態(tài)、顏色以及大小的區(qū)別，挑取單個(gè)微生物菌落，之后進(jìn)行多次純化直至獲得單克隆菌株，純化獲得的菌株用30%的甘油儲(chǔ)存于?80 ℃冰箱。

1.2.2 菌株產(chǎn)EPS能力的測(cè)定

將初篩得到的耐鹽菌株接入產(chǎn)EPS菌株發(fā)酵培養(yǎng)基中，接種量為5%，培養(yǎng)溫度為30 ℃，培養(yǎng)時(shí)間為3 d。3 d后取10 mL發(fā)酵液4 000 r/min離心15 min，去除菌體，菌體105 ℃烘干稱(chēng)重。上清液加入3倍體積95%乙醇進(jìn)行醇沉，4 ℃過(guò)夜，混合液4 000 r/min離心30 min，倒去上清液，沉淀105 ℃下烘干稱(chēng)重。通過(guò)EPS重量和菌株干重的比值得出單位重量菌株的EPS的產(chǎn)量[11]。

1.2.3 菌株降堿能力的測(cè)定

降堿能力的平板驗(yàn)證：將篩選得到的菌株在pH=10的LB固體培養(yǎng)基上進(jìn)行劃線，將平板倒置放入30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48–96 h。觀察是否有菌株生長(zhǎng)，生長(zhǎng)的菌株進(jìn)行后續(xù)的搖瓶驗(yàn)證。

降堿能力的搖瓶測(cè)定：將平板生長(zhǎng)情況較好的菌株接入到pH 10的LB液體培養(yǎng)基中，每隔12 h觀察菌株生長(zhǎng)情況和pH值的變化情況。菌株以5%的接種量接入pH 10的LB液體培養(yǎng)基中。菌株的降堿率按照下式進(jìn)行計(jì)算：

式中：為降堿能力，%；pH前為發(fā)酵前培養(yǎng)基的pH值；pH后為發(fā)酵后培養(yǎng)基的pH值[12]。

1.2.4 菌株產(chǎn)IAA能力的測(cè)定

吲哚-3-乙酸(IAA) 是一種植物生長(zhǎng)激素，它能夠促進(jìn)植株的生長(zhǎng)。鹽分會(huì)抑制植物體內(nèi)IAA的合成，可以通過(guò)菌株分泌的外源IAA刺激植物體內(nèi)IAA的合成。菌株產(chǎn)IAA的能力采用Salkowski比色法測(cè)定，本研究采用5%氯化鈉的LB培養(yǎng)基作為發(fā)酵培養(yǎng)基，觀察高鹽情況下，菌株IAA的產(chǎn)生情況。菌株以5%的接種量接入5%氯化鈉的LB液體培養(yǎng)基中。30 ℃、180 r/min振蕩2 d，之后將菌液10 000 r/min離心10 min，取2 mL上清液加入相同體積的Salkowski試劑混合均勻，于黑暗處反應(yīng)30 min后測(cè)定溶液在530 nm處的吸光值，通過(guò)制作好的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出發(fā)酵液中IAA的含量[13]。

1.2.5 菌株的鑒定

用16S rRNA基因序列分析的方法對(duì)篩選所得菌株進(jìn)行鑒定，本實(shí)驗(yàn)使用AxyPrep細(xì)菌基因組DNA小量制備試劑盒，提取基因組，采用細(xì)菌常用通用引物27F (5′-AGAGTTTGATCC TGGCTCAG-3′) 和1492R (5′-GGTTACCTTGTTA CGACTT-3′) 進(jìn)行PCR[14]。

PCR采用20 μL反應(yīng)體系：酶10 μL，模板0.5 μL，引物各0.6 μL，添加ddH2O至體系總體積為20 μL。

PCR反應(yīng)程序：94 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸90 s，循環(huán) 30次；72 ℃補(bǔ)延伸10 min，16 ℃降溫5 min結(jié)束。PCR產(chǎn)物用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行條帶檢測(cè)，送往上海杰李生物技術(shù)有限公司進(jìn)行純化測(cè)序。根據(jù)測(cè)序所得16S rRNA序列在GenBank中BLAST搜索同源序列[15]。

1.2.6 菌株拮抗病原微生物能力的測(cè)定

測(cè)定篩選所得優(yōu)勢(shì)菌株對(duì)香蕉枯萎病菌、番茄早疫病菌、大豆疫病霉菌以及小麥紋枯病菌的抑制能力。將4種致病菌分別接入到LB固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)7–9 d。之后再分別在真菌菌絲生長(zhǎng)最旺盛的地方用滅過(guò)菌的打孔器進(jìn)行打孔，將這些帶有菌絲的培養(yǎng)基接入到新的LB培養(yǎng)基的正中間，同時(shí)在距平板中心2.5 cm的位置接入篩選獲得的菌株，30 ℃下培養(yǎng)，每天觀察菌株和真菌的生長(zhǎng)狀況以及菌株對(duì)真菌的拮抗效果[16-17]。

1.2.7 菌株促生能力的測(cè)定

種子液的制備：菌株以5%的接種量接入LB液體培養(yǎng)基中，30 ℃培養(yǎng)48 h。之后菌液以8 000 r/min離心10 min去除上清液，用無(wú)菌水將菌體懸浮成=0.2的菌株懸浮液。

種子處理：挑選大小一致、飽滿的小麥種子，用75%的乙醇消毒3 min，之后用無(wú)菌水清洗3次，去除殘留的乙醇。將處理過(guò)后的種子于室溫下浸泡在制備好的菌株懸浮液中3 h[13]。

發(fā)芽床的制備：選擇無(wú)菌培養(yǎng)皿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使用吸水性和保水性較好的濾紙作為紙床。每組 30粒小麥種子作為一個(gè)平行，重復(fù)3次。采用不 同NaCl濃度(0 mmol/L、50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L)的水溶液浸濕濾紙來(lái)營(yíng)造不同鹽脅迫的環(huán)境，紙床在吸足水后，去除多余水分。種子在25 ℃下暗培養(yǎng)4 d后，測(cè)定種子發(fā)芽率(GR)、根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)和簡(jiǎn)化活力指數(shù)(SVI)。SVI的計(jì)算公式如下[18]：

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)的差異顯著性分析通過(guò)SPSS軟件獲得。

2 結(jié)果與分析

2.1 耐鹽菌株的篩選

從初篩培養(yǎng)基的平板中，根據(jù)菌落形態(tài)特征分離純化得到7株耐10%氯化鈉的耐鹽菌株，菌落形態(tài)以及生長(zhǎng)情況見(jiàn)表1。

表1 菌落形態(tài)

“+” represents colony diameter<0.5 mm, “++” represents 0.5 mm2 mm.

2.2 菌株生理活性

EPS因含有羥基、羧基等官能團(tuán)，故其能夠吸附環(huán)境中的金屬離子。同時(shí)EPS還能通過(guò)范德華力與土壤膠體相結(jié)合形成土壤團(tuán)聚體，從而抵抗鹽離子對(duì)植物的毒害作用。通過(guò)考察篩選所得菌株的產(chǎn)EPS能力和耐堿能力，得到的7株菌株都有分泌EPS的能力，其中菌株YJY01產(chǎn)EPS的能力最高，產(chǎn)量為0.42 g/g，但是其無(wú)法在耐堿培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。除YJY01之外，其余菌株都可在耐堿培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，且有一定的降堿能力，菌株YJJ02的降堿能力最強(qiáng)，能夠達(dá)到12%，同時(shí)所有菌株在生長(zhǎng)周期的前12 h有較高的降堿能力，后期隨著菌株的消亡，細(xì)胞內(nèi)容物溢出，使得發(fā)酵液pH值呈現(xiàn)逐步上升的趨勢(shì)。

IAA是較為常見(jiàn)的植物促生長(zhǎng)激素，當(dāng)環(huán)境中鹽濃度增加時(shí)，植物體內(nèi)的內(nèi)源IAA的含量將會(huì)減少，此時(shí)可以通過(guò)外加菌株分泌的IAA來(lái)刺激植物產(chǎn)生內(nèi)源IAA而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。觀測(cè)高鹽情況下菌株IAA的產(chǎn)生量，結(jié)果如表2所示，篩選所得菌株在高鹽情況下皆有產(chǎn)生IAA的能力并且皆大于1 mg/L，其中菌株DB01分泌IAA的能力最強(qiáng)為8.97 mg/L，根據(jù)上述3種能力，挑選優(yōu)勢(shì)菌株DB01進(jìn)行16S rRNA基因鑒定和革蘭氏染色，并進(jìn)行致病菌拮抗實(shí)驗(yàn)和小麥發(fā)芽率實(shí)驗(yàn)。

2.3 菌株的鑒定

將篩選得到的優(yōu)勢(shì)菌株DB01的16S rRNA基因序列與GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中的核酸序列數(shù)據(jù)進(jìn)行BLAST對(duì)比分析，選取其中同源性最高的菌株作為代表菌株。使用MEGA 7.0進(jìn)行菌株系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建，具體菌株同源性信息見(jiàn)圖1，由圖1可知DB01與(GenBank登錄號(hào)：EF143431.1)聚為一支，表明DB01的16S rRNA的基因序列與其有著最高的同源性，相似性為100%，因此可以判定菌株DB01為海水鹽單胞菌。菌株的具體形態(tài)見(jiàn)圖2，由圖2可知菌株DB01為革蘭氏陰性、呈現(xiàn)桿狀。目前從鹽堿地中篩選得到耐鹽堿促生菌大多為芽孢桿菌屬()、假單胞桿菌屬()、鹽桿菌屬()和葡萄球菌屬()等。僅有個(gè)別文章提到期望鹽單胞菌可作為提高植物耐鹽性的根際促生菌(PGPR)，但是還并未有文章提及可作為耐鹽促生菌[19-22]。與其他耐鹽促生菌相比，不僅能夠耐受高鹽環(huán)境也可在高堿環(huán)境下生存，能夠在高鹽環(huán)境下分泌IAA，通過(guò)刺激內(nèi)源IAA和抗氧化酶的產(chǎn)生增加植物對(duì)高鹽環(huán)境的耐受能力，具有鐵載體和蛋白酶的產(chǎn)生能力，表明其有望成為生防耐鹽促生菌的潛力?？梢远ㄖ吃谥参锔?，通過(guò)產(chǎn)生的EPS結(jié)合鈉離子來(lái)減少鈉離子在作物體內(nèi)的累積，還可以增加根系周邊的營(yíng)養(yǎng)來(lái)促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。

表2 菌株生理活性

1: EPS yield is the ratio of net EPS secreted by the strain after subtracting EPS from the medium to the dry weight of the strain, 2: “+” represents colony diameter<0.5 mm, “++” represents 0.5 mm

圖1 菌株DB01的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)

圖2 菌株DB01的鏡檢圖

2.4 菌株抑菌能力

將菌株DB01與香蕉枯萎病、番茄早疫病、大豆疫霉病、小麥紋枯病的致病菌接入同一平板中觀察菌株對(duì)致病菌的抑制效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)DB01對(duì)以上4種致病菌皆有抑制能力，由圖可知，菌株對(duì)番茄早疫病菌和小麥紋枯病菌的抑制能力較強(qiáng)，趙新貝等、王平等提到菌株可以通過(guò)分泌HCN等抑菌物質(zhì)來(lái)抑制病原菌生長(zhǎng)，同時(shí)也可以通過(guò)分泌胞外酶(幾丁質(zhì)酶、葡聚糖)來(lái)分解致病菌的細(xì)胞壁從而導(dǎo)致致病菌死亡，還可以通過(guò)分泌鐵載體和病原菌爭(zhēng)奪土壤中的鐵元素抑制致病菌的生長(zhǎng)[23-25]。菌株DB01的生防機(jī)理尚未見(jiàn)報(bào)道，有待后續(xù)研究。

圖3 DB01對(duì)致病菌的抑制情況

2.5 菌株對(duì)小麥的促生效果

不同鹽脅迫下菌株DB01對(duì)小麥發(fā)芽率、根長(zhǎng)、莖長(zhǎng)以及簡(jiǎn)化活力指數(shù)的影響如表3所示。隨著鹽濃度增加，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的發(fā)芽率同時(shí)呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但菌株DB01處理過(guò)的小麥種子的發(fā)芽率均高于對(duì)照組，菌株DB01僅在沒(méi)有鹽脅迫下能夠顯著促進(jìn)莖長(zhǎng)，但是從0 mmol/L開(kāi)始，處理組的根長(zhǎng)顯著高于對(duì)照組的根長(zhǎng)，分別增加50%、30%、43%、39%和38%，小麥簡(jiǎn)化活力指數(shù)和根長(zhǎng)呈現(xiàn)同一趨勢(shì)，和對(duì)照相比增加49%、21%、32%、42%和34%，這說(shuō)明在鹽脅 迫下菌株DB01對(duì)小麥生長(zhǎng)有著一定程度的促進(jìn)作用。

3 結(jié)論

從江蘇省如東縣鹽堿土中篩選得到7株耐鹽菌株，綜合評(píng)價(jià)菌株的產(chǎn)EPS能力、降堿能力以及產(chǎn)IAA能力，獲得一株耐鹽堿促生菌DB01。該菌株產(chǎn)EPS能力為0.21g/g，降堿能力為8.7%，產(chǎn)IAA能力為8.97 mg/L。

將菌株DB01的16S rRNA基因序列進(jìn)行對(duì)比分析，鑒定該菌株為海水鹽單胞菌。

海水鹽單胞菌DB01能夠抑制香蕉枯萎病菌、番茄早疫病菌、大豆疫霉病菌、小麥紋枯病菌的生長(zhǎng)，并能夠增加小麥種子的發(fā)芽率和簡(jiǎn)化活力指數(shù)，有望成為一種廣譜性的生防促生菌。將其應(yīng)用于鹽堿地改良，提高作物對(duì)鹽堿的抗性可作為今后的研究方向。

表3 菌株DB01對(duì)小麥幼苗的促生作用

a,b,c,d,e,f: there were significant differences between the values at<0.05.

[1] Li B, Wang GZ, Sun ZG,et al. Resources and sustainable resource exploitation of salinized land in China. Agri Res Arid Areas, 2005, 23(2): 154–158 (in Chinese). 李彬, 王志春, 孫志高, 等. 中國(guó)鹽堿地資源與可持續(xù)利用研究. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究, 2005, 23(2): 154–158.

[2] Niu DL, Wang QJ. Research progress on saline-alkali field control. Chin J Soil Sci, 2002, 33(6): 449–455 (in Chinese). 牛東玲, 王啟基. 鹽堿地治理研究進(jìn)展. 土壤通報(bào), 2002, 33(6): 449–455.

[3] Pan BY, CaoY. Effect of different doses of Lees on salinized soil. Environ Sci Manag, 2009, 34(10): 135–137 (in Chinese).潘保原, 曹越. 不同劑量的酒糟對(duì)鹽堿土壤改良的作用. 環(huán)境科學(xué)與管理, 2009, 34(10): 135–137.

[4] Wang WF, Wu ZS, He YH, et al. Plant growth promotion and alleviation of salinity stress inL. byisolated from saline soil in Xinjiang. Ecotoxicol Environ Saf, 2018, 164: 520–529.

[5] Ding SW, Zhang P. Research status of saline-alkali land improvement and application analysis of microbial fertilizer. Mod Agri Sci Technol, 2019, (7): 175–176 (in Chinese). 丁紹武, 張鵬. 鹽堿地改良研究現(xiàn)狀及微生物菌肥應(yīng)用分析. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2019, (7): 175–176.

[6] Shaygan M, Mulligan D, Baumgartl T. The potential of three halophytes (,, and) for the rehabilitation of brine-affected soils. Land Degradat Dev, 2018, 29(6): 2002–2014.

[7] Jiang HH, Wang T, ChenN, et al. Research progress in PGPR improving plant’s resistance to salt and alkali. Biotechnol Bull, 2019, 35(10): 189–197 (in Chinese). 姜煥煥, 王通, 陳娜, 等. 根際促生菌提高植物抗鹽堿性的研究進(jìn)展. 生物技術(shù)通報(bào), 2019, 35(10): 189–197.

[8] Li HS, Lei P, Pang X, et al. Enhanced tolerance to salt stress in canola (L.) seedlings inoculated with the halotolerantHSNJ4. Appl Soil Ecol, 2017, 119: 26–34.

[9] Shi W. Screening and resistance-analysis of microorganisms in extreme saline soil environments[D]. Harbin: Northeast Forestry University, 2011 (in Chinese).石偉. 極端鹽堿土壤細(xì)菌的分離篩選及抗鹽特性研究[D]. 哈爾濱: 東北林業(yè)大學(xué), 2011.

[10] Liu CX. The screening of saline-alkali-tolerant microbes and its effect on the forming of saline-alkali soil aggregates[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2009 (in Chinese).劉彩霞. 耐鹽堿微生物的篩選及在鹽堿土團(tuán)聚體形成中的作用[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.

[11] Nunkaew T, Kantachote D, Nitoda T, et al. Characterization of exopolymeric substances from selectedstrains and their ability to adsorb sodium ions. Carbohydr Polym, 2015, 115: 334–341.

[12] YanH, Zhong F, Gao XL, et al. Isolation and screening of saline-alkali tolerant bacterial strains and the biological characteristics and salt-alkali removal efficiency of the strain screened． Chin J Ecol, 2012, 31(4): 1000–1008 (in Chinese).燕紅, 鐘方, 高新亮, 等. 耐鹽堿菌株的分離篩選及生物學(xué)特性和鹽堿去除效率的研究. 生態(tài)學(xué)雜志, 2012, 31(4): 1000–1008.

[13] Shah G, Jan M, Afreen M, et al. Halophilic bacteria mediated phytoremediation of salt-affected soils cultivated with rice. J Geochem Explorat, 2017, 174: 59–65.

[14] Wang N, Li BG, Liu L, et al. Screening and performance of dominant strains for sludge degradation in livestock and poultry breeding wastewater. Ind Microbiol, 2019, 49(1): 1–7 (in Chinese). 王娜, 李保國(guó), 劉莉, 等. 降解畜禽養(yǎng)殖廢水污泥的優(yōu)勢(shì)菌株篩選及其性能研究. 工業(yè)微生物, 2019, 49(1): 1–7.

[15] Mata JA, Martínez-Cánovas J, Quesada E, et al. A detailed phenotypic characterisation of the type strains ofspecies. Syst Appl Microbiol, 2002, 25(3): 360–375.

[16] Zhou XL, He WF, Chuang SC, et al. The promotion effect ofgrowth-promoting rhizobacteria strains and their survival ability in the soil. J Anhui Agri Univ, 2015, 42(4): 591–594 (in Chinese). 周曉雷, 何文斐, 闖紹闖, 等. 溫莪術(shù)根際促生菌株的促生效應(yīng)及土壤定殖. 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2015, 42(4): 591–594.

[17] Yessoufou K, Elansary HO, Mahmoud EA, et al. Antifungal, antibacterial and anticancer activities ofL. stem bark extract and biologically active isolated compounds. Ind Crop Prod, 2015, 74: 752–758.

[18] Sarkar A, Ghosh PK, Pramanik K, et al. A halotolerantsp. displaying ACC deaminase activity promotes rice seedling growth under salt stress. Res Microbiol, 2018, 169(1): 20–32.

[19] Liu SF, Wang RY. Advance in research on plant salt tolerance improved by plant-growth-promoting rhizobacteria. J Desert Res, 2019, 39(2): 1–12 (in Chinese).劉少芳, 王若愚. 植物根際促生細(xì)菌提高植物耐鹽性研究進(jìn)展. 中國(guó)沙漠, 2019, 39(2): 1–12.

[20] Boukhatem ZF, Domergue O, Bekki A, et al. Symbiotic characterization and diversity of rhizobia associated with native and introduced acacias in arid and semi-arid regions in Algeria. Fems Microbiol Ecol, 2012, 80(3): 534–547.

[21] Etesami H, Beattie GA. Mining halophytes for plant growth-promoting halotolerant bacteria to enhance the salinity tolerance of non-halophytic crops. Front Microbiol, 2018, 9:148.

[22] Ruppel S, Franken P, Witzel K. Properties of the halophyte microbiome and their implications for plant salt tolerance. Funct Plant Biol, 2013, 40(8-9): 940–951.

[23] Zhao XB, Wang J, ShangguanNN, et al. Identification, fermentation condition optimization and control efficiency of biocontrol Bacterium TD-7 against the tomato grey mould. Chin J Biol Control, 2019, 35(2): 226–239 (in Chinese). 趙新貝, 王娟, 上官妮妮, 等. 番茄灰霉病生防細(xì)菌TD-7的鑒定、發(fā)酵條件優(yōu)化及其防治效果. 中國(guó)生物防治學(xué)報(bào), 2019, 35(2): 226–239.

[24] Wang P, Dong B, Li FD, et al. Detection and determination of the siderophores produced by wheat rhizobacteria. Microbiol China , 1994, 21(6): 323–326 (in Chinese).王平, 董飚, 李阜棣, 等. 小麥根圈細(xì)菌鐵載體的檢測(cè). 微生物學(xué)通報(bào), 1994, 21(6): 323–326.

[25] Sukkasem P, Kurniawan A, Kao TC, et al. A multifaceted rhizobacteriumfunctions as a fungal antagonist and a promoter of plant growth and abiotic stress tolerance. Environ Exp Bot, 2018, 155: 541–551.

Screening and evaluation of saline-alkali-tolerant and growth-promoting bacteria

Xue Sun1,2, Yonghua Dong3, Na Wang2, Wenhui Cui2,4, Xianyan Liao1, and Li Liu2

1 School of Life Sciences, Shanghai University, Shanghai 200444, China 2 Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210, China 3 Shanghai Quality Safety Center of Agricultural Products, Shanghai 200335, China 4 School of Medical Instrument and Food Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China

Salinity is the most important factor for the growth of crops. It is an effective method to alleviate the toxic effect caused by salt stress using saline-alkali-tolerant and growth-promoting bacteria in agriculture. Seven salt-tolerant bacteria were screened from saline-alkali soil, and the abilities of EPS production, alkalinity reduction and IAA production of the selected strains were investigated. A dominant strain DB01 was evaluated. The abilities of EPS production, alkalinity reduction and IAA production of strain DB01 were 0.21 g/g, 8.7% and 8.97 mg/L, respectively. The isolate was identified asby partial sequencing analysis of its 16S rRNA genes, and had the ability to inhibit the growth off. sp.,,and. It also could promote root length and germination rate of wheat seedlings under salt stress.can provide theoretical basis for the development of soil microbial resources and the application in saline-alkali soil improvement.

salt-tolerant, alkalinity reduction, extracellular polymer, growth-promoting properties, growth-promoting effect

10.13345/j.cjb.190519

November 20, 2019;

February 13, 2020

Supported by:Shanghai Science and Technology Commission Project (No. 18295810400), Shanghai Agriculture Applied Technology Development Program (No. 2019-02-08-00-16-F01140), Shanghai Chongming District Agricultural Science and Technology Innovation Project (No. 2019CNKC-05).

Li Liu. Tel/Fax: +86-21-20325161; E-mail: liul@sari.ac.cn

上海市科委項(xiàng)目(No. 18295810400)，上海市科技興農(nóng)項(xiàng)目(No. 2019-02-08-00-16-F01140)，上海市崇明區(qū)農(nóng)業(yè)科創(chuàng)項(xiàng)目(No. 2019CNKC-05) 資助。

2020-03-02

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1998.Q.20200301.2054.001.html

孫雪, 董永華, 王娜, 等. 耐鹽堿促生菌的篩選及性能. 生物工程學(xué)報(bào), 2020, 36(7): 1356–1364.

Sun X, Dong YH, Wang N, et al. Screening and evaluation of saline-alkali-tolerant and growth-promoting bacteria. Chin J Biotech, 2020, 36(7): 1356–1364.

(本文責(zé)編 陳宏宇)