水稻内生固氮菌分离鉴定、生物特性及其对稻苗镉吸收的影响

摘要

[目的]分离鉴定湖南水稻内生固氮菌,研究水稻内生固氮菌的系统发育,分析测定分离菌株的生物学特性,探讨接种水稻内生固氮菌对稻苗镉(Cd)吸收的影响.[方法]表面灭菌水稻植株样品后采用低氮培养法分离水稻内生细菌,采用PCR扩增、测序检测菌株nifH基因确认分离物是固氮菌,通过16S rRNA基因序列测定、比对初步鉴定菌株,分析菌株系统发育,通过温室盆栽试验探讨接种水稻内生固氮菌对稻苗Cd吸收的影响.[结果]从8个湖南水稻植株样品中分离到19株内生固氮菌,这些菌株在系统发育地位上属于Bacillus arya bhattai、B.cereus、B.idriensi s、B.indicus、B.licheniformi s、B.mcgaterium、B.methylotrophicus、B.subtilis、B.tequilensis、Brevibacterium halotolerans、Fictibacillus phosphorivorans、Paenibacillus barcinonensi S、P.lautus 4属13种.分离到的19株内生固氮菌中有大约1/3的菌株产生蛋白酶和纤维素酶的能力较强,在48℃生长良好,在产孢液体培养基上生长良好(0D＞1.0),在固体产孢培养基上产孢率高(60％-90％),产碱能力也相对较强(pH 8.5-9.0).有1/6的内生固氮菌(3个菌株)分别对立枯丝核菌、禾谷镰孢、拟枝孢镰孢具有拮抗性,抑菌率为42％-55％.有大约2/3的菌株对抗生素相对比较敏感,对杀菌剂耐性强.测定的4个代表菌株对检测过的78种碳源中的7种利用较好,它们是乳酸钠、蔗糖、葡萄糖、甘油、苹果酸、丙氨酸、葡萄糖醛酰胺.试验的19株内生固氮菌中有6个菌株促进水稻苗期Cd吸收,与对照相比植株Cd含量增加6.41％-38.45％;其他1 3个菌株抑制水稻苗期Cd吸收,与对照相比植株Cd含量减少2.06％-34.46％.[结论]从湖南水稻分离到19株内生固氮菌,系统发育地位属于Bacillus、Brevibactrrium、Ftctibacillus、Paenibacillus 4述13种.部分菌株产碱能力强,产孢率高,可在48℃高温下生长,产蛋白酶、纤维素酶,拮抗立枯丝核菌、禾谷镰孢、拟枝孢镰孢,具有良好应用前景.接种水稻内生固氮菌可以显著影响水稻苗期Cd吸收,提示采用微生物方法阻控稻田Cd污染是一个非常值得研究、探讨的途径.