摘要: 我国大面积的可耕地和灌溉地受到盐碱的侵害，农作物在过量盐分条件下生长，会严重影响其产量和品质，甚至在盐害过重的区域还会导致作物绝收，土壤盐害已经是影响我国农业可持续发展的重要因素之一，因此改善盐胁迫对作物的危害已刻不容缓。部分植物... 展开 我国大面积的可耕地和灌溉地受到盐碱的侵害，农作物在过量盐分条件下生长，会严重影响其产量和品质，甚至在盐害过重的区域还会导致作物绝收，土壤盐害已经是影响我国农业可持续发展的重要因素之一，因此改善盐胁迫对作物的危害已刻不容缓。部分植物根际促生菌(PGPR)能够有效的促进盐胁迫条件下植物的生长，其中芽孢杆菌属占了目前发现的能增强植物耐盐胁迫的微生物中的很大一部分。在此背景下，本文从根际土壤中筛选能够增强作物耐盐胁迫能力的芽孢杆菌，初步探究芽孢杆菌增强植物耐盐的机制，最终通过田间试验验证微生物有机肥的效果。主要研究结果如下: 1、以玉米为供试植物，确定其盐胁迫发芽临界盐浓度为60mM。在此浓度下通过玉米盐胁迫发芽试验，从我国24个地区农作物植株根际土样品中分离的369株芽孢杆菌中初步筛选出14株能够在盐胁迫条件下增强玉米发芽能力的芽孢杆菌，分别为NB-19、SZ-12、ZK-9、RZ-30、LN-13、DY-15、DY-16、DY-18、LC-11、LC-12、LC-30、NJ-26、KF-3、KF-17。再经过复筛验证得出3株芽孢杆菌DY-16、DY-18、LC-11在发芽势、发芽率、芽长、根长、次根数、芽鲜重、根鲜重、芽干重和根干重等发芽指标上与对照处理相比均显著增加，其中DY-16处理效果最好，与对照组(S)相比分别增加了95.83％、95.83％、27.99％、305.65％、74.14％、47.91％、413.75％、56.31％、400.00％。通过16SrDNA系统鉴定结果显示菌株DY-16、DY-18和LC-11皆为芽孢杆菌属(Bacillus)，分别为简单芽孢杆菌(Bacillussimplex)、水产芽孢杆菌(Bacillusaquimaris)以及嗜气芽孢杆菌(Bacillusaerophilus)。 2、在临界盐浓度为100mM的玉米水培试验中，单独接SQR9、DY-16、DY-18和LC-11的4个处理在玉米植株的株高、茎粗、次根数、根长、鲜重和干重等生长指标上与不接菌对照组相比都有显著提高，其中DY-16和SQR9效果最明显。在株高、茎粗、次根数、根长、鲜重和干重等方面，DY-16处理对照组(S)相比分别增加了35.21％、96.69％、55.44％、100.00％、253.13％、144.59％，SQR9处理与对照组(S)相比分别增加了48.32％、97.33％、42.18％、100.00％、284.41％、157.21％。 3、在盐浓度为100mM的水培条件下，外源添加1.5mM甘氨酸甜菜碱能够促进玉米的生长。以SQR9为芽孢杆菌中的研究对象，初步探究SQR9增强玉米耐盐的机制。敲除贝莱斯芽孢杆菌SQR9内与甜菜碱合成的相关基因gbsA、gbsB之后，其生长速率不受影响，ΔgbsAB突变体不再产生甜菜碱。比较ΔgbsAB突变体与SQR9野生型在盐胁迫下对玉米种子发芽的影响试验发现，接种SQR9野生型的玉米与不接菌对照处理相比，在发芽势、发芽率、芽长、根长、次根数、芽鲜重、根鲜重、芽干重、根干重等方面均显著提高，分别提高了22.86％、21.05％、23.21％、141.53％、65.52％、36.04％、203.75％、39.25％、222.64％。而接种ΔgbsAB突变体的玉米与不接菌对照处理相比，以上各个指标均没有显著提高。比较SQR9野生型与ΔgbsAB突变体在盐胁迫下对玉米植株生长的影响试验发现，SQR9处理与ΔgbsAB处理相比，在株高、茎粗、根长、次根数、鲜重和干重等方面都有显著的提高，分别增高了31.44％、39.19％、26.16％、43.59％、112.50％、61.76％。因此，贝莱斯芽孢杆菌SQR9产生甘氨酸甜菜碱途径是提高盐胁迫下玉米生长的途径之一。 4、通过大田试验比较T1-8、T4-9、贵州木霉NJAU4742、SQR9等4种生物有机肥与施用普通有机肥相比，在盐分3％的地块、盐分4％的地块和盐分5‰的地块，4种微生物有机肥均能显著增加盐碱地上小麦的产量，其中T1-8生物有机肥效果最好，在三个不同地块分别提高了19.52％、123.90％和112.80％。并且在小麦的株高、茎粗、穗长、穗粒数、有效分蘖数、千粒重和干物质重等小麦产量构成指标中，T1-8微生物有机肥效果最好。 综上所述，本研究分离出3株能提高作物耐盐生长的芽孢杆菌，并以芽孢杆菌SQR9为研究对象，初步探究其提高玉米耐盐生长的机制，为后续进一步探究芽孢杆菌提高作物耐盐生长提供了基础。 收起