萎缩芽胞杆菌CKL1促盐胁迫下燕麦生长活性及其功能基因分析

摘要

【背景】青海省特殊生境孕育了特殊微生物资源。【目的】探究适合生活于高原生境的芽胞杆菌菌源。【方法】采用平板对峙法、显色法对萎缩芽胞杆菌(Bacillus atrophaeus)CKL1的拮抗、产吲哚乙酸活性进行测定,并检测耐低温、耐盐性及菌株对盐胁迫下燕麦品种(Avena sativa)“青燕1号”种子萌发、幼苗生长效应及叶绿素、脯氨酸、丙二醛的含量变化,利用二代测序技术对菌株进行基因组测序并分析相关功能基因。【结果】菌株CKL1对禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)、锐顶镰孢菌(Fusarium acuminatum)表现出显著的拮抗活性(抑菌圈直径>15 mm);与Salkowski比色液反应变红,能在NaCl浓度为13%的LB培养基及4℃低温下生长,表现出一定的产吲哚乙酸、耐盐及耐低温活性;盐胁迫下,菌株CKL1对“青燕1号”种子萌发及幼苗生长具有显著促进作用,叶绿素及脯氨酸含量显著增加,丙二醛含量下降,增强了燕麦的抗盐性。菌株CKL1基因组全长为14281280 bp,与GO功能数据库比对注释到3303个功能基因;基因组编码与脂肽类化合物iturin、surfactin合成及与吲哚乙酸合成相关基因,编码与逆境应答相关Na+/H+逆向转运蛋白及脯氨酸、甜菜碱等渗透调节物质合成相关基因簇,编码参与高盐及低温胁迫应答转录调控因子的关键基因。【结论】本研究为利用芽胞杆菌促盐胁迫下燕麦生长、提高燕麦抗盐性提供了优异菌株及理论依据。