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我国盐碱地分布广泛,约占世界盐碱地面积的十分之一。土壤盐碱化危害巨大,不仅会造成土壤板结,土地荒漠化,还会影响种子萌发,损坏作物根系,影响作物生长发育,从而造成作物品质下降和减产。因此,土壤盐碱化是影响我国粮食产量和质量的一个重要因素。运用植物、微生物等生物学方法治理盐碱地,提高盐碱地粮食产量成为近几年的研究热点。本课题首先从宁夏回族自治区银川市多年未开垦的盐碱滩涂中生长的盐爪爪根际土壤中筛选出根际微生物。我们采用NaHCO3和NaCl为盐碱胁迫条件,筛选出两种在盐碱条件下促进植物生长的菌株,分别命名为1-9和S2 5-12。16S rDNA序列鉴定表明,1-9菌株为简式气单胞菌(Aeromonas veronii),S2 5-12菌株为希瓦式菌(Shewanella)。研究发现,NaHCO3或NaCl的高pH(pH≥8)胁迫条件会严重抑制拟南芥的生长,而施加1-9或S2 5-12菌株有效缓解这种抑制作用。同时,这两种菌株具有较高的盐碱胁迫耐受能力,如1-9菌株在11 mM Na2CO3的培养基中依旧能够保持较高的活性;S2 5-12菌株在11 mM Na2CO3、11 mM NaHCO3和5%NaCl的培养基中依然能够保持较高的活性。这两种菌株不但可以促进盐碱胁迫下拟南芥根系发育,同时可以促进种子在不同浓度NaHCO3的逆境中萌发。进一步探索这两种菌株促进植物生长的机制,表明两种菌株通过产生挥发性酸类物质促进拟南芥的生长发育,由此我们推测这两种菌株通过降低土壤环境的pH促进处于盐碱胁迫下植物的生长。我们对拟南芥叶片中离子含量进行了检测,发现施加菌株1-9,拟南芥体内的钾离子和磷离子的含量均有所增加。盆栽实验进一步发现1-9和S2 5-12菌株均能促进盐碱条件下玉米生长,包括促进根系发育,提高植株的鲜重和干重。盐碱胁迫条件下施加1-9菌株,玉米根总长度和总表面积分别增加14.08%和7.41%;施加S2 5-12菌株,玉米根总长度和总表面积分别增加7.61%和23.60%。在大田实验中,由菌株1-9和S2 5-12制成的菌剂能使滨州市和德州市的试验田玉米产量分别增加7.03%和7.92%。微生物还可以通过影响玉米中营养元素的含量,影响作物的生长发育,促进玉米茎秆、叶片、果实及根系发育。