CN115261245B - 一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用 - Google Patents

一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN115261245B
CN115261245B CN202110472201.1A CN202110472201A CN115261245B CN 115261245 B CN115261245 B CN 115261245B CN 202110472201 A CN202110472201 A CN 202110472201A CN 115261245 B CN115261245 B CN 115261245B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rhizobia
salt tolerance
culture
rhizobium
strain
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110472201.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115261245A (zh
Inventor
孟晨
隋晓娜
张成省
郑艳芬
李义强
徐宗昌
马斯琦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingzhou Tobacco Research Institute of China National Tobacco Corp of Institute of Tobacco Research of CAAS
Original Assignee
Qingzhou Tobacco Research Institute of China National Tobacco Corp of Institute of Tobacco Research of CAAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingzhou Tobacco Research Institute of China National Tobacco Corp of Institute of Tobacco Research of CAAS filed Critical Qingzhou Tobacco Research Institute of China National Tobacco Corp of Institute of Tobacco Research of CAAS
Priority to CN202110472201.1A priority Critical patent/CN115261245B/zh
Publication of CN115261245A publication Critical patent/CN115261245A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115261245B publication Critical patent/CN115261245B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A01G22/40Fabaceae, e.g. beans or peas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/06Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/20Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明属于农业微生物应用领域,具体涉及一株诱导植物(大豆)具有耐盐性的根瘤菌株(TJ22)及其应用。根瘤菌TJ22已于2021年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,保藏编号为CGMCC 22012。本发明的根瘤菌株TJ22耐盐性强、具有溶磷兼分泌1‑氨基环丙烷‑1‑羧酸(ACC)脱氨酶和产铁载体的能力。接种根瘤菌TJ22的大豆在盐胁迫下(100mM NaCl)根的干鲜重与不接菌的对照相比显著增加;同时损伤植物膜结构的物质丙二醛(MDA)显著下降;与光合作用有关的叶绿素含量显著上升;植物的能量来源且调节细胞内的渗透压物质可溶性糖含量显著增加。

Description

一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用
技术领域
本发明属于农业微生物应用领域,具体涉及一株诱导植物(大豆)具有耐盐性的根瘤菌株(TJ22)及其应用。
背景技术
盐度是世界范围内主要的产量限制因素之一,严重影响植物的生长。目前已有100多个国家的土壤受盐度影响,其全球范围估计约为9.53亿公顷。我国作为农业大国,盐碱土总面积约有9.9×107公顷。土壤盐分会通过渗透和离子胁迫限制植物的生长。例如,土壤中高浓度的盐离子会导致根部周围渗透压低于细胞内渗透压,从而阻碍植物细胞中的水分吸收,而在高盐浓度下,植物细胞中钠离子和氯离子的积累会引起离子胁迫,从而导致营养缺乏。此外,离子胁迫会扰乱植物细胞中活性氧(ROS)的平衡,造成丙二醛(MDA)在植物体内积累,膜脂被氧化伤害,从而直接导致氧化胁迫。为了维持细胞正常的生理功能和渗透压,植物细胞会分泌积累渗透调节物质来调节体内的渗透平衡。这些渗透物的积累能保持细胞内膨压并使各种大分子结构稳定,以抵抗盐分引起的生理干旱胁迫,例如脯氨酸是植物在逆境环境下最有效的渗透调节物质之一。除脯氨酸外,可溶性糖的积累也可以有效调节细胞内的渗透压。另外,叶绿素含量的高低在一定程度上也可以反映植物利用光能及制造有机物的能力。因此,此类分子的水平经常被用作衡量植物氧化应激水平的指标。
土壤盐化每年会造成0.3-150万公顷农田停产,2000-4600万公顷农田生产潜力减少,额外增加修复成本约为441美元/公顷。一组对植物生长有益的微生物被称为植物根际促生菌(PGPR),它们在生物和非生物胁迫下为植物提供各种益处。耐盐性PGPR的应用是一种在盐渍土上耕种的可持续且具有成本效益的解决方案。但PGPR是否能够与植物间相互作用,或是与怎样的作物能够相互作用,提高盐碱土作物生产力并不可预期。
发明内容
本发明目的是一株诱导植物(大豆)具有耐盐性的根瘤菌株(TJ22)及其应用。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株,根瘤菌TJ22,分类学命名为Ensifersesbaniae,已于2021年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,保藏编号为CGMCC22012。
所述根瘤菌培养于酵母甘露醇肉汤培养基(YMB)上,培养温度为28℃。
具体的,本发明从田菁根际土壤中分离并筛选出一株根瘤菌TJ22。该菌株在YMB固体培养基上形成圆形、边缘整齐、凸起、粘稠、浅乳白色半透明菌落。对本发明所分离菌株16S rDNA基因序列进行测序,利用NCBI(GenBank)数据库对测序结果进行相似性检索并构建***发育树,结果表明本发明提供的根瘤菌菌株16S rDNA基因序列与Ensifersesbaniae的16SrDNA基因序列相似性较高,从而确定根瘤菌TJ22属于Ensifer sesbaniae,命名为TJ22。进一步,通过对根瘤菌株TJ22促生性能(溶磷、分泌ACC脱氨酶、分泌铁载体)测定以及人工模拟盐胁迫环境测其对大豆产生的耐盐效果,发现根瘤菌株TJ22是一株耐盐性强、具有溶磷兼具分泌ACC脱氨酶和铁载体能力的优良根瘤菌株,并且能够提高大豆的耐盐能力。
一种根瘤菌的应用,所述根瘤菌在诱导大豆耐盐中的应用。
一种植株耐盐制剂,所述制剂中含所述根瘤菌TJ22。
所述制剂含根瘤菌TJ22、根瘤菌培养物、根瘤菌代谢物、根瘤菌培养物浓缩液中的一种或几种。
所述根瘤菌培养物培养物为将根瘤菌TJ22于YMB培养液中,28℃,180rpm培养至OD值λ=600为0.8左右即得培养物;
将上述培养物分离,收集菌体即为代谢物;
将上述培养物浓缩,即得根瘤菌培养物浓缩液。
所述植株为大豆(Glycine max)。
本发明的有益效果:
本发明所述的根瘤菌TJ22为Ensifer sesbaniae,其耐盐性强、具有溶磷兼分泌ACC脱氨酶和产铁载体能力的优良菌株。将本发明接种根瘤菌TJ22的大豆在盐胁迫下(100mM NaCl)根的干鲜重与不接菌的对照相比显著增加;同时损伤植物膜结构的物质丙二醛(MDA)显著下降;与光合作用有关的叶绿素含量显著上升;植物的能量来源且调节细胞内的渗透压物质可溶性糖含量显著增加。
附图说明
图1为根瘤菌株系TJ22在YMB培养基上的菌落形态;
图2为根瘤菌株系TJ22的16S rDNA***发育树;
图3为根瘤菌株系TJ22回接大豆后NaCl(100mM)处理下根和叶片的干鲜重;其中,图A:大豆根部鲜重;图B:大豆根部干重;图C:大豆叶片鲜重;图D:大豆叶片干重;另外,T1:空白对照;T2:TJ22回接;T3:NaCl(100mM)处理;T4:TJ22回接和NaCl(100mM)处理;
图4为根瘤菌株系TJ22回接大豆后NaCl(100mM)处理下叶片中丙二醛(MDA)含量;其中,T1:空白对照;T2:TJ22回接;T3:NaCl(100mM)处理;T4:TJ22回接和NaCl(100mM)处理;
图5为根瘤菌株系TJ22回接大豆后NaCl(100mM)处理下叶片中总叶绿素含量;T1:空白对照;T2:TJ22回接;T3:NaCl(100mM)处理;T4:TJ22回接和NaCl(100mM)处理;
图6为根瘤菌株系TJ22回接大豆后NaCl(100mM)处理下叶片中可溶性糖含量;其中,T1:空白对照;T2:TJ22回接;T3:NaCl(100mM)处理;T4:TJ22回接和NaCl(100mM)处理;
图7为根瘤菌株系TJ22回接大豆后NaCl(100mM)处理下叶片中脯氨酸含量;其中,T1:空白对照;T2:TJ22回接;T3:NaCl(100mM)处理;T4:TJ22回接和NaCl(100mM)处理。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
实施例1根瘤菌TJ22的获得
分离:采集在盐碱土中生长的田菁植株,收集根际土,将根际土用无菌水稀释10-2、10-3、10-4,涂布至LB平板上。28℃培养,挑取颜色、形态不同的单菌落,反复划线分离直至纯化。
耐盐筛选:将纯化的菌株接种于含有200mM NaCl的LB平板上,28℃培养,筛选得到耐盐菌株。
所得菌株即为TJ22,该菌株已于2021年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,保藏编号为CGMCC 22012。
该菌株在YMB固体培养基上形成圆形、边缘整齐、凸起、粘稠、浅乳白色半透明菌落。鉴定:挑取筛选的菌株扩增16S rDNA序列(27F5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3’和1492R5’-GGTTACCTTGTTACGACTT-3’),测序鉴定。测序得片段长度为1349bp,序列如下。从NCBI(GenBank)数据库中获取25个参比菌株序列,运用MEGA-X对分离菌株和参比菌株的16SrDNA部分序列进行分析,构建分离菌株与参比菌株的***发育树(图2);由图2可见本发明提供的根瘤菌菌株16S rDNA基因序列与Ensifer sesbaniae的16SrDNA基因序列相似性较高,从而确定根瘤菌TJ22属于Ensifer sesbaniae,命名为TJ22。
>TJ22
TGCAGTCGAGCGCCCCGCAAGGGGAGCGGCAGACGGGTGAGTAACGCGTGGGAATCTACCCTTTTCTACGGAATAACGCAGGGAAACTTGTGCTAATACCGTATAAGCCCTTCGGGGGAAAGATTTATCGGGAAAGGATGAGCCCGCGTTGGATTAGCTAGTTGGTGGGGTAAAGGCCTACCAAGGCGACGATCCATAGCTGGTCTGAGAGGATGATCAGCCACATTGGGACTGAGACACGGCCCAAACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGCGCAAGCCTGATCCAGCCATGCCGCGTGAGTGATGAAGGCCCTAGGGTTGTAAAGCTCTTTCACCGGTGAAGATAATGACGGTAACCGGAGAAGAAGCCCCGGCTAACTTCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGAAGGGGGCTAGCGTTGTTCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGCACGTAGGCGGACATTTAAGTCAGGGGTGAAATCCCAGAGCTCAACTCTGGAACTGCCTTTGATACTGGGTGTCTAGAGTATGGAAGAGGTGAGTGGAATTCCGAGTGTAGAGGTGAAATTCGTAGATATTCGGAGGAACACCAGTGGCGAAGGCGGCTCACTGGTCCATTACTGACGCTGAGGTGCGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGAATGTTAGCCGTCGGGCAGTTTACTGTTCGGTGGCGCAGCTAACGCATTAAACATTCCGCCTGGGGAGTACGGTCGCAAGATTAAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGAAGCAACGCGCAGAACCTTACCAGCCCTTGACATCCCGATCGCGGATTACGGAGACGTTTTCCTTCAGTTCGGCTGGATCGGAGACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCTCGCCCTTAGTTGCCAGCATTTAGTTGGGCACTCTAAGGGGACTGCCGGTGATAAGCCGAGAGGAAGGTGGGGATGACGTCAAGTCCTCATGGCCCTTACGGGCTGGGCTACACACGTGCTACAATGGTGGTGACAGTGGGCAGCGAGACCGCGAGGTCGAGCTAATCTCCAAAAGCCATCTCAGTTCGGATTGCACTCTGCAACTCGAGTGCATGAAGTTGGAATCGCTAGTAATCGCAGATCAGCATGCTGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGCCCGTCACACCATGGGAGTTGGTTCTACCCGAAGGTAGTGCGCTAACCGCAAGGAGGCAGC
实施例2根瘤菌TJ22的促生性能
所述的根瘤菌TJ22的促生能力主要考察了溶解无机磷能力、分泌铁载体的能力和产ACC脱氨酶的能力。
菌株活化:将上述筛选获得菌株TJ22从-80℃取出,划线至YMA固体培养基,28℃培养即得一次活化菌株,而后挑取单菌落至YMB液体培养基中28℃,180rpm培养至OD值λ=600为0.8左右即获得菌悬液。
(1)溶解无机磷能力测定
试验过程:采用钼锑抗比色法定量测定。PKO培养基配方(g/L):10g葡萄糖、5g Ca3(PO4)2、0.5g(NH4)2SO4、0 2g NaCl、0.2g KCl、0.03gMgSO4·7H2O、0.03g MnSO4、0.003gFeSO4、0.5g酵母膏、20g琼脂,用水定容至1L,pH值6.8~7.0。其中Ca3(PO4)2过筛并单独灭菌后与培养基混合。
将活化后的500μL待测菌株的菌悬液接种至50mL液体PKO无机磷培养基中,每个菌株设3个重复。以不接种菌株的基础培养基作为对照。将上述三角瓶置于28℃、180r/min揺床上振荡培养12d后,将培养液在10000r/min、4℃下离心15min取上清液,以钼锑抗比色法测定出有效磷含量(mg/L)的増量(扣除对照后的值)。结果表明所述根瘤菌TJ22的解磷能力为2.35mg/L,对无机磷源具有一定的溶解能力。
(2)分泌铁载体的能力测定
试验过程:采用CAS检测液定量测定。CAS检测液配方(g/L):A液(10mmol/L CTAB):0.365g CTAB双蒸水定容至100mL;B液(1mmol/L FeCl3):0.27g FeCl3溶于10mL 1mol/L盐酸中,双蒸水定容至1L;C液(2mmol/L铬天青):0.121g CAS(铬天青)双蒸水定容至100mL;D液:4.307g无水哌嗪溶于30mL双蒸水后加入6.25mL浓盐酸(12M)。取6mL A液适量稀释,取1.5mLB液与7.5mL C液与A液混匀后,再加入D液混匀,双蒸水定容至100mL。
将活化后的1mL待测菌株的菌悬液加入100mL不含铁元素的YMB液体培养基中,每组试验重复三次。28℃下180r/min振荡培养3天,将培养液在10000r/min、4℃下离心15min取上清液。按体积比1:1加入CAS检测液,充分混匀后黑暗中静置30min,测定630nm处吸光值(As),以双蒸水为对照调零。另取空白培养基与CAS液等体积混匀,以其吸光值作为参比值(Ar)。根据公式[(Ar-As)/Ar]×100%计算,即得铁载体的相对含量。结果表明所述根瘤菌TJ22的嗜铁素相对含量为51.3%,具有较高的分泌铁载体的能力。
(3)产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶能力测定
试验过程:采用α-酮丁酸含量定量测定。DF无氮培养基配方(mL/L):0.1mL MoO3母液(0.1g/L)和0.1mL FeSO4·7H2O母液(10g/L)用双蒸水定容至900mL,pH调至7.2,121℃,灭菌15min,待冷却后加入100mL已灭菌的10×磷酸盐母液(4g KH2PO4、6g Na2HPO4,双蒸水定容至100mL)。DF-ACC培养基配方:在1L DF无氮培养基中加入6mL已过滤除菌的ACC母液(0.5M)使ACC终浓度为3mM。
将活化后的根瘤菌接种至7.5mL YMB培养基中,每组试验重复三次。28℃,180r/min过夜培养至对数中后期,将7.5mL菌悬液转移至50mL灭菌离心管,在4℃、6000r/min离心10min,除去上清液。用5mL DF无氮培养液洗菌一次,在4℃、6000r/min离心10min,除去上清液。将细菌沉淀重新悬浮在7.5mL DF-ACC培养基中,在摇床中30℃,180r/min培养24h。将7.5mL菌悬液转移至50mL灭菌离心管,在4℃、6000r/min离心10min,除去上清液。然后用5mLpH7.6的0.1M Tris-HCI洗菌两次,在4℃、6000r/min离心10min,除去上清液。将菌沉淀重新悬浮在1mL pH7.6的0.1M Tris-HCl溶液中,12000r/min离心5min,除去上清液,用600μLpH8.5的0.1M Tris-HCl溶液重新悬浮后,加入30μL甲苯,高速震荡30s,取200μL甲苯化菌液至两根1.5mL离心管,其中一根加入20μL的0.5M ACC溶液混匀。两根离心管置于30℃反应15min后,加入1mL的0.56M HCl溶液混匀,室温下12000r/min离心5min,取上清液1mL至试管,加入800μL 0.56M HCI溶液混匀,待测。以pH8.5的0.1M Tris-HCI溶液稀释0.1Mα-酮丁酸母液,得到0.5、1.0、1.5、2.0、2.5和3.0mM系列的α-酮丁酸标准样,以pH8.5的0.1M Tris-HCI溶液为对照样,分别吸取200μL加入试管,另加入1.6mL 0.56M HCl溶液混匀,待测。
在上面所有试管中加入300μL 0.2%的2,4-二硝基苯肼溶液,30℃反应30min。加入2mL 2M NaOH混匀终止反应,快速吸出200μL用酶标仪检测反应液在540nm处的吸光值。用加ACC的菌液吸光度减去不加ACC的菌液吸光度,代入标准曲线计算产生α-酮丁酸的量。结果表明所述根瘤菌TJ22生成α-酮丁酸的浓度为348.3μM,具有产ACC脱氨酶的能力。
实施例3回接试验
种子制备:大豆种子用75%乙醇浸泡7min后用无菌水清洗3次。将灭菌后的种子在无菌的培养皿内发芽48h,温度控制在22℃。将灭菌后的蛭石基质装入盆中充分吸水,挑选生长状态一致的幼苗种入盆中。
根瘤菌液制备:一次活化挑取单菌落接入YMB培养液中,28℃,180rpm培养至OD值λ=600为1.0左右,二次活化将1wt%一次活化的菌液接入YMB培养液中,28℃,180rpm培养至OD值λ=600为0.8左右。
根瘤菌接种:幼苗培养13天左右至真叶叶片完全展开,第一片复叶未出,将二次活化的根瘤菌经无菌水稀释的OD值λ=600为0.6左右,每盆接种40mL。5天后按照上述方式二次接菌。设置4个处理组,分别为T1:空白对照;T2:TJ22回接;T3:NaCl(100mM)处理;T4:TJ22回接和NaCl(100mM)处理,不加菌的处理组接等量的YMB液体培养基。孵育2天。
盐处理:1/2Hoagland营养液制备100mM NaCl浓度的处理液进行盐处理,不加盐的处理组加入等量的1/2Hoagland营养液,处理6天后取样。
对上述处理后大豆耐盐性生理指标测定
(1)根和叶片干鲜重测定
取6株大豆根部和叶片,吸干根表面水分测鲜重,叶片直接测鲜重,65℃烘干5天测干重。如图3所示,盐胁迫对根的生长有显著的负效应。然而,接种TJ22能够减轻大豆根部受盐胁迫毒害程度。在盐胁迫下,与未接种植株相比(T3),接种根瘤菌(T4)显著提高了大豆根的生长,鲜重和干重分别增加了19.4%和13.4%,而接种TJ22对叶片干鲜重的作用不显著。研究表明与地上部和叶片相比,因为根直接与土壤接触使得根组织更容易受到盐胁迫,因此在接种TJ22后再进行盐处理,根的干鲜重相比不接菌的处理组有显著的增加,而在叶片上的表现没有那么明显。
(2)丙二醛(MDA)含量测定
取大豆叶片0.1g,放入预冷的研钵中,加入液氮研磨成粉末,加入3mL10%三氯乙酸(TCA),混匀。在4000r/min下离心10min,取800μL上清液置于新的2mL离心管中,加入800μL 0.6%硫代巴比妥酸(TBA)。混合液在100℃条件下加热15min,然后立即在冰浴中冷却。混合液在10000r/min下离心15min,取上清液200μL于酶标板中,分别在450nm,532nm和600nm处测定其吸光度值,根据公式计算MDA含量。
计算公式为MDA浓度(μmol/L)=6.45×(A532-A600)-0.56×A450
如图4所示,在盐胁迫下,与未接种植株相比(T3),接种根瘤菌(T4)显著降低了大豆叶中MDA的含量。质膜的破坏程度可以用丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量来反映。具有细胞毒性的膜脂过氧化产物丙二醛,会引起生物大分子如蛋白质、核酸等的交联聚合,因此接种TJ22的植株MDA的含量显著降低以提高大豆耐受盐胁迫的能力。
(3)叶绿素含量的测定
取大豆叶片0.1g,放入预冷的研钵中,加入液氮研磨成粉末,加入20mL95%乙醇提取,4000r/min离心10min,取上清液分别在440nm,649nm和665nm处测定其吸光度值,根据公式计算叶绿素a和叶绿素b的含量,总叶绿素含量为叶绿素a和叶绿素b之和。
计算公式:叶绿素a浓度(mg/L)=12.71×A665-2.59×A649
叶绿素b浓度(mgl/L)=22.88×A649-4.67×A665
如图5所示,在盐胁迫下,与未接种植株相比(T3),接种根瘤菌(T4)显著提高了大豆叶片中叶绿素的含量。盐胁迫会造成叶片细胞结构发生变化,同时叶绿体结构损伤,造成叶绿素含量减少,光合受阻,光合速率下降。接种根瘤菌的大豆在盐胁迫下叶绿素含量相对不接种植物升高说明接种TJ22的大豆更能耐受盐胁迫。
(4)可溶性糖含量测定
取大豆叶片0.2g,放入预冷的研钵中,加入液氮研磨成粉末,加入5mL蒸馏水,混匀,在沸水中提取30min。吸取1mL提取液,定容至5mL,待测。
另取6支干净的试管,分别加入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1mL 0.1mg/mL的葡萄糖标准品,并补足蒸馏水至1mL。
取标准品和待测样品各200μL,分别加入200μL 5%苯酚、1mL浓硫酸,立即混匀,静置30min。在485nm下测定吸光度值。根据制作的标准曲线计算可溶性糖含量。
如图6所示,在盐胁迫下,与未接种植株相比(T3),接种根瘤菌(T4)显著提高了大豆叶中可溶性糖的含量。可溶性糖是植物合成有机物碳架的能量来源,可溶性糖的积累可以为其它有机物的合成提供能量,同时可溶性糖也可以有效调节细胞内的渗透压。
(5)脯氨酸含量的测定
取野大豆叶片0.1g,放入预冷的研钵中,加入液氮研磨成粉末,加入3%磺基水杨酸溶液3mL,在沸水中提取15min,4000r/min离心10min,取上清液待测。
标准曲线制作:配制20μg/mL的脯氨酸标准液100mL。分7只试管加脯氨酸0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8和1mL脯氨酸标准液,不足1mL的使用蒸馏水补足。
取待测样品上清和标准液各250μL,分别加入冰乙酸250μL,显色液250μL(酸性茚三酮溶液:60mL冰醋酸、16.4mL磷酸加蒸馏水定容至100mL,再加入2.5g茚三酮,溶解后避光保存),混匀后100℃水浴30min.取出冷却至室温,各管加入甲苯500μL反复振荡,静置待分层后吸取甲苯层200μL于酶标板中,在520nm处测定其吸光度值并绘制标准曲线。
如图7所示,在盐胁迫下,与未接种植株相比(T3),接种根瘤菌(T4)叶片中脯氨酸的含量低。从MDA含量来看,接种根瘤菌TJ22植株MDA含量显著降低,表明接种植株受氧化胁迫程度低,而脯氨酸较低的积累也表明植物受盐胁迫的影响较小。
综上所述,根瘤菌株TJ22自身具有耐盐性强、溶磷兼分泌1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶和产铁载体的能力。由此可见该菌株可作为PGPR,其可通过影响磷酸盐的增溶活性增强盐分胁迫条件下的养分吸收,在促进植物生长和减轻植物损害中发挥关键作用。1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶降解乙烯前体ACC,从而减轻非生物胁迫的破坏。而进一步的将本发明根瘤菌接种到大豆中,使得大豆在盐胁迫下根干鲜重、可溶性糖,叶绿素含量均上升,MDA水平下降,表明接种TJ22能够显著的诱导大豆耐盐。这可能是一种PGPR诱导的***耐受性(IST)”,它通过调节营养素吸收,离子转运,植物激素和活性氧(ROS)来抵抗植物中的非生物胁迫。
序列表
<110> 中国农业科学院烟草研究所(中国烟草总公司青州烟草研究所)
<120> 一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1349
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
tgcagtcgag cgccccgcaa ggggagcggc agacgggtga gtaacgcgtg ggaatctacc 60
cttttctacg gaataacgca gggaaacttg tgctaatacc gtataagccc ttcgggggaa 120
agatttatcg ggaaaggatg agcccgcgtt ggattagcta gttggtgggg taaaggccta 180
ccaaggcgac gatccatagc tggtctgaga ggatgatcag ccacattggg actgagacac 240
ggcccaaact cctacgggag gcagcagtgg ggaatattgg acaatgggcg caagcctgat 300
ccagccatgc cgcgtgagtg atgaaggccc tagggttgta aagctctttc accggtgaag 360
ataatgacgg taaccggaga agaagccccg gctaacttcg tgccagcagc cgcggtaata 420
cgaagggggc tagcgttgtt cggaattact gggcgtaaag cgcacgtagg cggacattta 480
agtcaggggt gaaatcccag agctcaactc tggaactgcc tttgatactg ggtgtctaga 540
gtatggaaga ggtgagtgga attccgagtg tagaggtgaa attcgtagat attcggagga 600
acaccagtgg cgaaggcggc tcactggtcc attactgacg ctgaggtgcg aaagcgtggg 660
gagcaaacag gattagatac cctggtagtc cacgccgtaa acgatgaatg ttagccgtcg 720
ggcagtttac tgttcggtgg cgcagctaac gcattaaaca ttccgcctgg ggagtacggt 780
cgcaagatta aaactcaaag gaattgacgg gggcccgcac aagcggtgga gcatgtggtt 840
taattcgaag caacgcgcag aaccttacca gcccttgaca tcccgatcgc ggattacgga 900
gacgttttcc ttcagttcgg ctggatcgga gacaggtgct gcatggctgt cgtcagctcg 960
tgtcgtgaga tgttgggtta agtcccgcaa cgagcgcaac cctcgccctt agttgccagc 1020
atttagttgg gcactctaag gggactgccg gtgataagcc gagaggaagg tggggatgac 1080
gtcaagtcct catggccctt acgggctggg ctacacacgt gctacaatgg tggtgacagt 1140
gggcagcgag accgcgaggt cgagctaatc tccaaaagcc atctcagttc ggattgcact 1200
ctgcaactcg agtgcatgaa gttggaatcg ctagtaatcg cagatcagca tgctgcggtg 1260
aatacgttcc cgggccttgt acacaccgcc cgtcacacca tgggagttgg ttctacccga 1320
aggtagtgcg ctaaccgcaa ggaggcagc 1349

Claims (5)

1.一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株,其特征在于:根瘤菌TJ22(Ensifer sesbaniae)已于2021年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,保藏编号为CGMCC22012。
2.一种权利要求1所述根瘤菌的应用,其特征在于:所述根瘤菌在诱导大豆耐盐中的应用。
3.一种植物耐盐制剂,其特征在于:所述制剂含权利要求1所述的根瘤菌TJ22、根瘤菌TJ22培养物、根瘤菌TJ22培养物浓缩液中的一种或几种。
4.如权利要求3所述的植物耐盐制剂,其特征在于:所述根瘤菌培养物为将根瘤菌TJ22于YMB培养液中,28℃,180 rpm培养至OD值λ=600为0.8即得培养物;
将上述培养物浓缩,即得根瘤菌培养物浓缩液。
5.如权利要求3所述的植物耐盐制剂,其特征在于:所述植物为大豆(Glycine max)。
CN202110472201.1A 2021-04-29 2021-04-29 一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用 Active CN115261245B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110472201.1A CN115261245B (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110472201.1A CN115261245B (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115261245A CN115261245A (zh) 2022-11-01
CN115261245B true CN115261245B (zh) 2023-09-19

Family

ID=83745105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110472201.1A Active CN115261245B (zh) 2021-04-29 2021-04-29 一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115261245B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117535171B (zh) * 2023-08-16 2024-05-24 中国农业科学院烟草研究所(中国烟草总公司青州烟草研究所) 盐胁迫诱导大豆招募的剑菌Ensifer sp.GMS14及其应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102827793A (zh) * 2012-08-29 2012-12-19 哈尔滨师范大学 一株产acc脱氨酶的苜蓿假单胞菌及其应用
CN106987541A (zh) * 2017-05-03 2017-07-28 新疆农业大学 一株具有抗逆、促生性能的高效苜蓿根瘤菌及其应用
CN107846838A (zh) * 2015-05-01 2018-03-27 靛蓝农业公司 用于改进的植物性状的分离的复合内生菌组合物和方法
CN110591957A (zh) * 2019-09-27 2019-12-20 新疆农业大学 一株耐盐苜蓿根瘤菌及其应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102827793A (zh) * 2012-08-29 2012-12-19 哈尔滨师范大学 一株产acc脱氨酶的苜蓿假单胞菌及其应用
CN107846838A (zh) * 2015-05-01 2018-03-27 靛蓝农业公司 用于改进的植物性状的分离的复合内生菌组合物和方法
CN106987541A (zh) * 2017-05-03 2017-07-28 新疆农业大学 一株具有抗逆、促生性能的高效苜蓿根瘤菌及其应用
CN110591957A (zh) * 2019-09-27 2019-12-20 新疆农业大学 一株耐盐苜蓿根瘤菌及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Competition for iron drives phytopathogen control by natural rhizosphere microbiomes";ShaoHua Gu等;《Nat Microbiol》;第5卷(第8期);第1002-1010页 *
Yan Li等."Genetic diversity and community structure of rhizobia nodulating Sesbania cannabina in saline-alkaline soils".《Syst Appl Microbiol》.2016,第39卷(第3期),第1195-202页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115261245A (zh) 2022-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111172080A (zh) 一株贝莱斯芽孢杆菌及其应用
CN110195026B (zh) 一种dehp降解菌剂制备及其有效降低蔬菜生产中dehp污染的方法
CN110358696A (zh) 一种降解土壤中莠去津农药残留的微生物菌剂
CN113755382A (zh) 一株阿氏芽孢杆菌ndfy-1及其应用
CN110184225A (zh) 一株具有PAHs降解能力的根际促生细菌PHE-2及其应用
CN110892805B (zh) 一种提高玉米种子萌发耐盐性生物刺激素的应用
CN115612638A (zh) 一株罗氏假单胞菌oor2-11菌株及其应用
CN113528398B (zh) 一种具有解磷解钾作用的枯草芽孢杆菌、微生物菌剂及其应用
CN115261245B (zh) 一株诱导植物具有耐盐性的根瘤菌株及其应用
CN109136142B (zh) 一种白黄链霉菌及利用该微生物制备生防微生物菌剂的方法与应用
CN111423995B (zh) 菌株glutamicibacter soli 1-3-3的耐盐促生效果及其应用
CN107904196B (zh) 一种阎氏链霉菌及其应用
WO2019029394A1 (zh) 一种海洋微生物菌剂及其制备方法
CN108841748A (zh) 中华根瘤固氮菌株系h6及其应用
CN114350559B (zh) 一株耐盐促生的辽宁慢生根瘤菌ry6菌株及其应用
CN113980862B (zh) 一种索诺拉沙漠芽孢杆菌及其应用
CN111705016B (zh) 一种生物菌剂及其制备方法和应用
CN105861358B (zh) 一种氟磺胺草醚降解菌及其应用
CN114934001A (zh) 一种烟草种子内生拮抗菌及其应用
CN114934000A (zh) 耐盐性解淀粉芽孢杆菌及其筛选与应用
CN111662846B (zh) 一种溶磷菌p5及其发酵产物、菌剂与应用
CN107586748A (zh) 一种中华单孢菌及其应用
CN109355235B (zh) 一种根瘤菌famb126及其应用
CN114774311B (zh) 黄微杆菌及其在促进作物生长以及提高作物耐寒性能中的应用
CN116694531B (zh) 一种芽孢杆菌hlh_19及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant