微生物学报

c(NaCl)/%	LB liquid medium without NaCl (μL)	20% NaCl solution (μL)
0	5 000	0
1	4 750	250
3	4 250	750
4	4 000	1 000
5	3 750	1 250
7	3 250	1 750
9	2 750	2 250

c(NaCl)/%	LB liquid medium without NaCl (μL)	20% NaCl solution (μL)
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3	4 250	750
4	4 000	1 000
5	3 750	1 250
7	3 250	1 750
9	2 750	2 250

一株耐盐碱多黏类芽孢杆菌TaRb44的分离鉴定和耐盐促生作用评价

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卜凡 ¹ , 韩思宁 ² , 朱仁贵 ¹ , 苑瑜瑾 ¹ , 于玮玮 ¹ , 谷医林 ¹^,^* , 王远宏 ¹^,^*

微生物学报 | 微生物资源分离鉴定与评价 2025,65(4): 1498-1511

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微生物学报 | 微生物资源分离鉴定与评价 2025, 65(4): 1498-1511

一株耐盐碱多黏类芽孢杆菌TaRb44的分离鉴定和耐盐促生作用评价

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卜凡¹, 韩思宁², 朱仁贵¹, 苑瑜瑾¹, 于玮玮¹, 谷医林¹^,^*, 王远宏¹^,^*

作者信息

^1.天津农学院园艺园林学院，天津

^2.中化现代农业有限公司，北京

Isolation, identification, and plant growth-promoting effect evaluation of a saline-alkali-tolerant rhizobacterium Paenibacillus polymyxa TaRb44

Fan BU¹, Sining HAN², Rengui ZHU¹, Yujin YUAN¹, Weiwei YU¹, Yilin GU¹^,^*, Yuanhong WANG¹^,^*

Affiliations

^1.College of Horticulture and Landscape Architecture, Tianjin Agricultural University, Tianjin, China

^2.Sinochem Modern Agriculture Co. , Ltd. , Beijing, China

出版时间: 2025-04-04 doi: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240726

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摘要

收起

【目的】为筛选获得具有良好耐盐碱能力的植物根际促生菌，并对其功能进行评价。【方法】采集不同盐碱条件下的小麦根际土，通过耐盐碱富集和稀释涂布法分离高效耐盐碱细菌。利用平板对峙和选择性培养基检测菌株的抑菌和促生特性，并利用ELISA试剂盒检测菌株分泌的固氮酶活性。结合形态学、生理生化及系统进化分析鉴定其分类地位。通过室内盆栽人工模拟盐胁迫，探究菌株对小麦生长的影响。【结果】从根际土壤中富集到一株丰度较高的耐盐碱细菌，命名为TaRb44，该菌株能够在3% NaCl和pH 10.0的条件下正常生长。菌株TaRb44对引起小麦茎基腐病的假禾谷镰孢菌、引起西瓜枯萎病的尖孢镰孢菌西瓜专化型、引起香蕉枯萎病的尖孢镰孢菌古巴专化型，以及引起番茄采后灰霉病的灰葡萄孢菌，均具有较强的拮抗作用。同时，该菌株还能产生嗜铁素、淀粉酶、纤维素酶等多种植物促生相关活性物质，并具有良好的生物固氮活性，其分泌的固氮酶含量为65.50 U/L。经系统鉴定，菌株TaRb44为多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。温室盆栽试验结果表明，经P. polymyxa TaRb44浸种处理后，在盐胁迫和非盐胁迫条件下均能显著促进小麦幼苗生长，增加根系生物量。【结论】本研究获得了一株具有防病、促生、耐盐碱等多种优良性状的多黏类芽孢杆菌TaRb44，为今后开发新的微生物菌肥和土壤改良剂提供了良好的菌种资源。

关键词

耐盐碱 / 拮抗 / 促生 / 多黏类芽孢杆菌

Abstract

收起

[Objective] To screen and identify the plant growth-promoting bacterial strain with saline-alkali tolerance and evaluate its functions. [Methods] The rhizosphere soil of wheat was collected from different saline-alkali regions, and the highly efficient saline-alkali-tolerant bacterial strain was isolated by enrichment under saline-alkali condition and dilution coating. The antifungal spectrum and plant growth-promoting effects of the isolate were evaluated in vitro, and the nitrogenase activity was measured by an ELISA kit. The strain was identified based on the morphological, physiological, biochemical characteristics and phylogenetic analysis. The effect of the strain on wheat growth under salt stress was investigated by a pot experiment. [Results] A highly abundant bacterium with saline-alkali tolerance was enriched from rhizosphere soil and designated as TaRb44, which could grow normally under 3% NaCl and pH 10.0. Strain TaRb44 showed strong antagonism against soil-borne pathogenic fungi such as Fusarium pseudograminearum causing wheat crown rot, Fusarium oxysporum f. sp. niveum causing watermelon Fusarium wilt, and Fusarium oxysporum f. sp. cubense causing banana wilt, as well as Botrytis cinerea causing gray mold of postharvest tomatoes. Further tests showed that strain TaRb44 produced a variety of plant growth-promoting substances such as siderophores, amylase, and cellulase, and it had nitrogen fixation activity with the nitrogenase level of 65.50 U/L. Finally, the strain TaRb44 was identified as Paenibacillus polymyxa, which significantly promoted the growth of wheat seedlings and increased the root biomass under both salt stress and non-salt stress conditions. [Conclusion] In this study, P. polymyxa TaRb44 was obtained with much excellent properties such as disease prevention, plant growth promotion, and saline-alkali tolerance. It serves as an elite strain for developing new microbial fertilizer and soil amendments in the future.

Key words

saline-alkali tolerance / antagonism / plant growth-promoting / Paenibacillus polymyxa

引用本文

卜凡, 韩思宁, 朱仁贵, 苑瑜瑾, 于玮玮, 谷医林, 王远宏. 一株耐盐碱多黏类芽孢杆菌TaRb44的分离鉴定和耐盐促生作用评价. 微生物学报, 2025 , 65 (4) : 1498 -1511 . DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240726

Fan BU, Sining HAN, Rengui ZHU, Yujin YUAN, Weiwei YU, Yilin GU, Yuanhong WANG. Isolation, identification, and plant growth-promoting effect evaluation of a saline-alkali-tolerant rhizobacterium Paenibacillus polymyxa TaRb44[J]. Acta Microbiologica Sinica, 2025 , 65 (4) : 1498 -1511 . DOI: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240726

正文

收起

土壤盐碱化是一个日趋严重的世界性问题，目前，全球大约有9.5×10⁸ hm²的盐碱地，约占耕地面积的10%，且以每年1.0×10⁶-1.5×10⁶ hm²的速度持续增长^[1]。我国耕地资源缺失严重，为保证粮食产量，长期大量投入化肥和农药，加上灌溉水质量低、地表蒸发量大、年降水量偏少等因素，导致北方干旱半干旱地区土壤盐碱化尤为严重，对农业可持续发展造成了巨大威胁^[2]。此外，仍有1 750万hm²的土地正遭受土壤盐渍化的影响。当土壤盐分和pH过高时，能够直接影响种子萌发率和作物根系形态建成，降低土壤养分和有机质含量，阻碍作物根系对土壤中养分和水分的吸收与利用，进而影响其生长发育，导致产量下降，甚至死亡。

我国耕地资源有限，大面积盐碱地的改造和利用对于增加耕地面积、保障农业生产、提升作物总产量具有重要价值。一直以来，我国盐碱地治理以“以地适种”为主导，根据土壤水盐运动规律，通过水利工程进行灌排调控，再配套农艺措施以达到消减盐碱障碍、适宜作物生长的效果。然而，该方法存在一定的局限性，尤其在北方干旱半干旱区域，由于淡水资源紧张，基于水利工程的盐碱地治理受到极大限制^[3]。亟待开发盐碱地安全高效的功能型调理剂、环境友好型功能肥料等绿色投入品，形成盐碱地利用配套的技术模式和综合解决方案^[4]。基于此，国家提出盐碱地治理要“以种适地”与“以地适种”相结合，其中“以种适地”的核心便是利用生物技术进行生态治理。植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)能够改善根际环境，提高作物对盐碱胁迫的抵抗力，提升盐碱地作物幼苗质量及环境适应性^[5]。

PGPR种类丰富且功能多样，常被用于开发微生物肥料、土壤改良剂、植物调节剂等制剂。目前，研究报道较多的PGPR包括芽孢杆菌属(Bacillus spp.)、假单胞菌属(Pseudomonas spp.)、固氮螺菌属(Azospirillum spp.)、根瘤菌属(Rhizobium spp.)，以及木霉属(Trichoderma spp.)、青霉属(Penicillium spp.)等多种微生物^[6-7]。PGPR通过分泌有机酸、嗜铁素、土壤酶、植物激素等代谢物，降低土壤pH、提高土壤肥力、促进作物生长，进而提升作物对逆境的响应能力^[8-12]。大量研究表明，接种PGPR能够显著提高盐碱水平下水稻、玉米、小麦、大豆、菜豆等多种作物的产量，并保护植物免受盐胁迫损伤^[13-15]。陈燕鸿等^[16]发现PGPRs及其复合菌群在盐胁迫条件下对绿豆种子萌发具有促进作用；梁振普等^[17]分离获得一株具有良好耐盐碱能力的喜盐芽孢杆菌Bachu 85，并在盐碱胁迫条件下显著促进拟南芥和玉米的生长；研究发现，黑曲霉和芽孢杆菌通过分泌有机酸降低土壤pH参与盐碱地改良，改善土壤环境并促进植物生长^[18-19]。

多黏类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是一种产芽孢、具有固氮能力的革兰氏阳性细菌，已在农业、医学、工矿业及废水处理等方面广泛应用。农业农村部将其列为免做安全鉴定的一级菌种，是一类可安全用于农业生产的有益微生物资源。多黏类芽孢杆菌能够产生多肽、多糖、蛋白质、核苷类似物、醇醛酸及吡嗪类等具有生物活性的代谢物^[20]。在农业生产中，多黏类芽孢杆菌的作用主要体现在促生作用及生物防治2个方面。Luo等^[21]研究发现，多黏类芽孢杆菌可通过根系定殖、拮抗作用和诱导抗病等机制控制植物病害，其方式与其他微生物农药相似。已有报道证实，该菌对稻瘟病、玉米茎基腐病、番茄枯萎病、疫霉病等多种不同病原造成的植物病害均有较好的防治效果^[22-27]。此外，该类菌株还能促进植物生长，提高作物生物量，提高土壤主要酶活性，调控土壤pH和土壤重金属^[28-30]。近些年，研究发现此类菌株在改善土壤盐碱化、提升作物耐盐碱能力方面也具有一定成效^[13,31-33]。然而，该类群在盐碱地改良方面的资源储备和开发应用仍相对不足，需要进一步挖掘和丰富菌种资源。

本研究通过采集天津市、河北省、新疆维吾尔自治区等盐碱地的小麦根际土，从中分离获得一株具有明显耐盐碱能力的根际细菌，通过生理生化和系统进化分析鉴定其分类地位，进一步对其耐盐、耐碱能力进行分析，并对其在盐碱胁迫下对小麦的促生能力进行验证，以期为利用植物根际促生菌改良盐碱地提供新的菌种资源和理论依据。

1 材料与方法

收起

1.1 材料

‘西农529’，购自陕西长丰种业有限公司。

栽培基质为营养土:自然土:蛭石=2:1:1，混匀后灭菌分装于直径6.5 cm的花盆中，将菌液处理后的种子播种其中，随后置于育苗室中培养。

假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)、尖孢镰孢菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp. niveum)、尖孢镰孢菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea)均由本实验室分离保存。

LB固体培养基(g/L)：胰蛋白胨10.0，酵母粉5.0，氯化钠10.0，琼脂粉16.0，用于根际细菌的分离培养；LB液体培养基：LB培养基中不加琼脂，用于细菌的液体培养；3% NaCl的LB液体培养基：在LB培养基中加入氯化钠30.0 g/L，用于耐盐碱细菌的富集；PDA培养基(g/L)：土豆200.0，葡萄糖20.0，琼脂粉16.0，用于病原真菌的培养和对峙试验。

1.2 土壤样本的采集

分别于2023年和2024年小麦生长季，在天津市、河北省、新疆维吾尔自治区的中低盐碱区采集小麦根际土壤样本。采用五点取样法，每块田采集样本约500 g，混匀后带回实验室，保存于4 ℃冰箱中，用于耐盐碱土壤微生物的分离筛选。

1.3 耐盐碱微生物的富集和分离

每份土壤去除茎秆、落叶等杂质后，称取2 g样品加入盛有18 mL无菌生理盐水的三角瓶中，在室温下振荡60 min，使土壤均匀分散于生理盐水中，静置2 min后取1 mL上清液，加入9 mL含3% NaCl、pH 9.0的LB液体培养基中，在28 ℃、200 r/min条件下培养48 h。随后取1 mL培养液重新接种到9 mL新的含3% NaCl、pH 9.0的LB液体培养基中，在相同条件下培养48 h，重复3次，以富集耐盐碱微生物。富集培养后的菌液经10倍梯度稀释至10^-6，每个浓度稀释液各取100 μL均匀涂布于LB平板，置于28 ℃恒温培养箱中培养48-72 h。根据菌落形态、颜色差异挑选不同的单菌落进行划线纯化培养。纯化后的菌株置于-80 ℃冰箱中保存，并挑选其中丰度最高的菌株用于后续试验验证。

1.4 菌株耐盐碱能力测定

分别配制不含NaCl的LB液体培养基和20%的NaCl溶液，参考王艳霞等^[34]的方法设置盐浓度梯度，具体按照表1中比例分别加入LB培养液和20%的NaCl溶液配制相应NaCl浓度的LB培养液，用于检测单一耐盐能力；参考张小霞等^[35]方法，配制pH分别为7.0、8.0、9.0、10.0、11.0、12.0的LB液体培养基，用于检测单一耐碱能力。

挑取新鲜划线培养的菌株单菌落接种于LB液体培养基中，在28 ℃、200 r/min条件下培养过夜，制备接种母液。将母液以1%的接种量分别接种到不同NaCl浓度和不同pH的LB培养基中，在28 ℃、200 r/min条件下培养48 h，随后利用紫外分光光度计在600 nm波长下测定菌液浓度。以1% NaCl和未经调节pH的LB培养基作为对照，每个处理重复3次。

在上述检测结果下，配制相应的pH和NaCl浓度的LB培养基，在28 ℃、200 r/min条件下培养48 h检测其生长量。以1% NaCl和未经调节pH的LB培养基作为对照，用于评价耐盐碱能力，每个处理重复3次。

1.5 菌株的抑菌能力测定

采用平板对峙法验证菌株抑制植物病原真菌的活性。利用直径5 mm的打孔器在病原真菌PDA平板上打取菌饼，并转接至新的PDA平板中央位置。在距离菌饼两侧约2.5 cm处均匀点接5 μL过夜培养的菌液，待菌液风干后，倒置于25 ℃培养箱中，72 h后观察抑菌情况。以接种相同体积的LB培养液为空白对照，每个处理重复3次。

1.6 菌株分泌植物促生和土壤改良相关胞外酶检测

挑取新鲜划线培养的菌株单菌落接种于LB液体培养基，在28 ℃、200 r/min条件下培养过夜。随后将5 μL菌液分别接种到无机磷固体培养基、产纤维素酶固体培养基、产蛋白酶检测培养基、产淀粉酶检测培养基和CAS培养基上，检测菌株的溶磷、产纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶和嗜铁素的能力^[36]。挑取单菌落在阿须贝(Ashby)无氮培养基上多次传代划线培养，检测菌株的固氮能力^[37]，并利用细菌固氮酶ELISA试剂盒(上海源桔生物科技中心)对其固氮酶活性进行检测，具体操作步骤按照试剂盒说明书进行。

1.7 菌株的鉴定

1.7.1 菌株形态特征观察及生理生化特征测定

将菌株在LB平板上划线，28 ℃培养48 h后观察其形态特征。参考《常见细菌系统鉴定手册》^[38]对菌株相关生理生化指标进行测定。

1.7.2 分子生物学鉴定

以单菌落为模板，利用16S rRNA基因序列扩增通用引物27F (AGAGTTTGATCCTGGCTCAG)和1492R (TACGGCTACCTTGTTACGACTT)进行序列扩增。PCR扩增体系：2×T3 PCR Mix 25 μL，正、反引物(10 μmol/L)各1 μL，ddH₂O补足50 μL。PCR反应条件：98 ℃预变性5 min；98 ℃变性1 min，55 ℃退火1 min，72 ℃延伸1.5 min，共35个循环；72 ℃终延伸5 min。PCR产物经电泳检测后，送往北京擎科生物科技股份有限公司进行测序。将扩增获得的基因序列提交至EzBioCloud数据库(https://www.ezbiocloud.net/)进行比对，并在MEGA X软件中采用邻接法构建系统发育树。

1.8 在盐碱条件下菌株对小麦的促生作用

选取颗粒饱满的小麦种子，经2%次氯酸钠浸泡2 min进行表面消毒，用无菌水冲洗2-3次，去除种子表面残留的次氯酸钠。随后将其分为2组，分别浸泡于浓度为1×10⁶ CFU/mL的菌株发酵液和LB液体培养基中30 min，待自然风干后备用。

为模拟自然条件下低度盐胁迫和重度盐胁迫对小麦生长的影响，以及耐盐碱菌株浸种处理对小麦的促生效果，分别设置土壤中拌入0.3% NaCl、0.6% NaCl和不加NaCl的处理。然后将每个处理分为2组，分别种植经发酵液和LB液体培养基浸种的小麦种子，以经LB液体培养基浸种且种植于土壤中未拌入NaCl的处理组作为空白对照(MocK)。每个花盆种植10粒种子，每个处理种植5盆，置于人工气候室(光/暗时长16 h/8 h，相对湿度65%，温度25 ℃)中培养。种植3周后，测量株高、根长、鲜重、茎粗等指标。

1.9 数据统计分析

采用SPSS Statistics 27.0进行单因素方差分析，利用Duncan’s新复极差法进行差异显著性检验。数据结果利用Microsoft Excel进行绘图。

2 结果与分析

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2.1 耐盐碱菌株的分离筛选

通过在3% NaCl和pH 9.0的LB液体培养基中多次传代富集培养，最终获得多株具有耐盐碱潜力的小麦根际细菌。其中，来自天津市武清区的一份土壤样本经过3次富集培养后，利用梯度稀释涂布法发现，所有平板上生长的菌落形态几乎完全一致，可以断定该土壤样本中仅富集到1株菌株，将其命名为TaRb44。推测该菌株在盐碱条件下可能具有明显的生长优势，或存在抑制其他菌株生长的能力。因此，以该菌株为靶标进一步验证其生物学功能。

2.2 菌株TaRb44耐盐碱能力测定

2.2.1 菌株耐盐能力

在分别含有1%-7% NaCl的LB培养液中接种菌株TaRb44，经过48 h摇培后发现，菌株TaRb44在1%-3%的NaCl浓度下生长几乎未受到影响。与1%的NaCl相比，2%和3%的NaCl浓度未表现出对菌株TaRb44生长的抑制作用，在OD₆₀₀下的3个处理的生长量无显著差异(图1)。然而，在4%的NaCl浓度下，菌株TaRb44的生长量受到明显抑制，培养48 h后，其生长量显著低于1%-3%的NaCl水平，仅为其生长的50%左右；而当NaCl浓度超过5%时，菌株TaRb44几乎无法生长(图1)。由此可见，菌株TaRb44可以耐受最高4%的NaCl浓度，而在3%及以下浓度的NaCl中可以正常生长。

2.2.2 菌株耐碱能力

菌株TaRb44在pH 7.0-12.0条件下的生长能力如图2所示。与对照组相比，当LB培养基的pH为7.0-10.0时，菌株TaRb44培养48 h的生长量未受到任何影响，在600 nm波长下，吸光值均超过0.2；而当pH上升至11.0时，菌株生长明显变慢，培养48 h后平均吸光值仅为0.14，显著低于对照组和其他pH条件下的生长量；当培养基pH达到12.0时，菌株生长完全被抑制。因此，菌株TaRb44最高可耐受pH为11.0，在pH 10.0及以下至自然pH范围内均可正常生长。

2.2.3 菌株耐盐碱能力

基于上述试验结果，选择NaCl浓度3%、pH分别为9.0和10.0的条件下检测菌株TaRb44的生长情况。如图3所示，经过48 h培养，与对照组相比，菌株TaRb44在3% NaCl浓度、pH值为9.0和10.0的环境下均能够正常生长。

上述结果表明，菌株TaRb44能够耐受最高4% NaCl和pH 11.0的环境条件，而在3% NaCl和pH 10.0条件下生长不受影响，是一株具有良好耐盐碱能力的小麦根际细菌。

2.3 菌株TaRb44对植物病原真菌的拮抗活性

在分离筛选过程中，发现菌株TaRb44富集培养后，培养液中可分离到的微生物种类明显减少。考虑到盐碱因素的限制之外，推测该菌株可能具有抑制其他微生物生长的作用。因此选择常见的植物病原真菌作为靶标，对菌株TaRb44的抑菌活性进行了检测。平板对峙试验结果显示，菌株TaRb44具有稳定且高效的抑制植物病原真菌生长的能力。该菌株对假禾谷镰孢菌(F. pseudograminearum)、尖孢镰孢菌西瓜专化型(F. oxysporum f. sp. niveum)、尖孢镰孢菌古巴专化型(F. oxysporum f. sp. cubense)和灰葡萄孢(B. cinerea)均表现出良好的抑制作用(图4)。

2.4 菌株TaRb44产酶相关指标检测

为了进一步验证菌株TaRb44的植物促生和土壤改良潜力，利用选择性培养基对该菌株的产酶活性进行体外检测。如图5所示，菌株TaRb44具备产嗜铁素、淀粉酶和纤维素酶的能力；然而，该菌株水解无机磷的能力较弱，且不具备产生蛋白酶的能力。同时，菌株能够在阿须贝无氮培养基上稳定生长，表明其具有潜在的固氮能力。为进一步明确菌株的固氮酶活性，利用酶联免疫试剂盒进行检测。通过不同浓度标准品及其对应的450 nm吸光值构建标准曲线，得到回归方程为y=0.007 8x+0.199 6 (R²=0.992 8)。对菌株TaRb44菌液样本处理后，在450 nm下检测其吸光值为0.71±0.05，计算得出菌株TaRb44分泌的固氮酶活性为65.50 U/L。这表明菌株TaRb44具备良好的生物固氮能力。

2.5 菌株TaRb44的系统鉴定

菌株TaRb44在LB固体培养基上初期呈现乳白色、黏稠状，表面湿润光滑。培养48 h后，颜色加深至浅黄色(图6)。生理生化检测结果显示，菌株TaRb44接触酶阳性，氧化酶反应阴性；能够利用葡萄糖、甘油、淀粉、糖原、麦芽糖、甘露醇、海藻糖等作为唯一碳源。上述结果均与P. polymyxa的生理生化特性一致^[39]。为进一步明确菌株TaRb44的分类地位，基于16S rRNA基因序列对该菌株与近源类芽孢杆菌模式菌株进行系统进化分析。经序列比对发现，菌株TaRb44的16S rRNA基因序列与模式菌株P. polymyxa DSM 36^T的16S rRNA基因序列同源性最高，序列一致性达到99.17%。从系统发育树可以看出，菌株TaRb44与P. polymyxa DSM 36^T聚为一支(图7)，可以确定菌株TaRb44为多黏类芽孢杆菌(P. polymyxa)。

2.6 盐胁迫下菌株对小麦生长的影响

为研究菌株TaRb44在不同盐胁迫下对小麦生长的影响，室内配制不同盐浓度的土壤用于小麦种植。待小麦生长3周后，观察小麦植株长势和根系形成。结果显示，经浓度为1×10⁶ CFU/mL的菌悬液浸种30 min后，各处理组小麦的长势明显增强，株高和根系建成等明显高于经LB液体浸种的处理(图8)。进一步对各处理组小麦的株高、根长、鲜重和茎粗等指标进行测量分析，发现菌株TaRb44浸种后在空白土壤和盐胁迫环境下均能显著提高小麦的株高和鲜重，尤其在重度盐胁迫下(0.6% NaCl)，小麦株高提升最大；而小麦茎粗仅在0.3% NaCl条件下，经菌液浸种后有明显增强；尽管根长在所有处理中差异均不显著，但浸种后小麦根系的生长量明显增加(图8、图9)。上述结果表明，菌株TaRb44在非盐胁迫、低盐胁迫和重度盐胁迫环境下，对小麦均具有良好的促生功能。

3 讨论与结论

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土壤盐碱化和次生盐渍化正在大面积侵蚀农业用地，土壤盐碱胁迫严重影响作物的正常生长代谢，对农业的可持续发展带来了极大威胁。长期以来，盐碱地改良是我国耕地产能提升面临的巨大挑战。利用生物和物理相结合的方法加快盐碱地综合治理对于提升我国耕地面积和耕地质量具有重要意义。近年来，植物根际促生菌因其在作物增产、病害防控、土壤肥力提升、盐碱地改良等方面表现出卓越效果而备受关注。本研究从多个耕地盐碱化地区的小麦根际土壤中分离到一株具有良好耐盐碱作用的P. polymyxa TaRb44，并通过室内模拟不同盐胁迫试验，发现在低度(0.3% NaCl)和重度(0.6% NaCl)盐胁迫下，该菌株均能显著促进小麦幼苗生长和根系建成。

多黏类芽孢杆菌与植物关系密切，多数以植物根际菌和内生菌的形式存在^[40]。该类群在农业生产中作为植物促生菌和植物病害生防菌的研究相对较多。它们可以通过产生脂肽(如杀镰孢菌素、paenimyxin和pelgipeptin)、诱导植物抗病、产生水解酶和挥发性有机化合物等多种机制对抗植物病原体，提高植物免疫力，并改善植物生长环境和促进植物生长^[41-43]。本研究中获得的菌株TaRb44也表现出较强的抑制植物病原真菌生长的能力，但其内在机制仍有待进一步研究。多黏类芽孢杆菌接触植物根系后主要在根尖形成生物膜并完成定殖^[44]，其产生的胞外多糖既有助于辅助菌株定殖，也可以为植物根系提供营养^[45]。研究表明，菌株P. polymyxa P2b-2R接种后可成功定殖到玉米根系，并通过生物固氮促进植物生长^[46]。菌株RC05对生根和根生长的刺激作用与其产生吲哚-3-乙酸有关^[47]。本研究从根际土壤中分离筛选出的菌株TaRb44可以产生纤维素酶、淀粉酶，并具有很强的固氮能力，与多数多黏类芽孢杆菌的特性相似^[48-51]。通过室内盆栽试验，证明该菌株在盐胁迫下对小麦具有良好的促生能力。

植物根际微生物通过产生有机酸调节根际微环境pH是其发挥耐盐碱功能的作用机制之一。PGPR通过分泌有机酸、质子等促进无机磷溶解，并通过酶促作用使有机磷矿化，从而促进植物磷吸收^[52-53]。菌株TaRb44在选择性培养基检测中并未表现出较强的溶解无机磷的效果，可以推测其产酸能力较弱。然而，该菌株却表现出较强的耐盐碱能力。因此，推断菌株TaRb44并未通过产生有机酸来降低环境pH以增强其耐盐碱能力，其具体的生物学机制仍值得进一步分析。菌株P. polymyxa SC2的相关研究表明，其能够通过上调编码肽聚糖、胞外多糖和脂肪酸生物合成的基因，促进盐碱条件下玉米的生长^[54]。

综上所述，本研究分离获得的耐盐碱菌株P. polymyxa TaRb44具有较好的耐盐碱能力，在0.3% NaCl和pH 10.0的条件下生长不受抑制，且在盐胁迫下能够显著促进小麦生长，提高根系生物量等作用。该菌株具有较强拮抗植物病原真菌的能力，显著抑制镰孢菌、灰葡萄孢等的生长；通过平板检测发现其还能够产生嗜铁素、淀粉酶、纤维素酶等多种胞外酶，并具有生物固氮的潜力。本研究证明菌株TaRb44是一株具有防病、促生、耐盐碱等多种优良性状的多黏类芽孢杆菌，为今后开发新的微生物菌肥和土壤改良剂提供了良好的菌种资源。

基金

收起

国家自然科学基金(31901932)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

[1]

张建锋, 张旭东, 周金星, 刘国华, 李冬雪. 世界盐碱地资源及其改良利用的基本措施[J]. 水土保持研究, 2005, 12(6): 28-30.

ZHANG

, ZHANG

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2025年第65卷第4期

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文章信息

doi: 10.13343/j.cnki.wsxb.20240726

接收时间：2024-11-15
首发时间：2026-02-06
出版时间：2025-04-04

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出版历史

收稿日期：2024-11-15
录用日期：2024-12-31

基金

National Natural Science Foundation of China(31901932)

国家自然科学基金(31901932)

作者信息

^1.天津农学院园艺园林学院，天津

^2.中化现代农业有限公司，北京

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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