短小芽孢杆菌:一种高效产IAA的植物根际促生菌及其对木贼镰刀菌的体外拮抗作用

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Discover Plants

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  这篇综述系统评价了短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)作为植物根际促生菌(PGPR)的多重功能:通过高效液相色谱(HPLC)证实其能合成关键植物激素吲哚-3-乙酸(IAA)和色氨酸,同时具备溶磷、产铁载体等促生特性,并对土传病原菌木贼镰刀菌(Fusarium equiseti)表现出80%抑制率的强拮抗作用,为可持续农业提供了兼具生物肥料和生防潜力的微生物解决方案。

  

引言

农业集约化带来的土壤健康问题催生了以植物根际促生菌(PGPR)为核心的可持续解决方案。短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)因其合成吲哚-3-乙酸(IAA)和拮抗病原菌的双重能力备受关注。本研究从印度西孟加拉邦芥菜根际土壤中分离到一株短小芽孢杆菌MUSRH-05(ON783696),系统评估了其促生与生防潜力。

材料与方法

样本采集:从黏壤土(pH 5.7)的芥菜根际分离菌株,通过含色氨酸的培养基富集IAA产生菌。HPLC分析:采用C18反相柱(流动相甲醇:水=80:20),在254 nm波长下检测IAA(保留时间3.131 min)和色氨酸(2.644 min)。生防评估:采用双培养法测定对木贼镰刀菌(ON783721)的抑制率,公式为(对照组菌落半径-处理组半径)/对照组半径×100%。

结果

菌株特性:革兰阳性短小芽孢杆菌MUSRH-05在CAS培养基上形成橙色晕圈(铁载体阳性),在Pikovskaya培养基产生溶磷透明圈。代谢产物:HPLC定量显示IAA产量达303.333 ng/μL(峰面积5704.8125),色氨酸151.383 ng/μL,校准曲线R2

0.998。生防效能:对木贼镰刀菌抑制率达80%,显著高于分光光度法的检测精度(HPLC R2
=0.9987 vs 分光光度法0.840)。

讨论

该菌株通过IAA调控植物根系构型(浓度较文献报道高1.8倍),同时通过铁载体改善植物铁营养。其生防机制可能涉及抗菌代谢物干扰真菌细胞壁合成,与文献中芽孢杆菌产脂肽类物质的作用相符。HPLC方法的RSD<2%为次级代谢产物研究提供了可靠技术支撑。

结论

短小芽孢杆菌MUSRH-05兼具IAA介导的促生(303.333 ng/μL)和强效生防(80%抑制率)功能,其色氨酸-IAA代谢通路与溶磷、铁载体系统的协同作用,为开发多功能生物接种剂提供了理论依据。未来需开展田间试验验证其在大田复杂环境中的稳定性。

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