芽孢桿菌促生作用及具有促生作用的揮發(fā)物質(zhì)研究.pdf

1、化學(xué)農(nóng)藥的使用對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)起了重要的作用，但長期不合理的使用對人類健康、生態(tài)環(huán)境和糧食安全等構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。因此，迫切需要開發(fā)和利用天然的、無毒無害、對環(huán)境友好的生物農(nóng)藥。芽孢桿菌(Bacillusspp.)是一種常見的根圍促生細(xì)菌(plantgrowth-promotingrhizobacteria，簡稱PGPR)，在生物農(nóng)藥領(lǐng)域研究和應(yīng)用非常廣泛。目前，芽孢桿菌的促生機(jī)制主要包括:1、提高植物根際養(yǎng)分的可利用性，如促進(jìn)難溶性磷、鐵和微

2、量元素的吸收;2、產(chǎn)生植物激素類物質(zhì)，如吲哚-3-乙酸(IAA)、細(xì)胞分裂素(cytokinin)和赤霉素(Gibberellins，GAs)等;3、產(chǎn)生揮發(fā)性化合物(volatiles)。此外，還可以通過抑制病原物和誘導(dǎo)抗性來間接地促進(jìn)植物生長。本研究的目的是評價解淀粉芽孢桿菌（Bacillusamyloliquefaciens）FZB42菌株的促生活性，并對芽孢桿菌產(chǎn)生的揮發(fā)性促生物質(zhì)進(jìn)行鑒定。
　　在促生活性評價中，為了更好

3、地進(jìn)行觀察和分析，我們選擇綠色熒光蛋白標(biāo)記的FZB42-gfp為研究對象。實驗結(jié)果表明，處理中菌懸液的濃度對促生作用的發(fā)揮影響較大，當(dāng)FZB42-gfp菌懸液濃度為3.65×106cfu/ml時，對小麥的發(fā)芽率、根長、苗長以及鮮重具有顯著的促生作用。而當(dāng)濃度提高為3.65×107cfu/ml時則抑制小麥的生長，濃度過低（3.65×105cfu/ml）促生效果不明顯。菌株在土壤中的存活能力研究表明，該菌株在未滅菌土壤中的存活能力強(qiáng)于滅菌土

4、壤，說明土壤滅菌會喪失部分芽孢桿菌生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，使其生長繁殖受到限制。田間實驗結(jié)果表明，利用該菌株對小麥進(jìn)行拌種處理能顯著增加小麥產(chǎn)量，比對照增加了9.04％。而海真美牌氨基酸水溶性肥料處理只增產(chǎn)1.7％。
　　同時，我們還對芽孢桿菌菌株FZB42、OKB105、TM10和GB03的揮發(fā)性促生物質(zhì)進(jìn)行了鑒定。首先我們對揮發(fā)性物質(zhì)與植物互作體系進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果表明，互作效果與培養(yǎng)基的種類和菌株的接種量密切相關(guān)。接種OKB105

5、12h發(fā)酵液5ul，7ul和10ul，10ul效果最佳，促生效果可達(dá)166.31％;接種GB035ul和10ul，5ul效果更好，促生效果可達(dá)202.12％;接種TM105ul和10ul，10ul效果更好，促生效果為114.71％。利用GC-MS對菌株產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)鑒定結(jié)果表明，F(xiàn)ZB42的揮發(fā)性物質(zhì)含有2種殺線蟲活性相關(guān)物質(zhì)己烯(3-hexene)和2-丁酮(2-Butanone)。OKB105的揮發(fā)性成分則含有3種殺線蟲活性相關(guān)物

6、質(zhì)，分別是苯酚(Phenol)、十六醇(1-Hexadecanol)和辛烷(Octane)，并且該菌株產(chǎn)生的壬醛(Nonanal)具有抑制真菌的活性。外，上述2個菌株中還含有其他揮發(fā)性物質(zhì)，包括癸烯Decene，癸二烯醛Decadienal，己醛Hexanal，丁烷Butane和戊烷Pentane等。但未發(fā)現(xiàn)已報道的具有促生作用的2，3-丁二醇和3-羥基-2-丁酮。哪種揮發(fā)性物質(zhì)具有促生作用還有待進(jìn)一步鑒定。本試驗通過對芽孢桿菌促生作用