牧草根際促生菌促生機制及互作效應研究概況

韋鑫+曾慶飛

摘要：牧草根際促生菌（PGPR）對牧草的生長有明顯的促進作用。本文從牧草PGPR促生機制和互作效應兩個方面對牧草PGPR研究進行了簡介。

關鍵詞：牧草；根際促生菌；促生機制；互作效應

項目基金：國家自然科學基金項目（31560035）和貴州省科技支撐計劃項目（黔科合NY字[2016]3004）資助

中圖分類號： S54 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.18.016

植物根際促生菌（plant growth promoting rhizobacteria，PGPR）是指存在于植物根內、附著于根表面或自由生活在植物根圈范圍內的有益菌類，它們在代謝過程中能夠分解有機質、轉換難溶磷、固定氮素和分泌促植物生長代謝物等，從而起到增加植物礦質營養吸收和利用，促進植物生長和抑制有害微生物等作用[1-3]。隨著PGPR的深入研究，研究者們對牧草PGPR的分離篩選和促進植物生長應用也多有報道。

1 牧草PGPR促生機制

牧草PGPR大都具有固氮、溶磷、分泌生長激素等功能，可直接促進牧草的生長，也能通過競爭生長空間和營養抑制牧草病害的發生，間接促進牧草生長。

1.1 固氮

大部分牧草PGPR都能產生固氮酶，劉婷等[4]從無脈苔草根際分離出的促生菌株TPRS19固氮酶活性為456.87 nmolC2H4/（mL·h）。擁有固氮能力的PGPR一定程度上可將分子氮轉化為有利于牧草植株吸收利用的有機氮。它們在氮素不足的環境中較其他菌類有更強的生存能力，同時改善氮素營養，促進牧草植株正常生長。

1.2 溶磷

溶磷菌作為農業生態系統中貢獻最大的促生菌之一，可以通過釋放有機酸和分泌胞外磷酸酶[5]，將土壤中無機磷和難溶性有機磷轉化為可溶性磷以供植株吸收利用，從而提高土壤磷利用率，促進牧草生長。

1.3 分泌生長激素

舒健虹等[6]的研究表明，大部分鴨茅根際溶磷菌具有分泌植物生長素IAA的能力。劉婷[4]等的研究發現，無脈苔草根際促生菌分泌生長素（IAA）、赤霉素（GA3）和反-玉米素（t-Z）量分別為8.20～86.36 mg/L、26.36～135.90 mg/L和9.55～141.69 mg/L。牧草PGPR分泌植物生長激素，可直接作用于牧草植株，促進植株細胞伸長、調節植株生長、影響開花結果等，最終促進牧草植株的旺盛生長。

1.4 拮抗病原菌

目前，鑒定出的能拮抗病原菌的PGPR種類主要有芽孢桿菌屬（Bacillus）和假單胞桿菌屬（Pseudomonas），其中，芽孢桿菌屬是生物防治中應用最為廣泛的一類細菌。同時，李建宏等[7]已從飼用玉米PGPR中鑒定出一株巨大芽孢桿菌（Bacillus megaterium）；榮良燕等[8]從岷山紅三葉根際分離出的優良促生菌MHS7能抑制黃瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporium f. sp. cucumerinum），MHS27能抑制立枯絲核菌（Rhizoctonia solani）和西瓜枯萎菌（Fusarium oxysporium f. sp. niveum）。由此可見，部分牧草PGPR具有拮抗病原菌的作用。

2 牧草PGPR互作效應

牧草根際環境中，微生物不是獨立存在的，了解微生物之間的相互作用，有利于有益微生物的開發和利用，增加微生物功能多樣性。研究表明，牧草根際篩選的促生菌對牧草具有明顯促生作用，其菌株之間有較好的促生互作效應。曾慶飛等[9]的研究表明，與單獨的大豆根瘤菌液或溶磷菌液相比，大豆根瘤菌+溶磷菌復合菌液對大豆農藝性狀和地上、地下生物量具有更好的促進效果，同時復合菌液對百脈根的株高、地上生物量、全氮、全磷和粗蛋白含量的提升效果也是最好的。在張英等[10]的研究中，牧草PGPR組合菌株“Hsg+lhs11”的有效磷增量和分泌IAA含量均明顯高于單菌株和其他組合。

3 結語

牧草PGPR具有固氮、溶磷、分泌激素和抗病等植物促生效果，它的開發利用不僅能促進牧草的生長和品質的提高，而且還能減少化學藥劑和肥料的使用，減少污染，提高土壤養分利用率。部分不同促生菌之間復合使用，表現出較好的互作協同作用，具有良好的互作效能，展現了根際促生菌良好的應用潛力。

參考文獻

[1]張英，劉育紅，李淑娟，等.4種優良牧草根際PGPR分布特征研究[J].黑龍江畜牧獸醫，2016，（03）：133-136.

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[3]Malik K A， Rakhshanda B. Association of nitrogen-fixing plant growth promoting- rhizobateria （PGPR） with Kallar grass and Rice[J]. Plant and Soil，1997，194：37-44.

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[5]KIM K Y. Effect of phosphate-solubilizing bacteria and vesicular-arbuscularmycorrhizae on tomato growth and soil microbial activity[J]. Biol Fertil Soils，1998，26：79-87.

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[7]李建宏，李雪萍，張建貴，等.飼用玉米根際促生菌資源篩選及其特性研究[J].草原與草坪，2017，37（01）：44-50.

[8]榮良燕，姚拓，馬文彬，等.岷山紅三葉根際優良促生菌對其宿主生長和品質的影響[J].草業學報，2014，23（05）：231-

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[9]曾慶飛，王茜，陸瑞霞，等.大豆根際促生菌的分離篩選及其對大豆和百脈根生長與品質的影響[J].草業學報，2017，26（01）：99-111.

[10]張英，朱穎，姚拓，等.分離自牧草根際四株促生菌株（PGPR）互作效應研究[J].草業學報，2013，22（01）：29-37.

作者簡介：韋鑫，碩士，研究實習員，研究方向：土壤微生物。

通訊作者：曾慶飛，博士，副研究員，研究方向：植物根際微生物資源的發掘與應用。endprint