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目前,我国传统农业大多采用连作的耕种方式,随着耕作年限的增加,作物的产量和质量均出现不同程度的下降,称为连作障碍。造成这一现象的原因包括:土壤理化因素、生物作用和化感物质累积的影响。其中化感物质的积累不仅影响影响植株的生命活动,还会导致土壤菌群结构失衡,降低土壤酶活,进而影响整个土壤微生态环境。某些土壤益生菌具有降解化感物质的能力,同时还能与病害菌通过拮抗作用竞争土壤中的营养物质,降低病原菌的含量,使其对植物根部的侵染能力下降,达到在实际生产中解决连作障碍问题的作用。因此,分离具备化感物质降解能力的益生菌种具有重要的理论意义和经济价值。 本文首先对马铃薯根际、内生微生物进行分离纯化,共获得微生物菌株73株,其中根际菌株41株,内生菌32株。为了分离内生菌株,本文建立了植株表面消毒方案,条件为3%NaClO消毒2min,培养基选择NA培养基、KB培养基、TSA培养基。化感物质方面,论文采用拟南芥组培方式确认并选择香草酸、苯甲酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸四种具备化感效应的酚酸类化合物作为本文的试验对象。 初筛结果显示,所分离的73株菌株中的4株菌和1株实验室保藏菌能够在酚酸作为唯一碳源的无机盐培养基上生长,HPLC/GC-MS结果表明,ET-1、ET-3两株菌对四种酚酸均有一定的降解效果,其中ET-3降解效果达到了100%。形态及分子生物学鉴定结果显示,ET-3为巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)。 论文进一步以油菜为实验对象,分别选择单一酚酸、降解后酚酸、菌株复配酚酸为外源添加样品,测定其对油菜植株生长的影响。发现ET-1降解的阿魏酸,ET-3降解的苯甲酸,对解除阿魏酸、苯甲酸对植物生长的胁迫作用具有很好地缓解作用,而且不论是添加酚酸降解液,还是直接将菌株添加到土壤中,都得到了较好的效果。 最后对盆栽的根际土壤进行高通量测序,从微生态角度,分析酚酸降解前后对土壤菌群的影响,发现阿魏酸、苯甲酸会降低土壤当中有益细菌的含量,增加病害真菌含量,而通过添加降解酚酸、菌株和酚酸复配物后,明显缓解了这一现象。其中8号添加ET-3对苯甲酸的降解效果最为明显。 以上结果说明,本文所筛选到的降解菌株对阿魏酸、苯甲酸进行降解后,能够明显改善阿魏酸、苯甲酸对植物生长的胁迫作用。而且ET-3是一株巨大芽孢杆菌属于土壤益生菌,这为将该菌株应用于微生物菌肥提供了理论依据。