曹 熙,王恩彪,任曉珍,趙 歡
沈陽科技學(xué)院,遼寧 沈陽 110167
植物根際促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)是指在植物根系土壤中生存的有益菌,不僅可以促進(jìn)植物生長,還具有防病害和提高作物收成的作用。目前發(fā)現(xiàn)的具有防病促生潛能的多個(gè)種類和屬性的根系微生物包括芽孢桿菌屬(Bacillus)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、農(nóng)桿菌屬(A grobacterium)以及埃文氏菌屬(Eriwinia)等[1-2]。
在農(nóng)作物生產(chǎn)中應(yīng)用微生物肥料可以明顯起到增加產(chǎn)量和提高品質(zhì)的效果。研究表明,施用微生物肥料可以明顯促進(jìn)水稻、玉米等糧食作物植株的生長和產(chǎn)量的增加,同時(shí)減少化肥的使用[3]。植物根際促生細(xì)菌能夠通過多種途徑促進(jìn)植物的生長。因此,對PGPR 植物的生長促進(jìn)機(jī)理和促進(jìn)微生物肥料產(chǎn)業(yè)化的詳細(xì)研究,已然成為當(dāng)前對資源合理利用和環(huán)境保護(hù)具有重要意義的研究熱點(diǎn)。
通過前期對菌株進(jìn)行分離純化、篩選及培養(yǎng),得到了13 株具有高效解磷作用的菌株。本研究通過對試驗(yàn)菌株與解淀粉芽孢桿菌拮抗作用及與玉米大斑病病原菌拮抗作用進(jìn)行評價(jià),篩選出制備微生物肥料的目標(biāo)菌種。
LB 培養(yǎng)基、無菌培養(yǎng)皿、無菌鑷子、無菌牛津杯、超凈工作臺、恒溫培養(yǎng)箱、恒溫?fù)u床、高壓蒸汽滅菌鍋、離心機(jī)、分光光度計(jì)。
1.1.1 試驗(yàn)菌株與解淀粉芽孢桿菌拮抗作用評價(jià)方法[4]
無菌培養(yǎng)皿底部倒一層已滅菌的LB 固體培養(yǎng)基,培養(yǎng)基凝固后,在距平皿中心2.5 cm 處放置經(jīng)180 ℃干熱滅菌1 h 的牛津杯,每皿放3 個(gè),呈等邊三角形。將滅好菌的LB 固體培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿中,每皿約20 mL,紫外燈下開蓋冷卻后將牛津杯拔出,使固體平板上形成菌液池。
取100 μL 于30 ℃恒溫振蕩培養(yǎng)24 h 的解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵液,加入制作好的平皿中央,涂布均勻。每個(gè)菌液池內(nèi)加100 μL 于30 ℃恒溫振蕩培養(yǎng)24 h 的試驗(yàn)菌株發(fā)酵液,每皿的3 個(gè)菌液池互為對照,以接種等量無菌培養(yǎng)基為空白對照,于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)24 h,待解淀粉芽孢桿菌長滿整個(gè)平皿后,觀察菌液池周圍是否產(chǎn)生抑菌圈,并測量抑菌圈直徑。
1.1.2 試驗(yàn)菌株與玉米大斑病病原菌拮抗作用評價(jià)方法[5-6]
無菌培養(yǎng)皿底部倒一層已滅菌的LB 固體培養(yǎng)基,待LB 培養(yǎng)基凝固后,在距平皿中心2.5 cm 處放置經(jīng)180 ℃干熱滅菌1 h 的牛津杯,每皿放3 個(gè),呈等邊三角形。將滅好菌的PDA 培養(yǎng)基倒入培養(yǎng)皿,每皿約20 mL,紫外燈下開蓋冷卻后將牛津杯拔出,使固體平板上形成菌液池。
平皿中心接種玉米大斑病病原菌菌餅,在菌液池內(nèi)加入100 μL 試驗(yàn)菌株發(fā)酵液,每皿的3 個(gè)菌液池互為對照,以接種等量無菌培養(yǎng)基為空白對照,于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)至空白板上,菌絲生長至菌液池邊緣。測量抑菌帶寬度(細(xì)菌菌落邊緣至病原菌菌絲邊緣的距離)及玉米大斑病原菌菌落半徑(玉米大斑病菌餅邊緣至菌絲邊緣的距離),并計(jì)算抑菌率:(空白對照玉米大斑病病原菌菌落半徑-接種實(shí)驗(yàn)菌的平皿上玉米大斑病原菌菌落半徑)×100%/空白對照玉米大斑病病原菌菌落半徑。
試驗(yàn)菌株與解淀粉芽孢桿菌拮抗實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1。
表1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表
將解淀粉芽孢桿菌及試驗(yàn)菌株培養(yǎng)24 h 后,觀察到其中8 個(gè)平皿上出現(xiàn)抑菌圈,說明13 株菌中有8 株菌與解淀粉芽孢桿菌存在不同程度的拮抗作用。其中,HF47.0 及HF48.1 兩株菌于解淀粉芽孢桿菌拮抗作用最強(qiáng),HF40.0 次之。HF34.0、HF36.0、HF43.1、HF43.2、HF48.2 五株菌與解淀粉芽孢桿菌不存在拮抗作用,可作為備選菌株加入微生物肥料。
試驗(yàn)菌株與玉米大斑病病原菌拮抗作用評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表2。
表2 試驗(yàn)菌株與玉米大斑病病原菌拮抗實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表
除HF34.0 菌株外,13 株試驗(yàn)菌中其余12 株菌對玉米大斑病病原菌均有拮抗作用。其中,HF29.0及HF36.0 兩株菌對玉米大斑病抑菌率達(dá)到70.0%,抑菌效果最好。其次,解淀粉芽孢桿菌及HF45.0、HF48.1、HF48.2、HF48.3、HFTY 等6 株菌的抑菌率達(dá)到60 %以上。
在分離純化得到的13 株具有解磷作用的菌株中,5 株與解淀粉芽孢桿菌不存在拮抗作用,11 株對玉米大斑病病原菌的抑菌率達(dá)到50 %以上。其中,HF29.0 及HF36.0 兩株菌對玉米大斑病病原菌的抑制作用最強(qiáng),抑菌率達(dá)到70 %。
通過前期評價(jià),初步選定HF36.0、HF43.1、HF48.2 三株菌作為目標(biāo)菌劑添加至微生物肥料中。