一株耐鹽類(lèi)球紅細(xì)菌的分離鑒定及其對(duì)不同作物的促生作用

陳麗潔　蘇品　張卓　翟忠英　孔小婷　杜曉華　程菊娥　唐雯　張德詠　劉勇

摘要：【目的】分離和篩選耐鹽菌株并探討其對(duì)不同農(nóng)作物的促生作用，為進(jìn)一步研制耐鹽微生物菌肥制劑提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)?！痉椒ā坷门囵B(yǎng)基從土壤樣品中富集、分離光合細(xì)菌，采用形態(tài)學(xué)特征和分子生物學(xué)方法對(duì)菌株進(jìn)行分類(lèi)鑒定。用水培法培養(yǎng)萌發(fā)的番茄和水稻種子，在番茄長(zhǎng)出真葉、水稻長(zhǎng)出第一葉時(shí)，分別灌根施用配制的YYH-1菌液、分離菌菌液、滅活YYH-1菌液、滅活分離菌菌液、培養(yǎng)基和清水，7 d施用1次，連續(xù)施用3次。另設(shè)鹽脅迫試驗(yàn)（番茄和水稻水培液中分別含50和100 mmol/L NaCl），重復(fù)上述操作。第3次灌根后7 d，分別測(cè)定番茄和水稻的株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗、鮮重及葉綠素含量，對(duì)比分析菌株BTN-1的耐鹽和促生作用?！窘Y(jié)果】從土壤樣品中分離純化獲得一株菌株，編號(hào)為BTN-1。根據(jù)菌株BTN-1形態(tài)、生理生化特征和16S rDNA序列分析，鑒定該菌株為類(lèi)球紅細(xì)菌（Rhodobacter sphaeorides）。促生和鹽脅迫試驗(yàn)結(jié)果均表明，BTN-1和YYH-1菌液處理對(duì)番茄、水稻幼苗的促生效果較佳，其次為滅活BTN-1和滅活YYH-1菌液處理，尤其以BTN-1菌液處理的效果最優(yōu)。在鹽脅迫條件下，與培養(yǎng)基處理相比，BTN-1菌液處理的番茄株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗和鮮重分別增長(zhǎng)52%、54%、55%、36%和50%，葉綠素a和葉綠素b含量分別提高36%和37%;BTN-1菌液處理的水稻株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗和鮮重分別增長(zhǎng)41%、30%、21%、36%和44%，葉綠素a和葉綠素b含量分別提高39%和54%?！窘Y(jié)論】菌株BTN-1能促進(jìn)鹽脅迫下番茄和水稻幼苗的生長(zhǎng)，同時(shí)可提高二者的葉綠素含量，增強(qiáng)其光合作用。該菌具有耐鹽和促生作用，在海水灌溉農(nóng)田、鹽堿化土壤利用等方面具有應(yīng)用潛力，可作為生物菌肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中開(kāi)發(fā)利用。

關(guān)鍵詞： 微生物肥料;光合細(xì)菌;類(lèi)球紅菌;16S rDNA;耐鹽菌株;促生效果

中圖分類(lèi)號(hào)： S144.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2019）05-0964-10

Abstract：【Objective】In order to provide theoretical basis and scientific basis for the further development of salt-to-lerant microbial fertilizer preparations，the salt-tolerant strains were isolated and screened and their growth-promoting effects on different crops were studied. 【Method】The photosynthetic bacteria were enriched and separated from soil samples by culture medium. The strains were classified and identified by morphological characteristics and molecular biology methods. The germinated tomato and rice seeds were cultured by hydroponic method respectively. When the true leaf of tomato and the first leaf of rice were grown，the strain YYH-1 solution，isolated strain solution，inactivated strain YYH-1 solution，inactivated isolation strain solution，culture medium and clean water were applied once every 7 d and three times in succession. A salt stress test（50 mmol/L NaCl in tomato hydroponic solution，100 mmol/L NaCl in rice hydroponic solution） was set up to repeat the above operations. The plant height，stem length，root length，stem diameter，fresh weight and chlorophyll content of tomato and rice were measured 7 d after the third root irrigation. The salt tolerance and growth promotion of strain BTN-1 were compared and analyzed. 【Result】A strain was isolated and purified from soil samples and named BTN-1. The strain BTN-1 was identified as Rhodobacter sphaeorides according to its morphological，physiological and biochemical characteristics and 16S rDNA sequence analysis. The results of growth promotion and salt stress test showed that BTN-1 and YYH-1 had fine effects on tomato and rice seedlings，followed by inactivated strain BTN-1 solution and inactivated strain YYH-1 solution. The treatment effect of BTN-1 bacteria solution was the best. Under salt stress，compared with medium treatment，plant height，stem length，root length，stem diameter and fresh weight of tomato treated with strain BTN-1 solution increased by 52%，54%，55%，36% and 50%， respectively，chlorophyll a and chlorophyll b contents increased by 36% and 37% respectively. And plant height，stem length，root length，stem diameter and fresh weight of rice treated with BTN-1 solution increased by 41%，30%，21%，36% and 44%， respectively，chlorophyll a and chlorophyll b contents increased by 39% and 54% respectively. 【Conclusion】Strain BTN-1 can promote the growth of tomato and rice seedlings under salt stress，and increase their chlorophyll contents and photosynthesis. The bacterium has salt tolerance and growth promoting effect，and has potential application in seawater irrigation farmland and saline-alkaline soil utilization. It can be used as bio-fertilizer for agricultural development and utilization.

Key words： microbial fertilizer; photosynthetic bacteria;Rhodobacter sphaeorides; 16S rDNA; salt-tolerant strains;growth-promoting effects

0 引言

【研究意義】施肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的保障，但近年來(lái)化學(xué)肥料的大量施用導(dǎo)致土壤微生物活性降低、養(yǎng)分失調(diào)，土壤板結(jié)及鹽堿化現(xiàn)象加劇。同時(shí)，隨著由溫室效應(yīng)引起的全球氣候變暖，部分地區(qū)環(huán)境惡化引起土地沙漠化和鹽堿化，預(yù)計(jì)到2050年，將有超過(guò)50%的耕地會(huì)被鹽堿化（Vinocur and Altman，2005）。農(nóng)作物的生長(zhǎng)離不開(kāi)水，目前農(nóng)田灌溉主要以淡水資源為主，而我國(guó)淡水資源稀缺，難以滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，鹽堿地開(kāi)發(fā)和海水資源在農(nóng)業(yè)上的利用已成為灘涂地、沿海岸線、鹽堿地、沙漠和荒漠等地區(qū)發(fā)展農(nóng)業(yè)的重要方向，而微生物菌肥改善鹽堿地是生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心。因此，篩選耐鹽菌株，并將其開(kāi)發(fā)成新型微生物肥料，對(duì)開(kāi)發(fā)鹽堿地種植農(nóng)作物、利用海水灌溉農(nóng)業(yè)和提高作物產(chǎn)量及品質(zhì)均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】微生物菌肥能改變土壤的微生物種類(lèi)及土壤理化性質(zhì)，增加土壤養(yǎng)分并促進(jìn)植物生長(zhǎng)，還可增強(qiáng)植物的抗病、抗逆能力。目前主要應(yīng)用于鹽堿地改良的微生物有磷細(xì)菌、鉀細(xì)菌、固氮菌、菌根菌和光合細(xì)菌（趙寧亞和張明，2013）。李蘭曉等（2005）研究發(fā)現(xiàn)，施用膠質(zhì)芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌等復(fù)合微生物肥可明顯改善土壤微生物區(qū)系，提高鹽堿地造林成活率。張桂玲（2010）在中性偏堿的棉田中施用中度嗜鹽菌，發(fā)現(xiàn)土壤的細(xì)菌數(shù)量可在短時(shí)間內(nèi)迅速增加。田曉亮（2010）研究表明，以微生物肥料代替?zhèn)鹘y(tǒng)化肥進(jìn)行鹽堿地造林試驗(yàn)，可提高植物的成活率、保存率及土壤的有機(jī)質(zhì)含量。王綸等（2011）研究表明，鹽堿地玉米種植中施用GPIT生物制劑，可明顯提高玉米出苗率，且玉米出苗后生長(zhǎng)健壯、根系發(fā)達(dá)、抗病力強(qiáng)，單株粒質(zhì)量和百粒質(zhì)量均明顯提高。崔曾杰等（2013）探討了生物菌肥對(duì)鹽堿地水稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，施用生物菌肥可促進(jìn)水稻的生長(zhǎng)發(fā)育，同時(shí)提高水稻產(chǎn)量。以上研究均表明，微生物菌肥生物制劑在鹽堿地治理及促進(jìn)作物生長(zhǎng)方面具有良好的效果?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人關(guān)于鹽堿地降鹽和改良的報(bào)道主要集中在水利工程、農(nóng)業(yè)、生物和化學(xué)等措施，海水的利用也集中在耐鹽品種的培育上（李培夫，1999;牛東玲和王啟基，2002）。為充分開(kāi)發(fā)鹽堿地、利用海水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉生產(chǎn)，結(jié)合現(xiàn)代生物技術(shù)，篩選耐鹽菌株，并將其開(kāi)發(fā)成新的生物肥料，以改善鹽堿地土壤供肥環(huán)境，提高耕地肥力，并利用海水灌溉，緩解淡水資源緊缺現(xiàn)狀?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】選取普通番茄和水稻為研究作物，從內(nèi)蒙古包頭采集土樣，使用光合細(xì)菌培養(yǎng)基分離和篩選菌株，對(duì)篩選獲得的菌株進(jìn)行形態(tài)、生理生化、16S rDNA鑒定，并探討菌株菌液對(duì)不同鹽度農(nóng)作物的促生作用，篩選耐鹽菌株，以期為進(jìn)一步研制耐鹽微生物菌肥制劑提供理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

1. 1. 1 土壤樣品采集 土壤樣品采集自內(nèi)蒙古包頭市的番茄實(shí)驗(yàn)田。

1. 1. 2 供試菌株和農(nóng)作物 對(duì)照菌株類(lèi)球紅細(xì)菌YYH-1（分離自岳陽(yáng)市水稻田土壤），農(nóng)作物種子選取普通的番茄和水稻種子。

1. 1. 3 菌株培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基（1 L）：（NH4）2SO4 0.50 g/L、NaAc 0.50 g/L、K2HPO4 1.00 g/L、FeSO4 0.05 g/L、H3BO3 0.05 g/L、NaMoO4 0.05 g/L、酵母抽提物1.50 g/L;固體培養(yǎng)基：在相應(yīng)液體培養(yǎng)基中分別添加1.3%和1.8%瓊脂的雙層培養(yǎng)基，上層添加1.3%瓊脂，下層添加1.8%瓊脂。

農(nóng)作物1/2 Hoagland水培營(yíng)養(yǎng)液：100倍濃縮液A：KNO3 24.265 g/L，Ca（NO3）2·4H2O 37.784 g/L;100倍濃縮液B：KH2PO4 2.722 g/L，MgSO4 9.629 g/L;1000倍濃縮液C：MnCl2·4H2O 0.891 g/L，H3BO3 1.422 g/L，CuSO4·5H2O 0.075 g/L，ZnCl2 0.204 g/L，NaMoO4·2H2O 0.024 g/L;100倍濃縮液鐵鹽：FeSO4·7H2O 5.044 g/L，Na2EDTA·2H2O 3.722 g/L;取濃縮液A、B、鐵鹽各10 mL，濃縮液C 1 mL，稀釋定容至1 L，即為1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液。

1. 1. 4 主要儀器 光照培養(yǎng)箱（賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠，寧波），全波長(zhǎng)微孔板分光光度計(jì)（Bio Tek/Eon，美國(guó)），掃描電子顯微鏡（JEXL-230，日本），凝膠成像儀（UVP凝膠成像系統(tǒng)，美國(guó)）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 菌株篩選及鑒定 菌株富集：分別取40～100 g土壤，裝入玻璃小吊瓶，加入200～250 mL液體培養(yǎng)液中，橡皮塞塞住瓶口，封口膜封閉瓶口。用光照培養(yǎng)箱（溫度30 ℃、光照強(qiáng)度7000 lx）培養(yǎng)5～10 d，每隔1 d觀察菌的生長(zhǎng)情況。當(dāng)菌在玻璃壁或液面上呈菌落狀，培養(yǎng)液呈棕色或深棕色時(shí)，取50 mL菌液，放入玻璃小吊瓶，加入200 mL培養(yǎng)液，重復(fù)多次培養(yǎng)。觀察菌落顏色，光學(xué)顯微鏡下光合細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)時(shí)可確認(rèn)富集成功。

菌株分離：取富集成功的光合細(xì)菌，劃線培養(yǎng)菌株。選用雙層培養(yǎng)基，取200～500 μL富集成功的光合細(xì)菌，在下層培養(yǎng)基上劃線，劃線后平放2～3 min;待加熱融化后的上層固體培養(yǎng)基冷卻后，倒入劃好線的板上，封口膜封閉。用光照培養(yǎng)箱（溫度30 ℃、光照強(qiáng)度7000 lx）培養(yǎng)4～6 d，每隔1 d觀察菌的生長(zhǎng)情況。當(dāng)菌長(zhǎng)出菌落時(shí)，挑取單菌落，重新劃板培養(yǎng)，重復(fù)多次培養(yǎng)。觀察菌落顏色，在每次劃板培養(yǎng)菌落顏色一致且不發(fā)生變化時(shí)，挑取單菌落進(jìn)行液體富集培養(yǎng)。平板菌落計(jì)數(shù)檢測(cè)顯示光合細(xì)菌菌數(shù)約2×109 CFU/mL，作為后續(xù)試驗(yàn)的接種液。

革蘭氏染色法鑒定：以《土壤微生物實(shí)驗(yàn)法》（日本土壤微生物研究會(huì)，1983）、《伯杰細(xì)菌鑒定》（第八版）（布坎南和吉本斯，1984）和《常見(jiàn)細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)》（東秀珠和蔡妙英，2001）為主要鑒定手冊(cè)，以革蘭氏染色法進(jìn)行菌種鑒定。挑取分離培養(yǎng)基上的單克隆于載玻片上，通過(guò)革蘭氏染色檢驗(yàn)細(xì)菌特性并利用顯微鏡進(jìn)行鏡檢。

掃描電鏡樣品制備：將細(xì)菌溶液反復(fù)離心收集沉淀，2.5%戊二醛固定，經(jīng)磷酸緩沖液洗滌沉淀，1%鋨酸固定2 h，反復(fù)洗滌離心后梯度酒精脫水，樹(shù)脂滲透包埋。經(jīng)60 ℃烘箱加熱聚合切片后，掃描電子顯微鏡觀察拍照。

生理生化指標(biāo)測(cè)定：測(cè)定方法參考《常見(jiàn)細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)》（東秀珠和蔡妙英，2001）。

16S rDNA序列測(cè)定：使用天根生化科技（北京）有限公司的細(xì)菌總DNA提取試劑盒提取細(xì)菌基因組DNA。以所提的細(xì)菌總DNA為模板，采用細(xì)菌16S rDNA通用引物（27F：5'-AGAGTTTGATCCTG GCTCAG-3'，1492R：5'-GGTTACCTTGTTACGACT T-3'）進(jìn)行序列擴(kuò)增，PCR反應(yīng)體系50.0 μL：10×Easy Taq Buffer（+Mg2+）5.0 μL，High Pure dNTP 4.0 μL，27F/1492R引物各0.5 μL，Easy Taq酶1.0 μL，雙蒸水補(bǔ)足至50.0 μL。擴(kuò)增程序：95 ℃預(yù)變性3 min;95 ℃ 1 min，55 ℃ 15 s，72 ℃，1 min，進(jìn)行30個(gè)循環(huán);72 ℃延伸5 min。經(jīng)1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)擴(kuò)增片段，由北京擎科生物技術(shù)有限公司進(jìn)行測(cè)序。測(cè)定的16S rDNA序列在GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中利用BLAST進(jìn)行比對(duì)，比較其序列的同源性（https：//blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi）。利用MEGA 5.0進(jìn)行多序列聯(lián)配，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù)。

1. 2. 2 菌株對(duì)農(nóng)作物的促生能力試驗(yàn) 選取萌發(fā)后的番茄、水稻種子用水培法培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為28 ℃光照12 h，光照強(qiáng)度3500 lx，22 ℃暗培養(yǎng)12 h。以下試驗(yàn)均重復(fù)3次。

試驗(yàn)設(shè)6個(gè)處理，分別為YYH-1菌液、滅活YYH-1菌液、分離菌菌液、滅活分離菌菌液、培養(yǎng)基和清水。滅活菌液進(jìn)行高溫高壓滅菌處理，所有菌液均進(jìn)行100倍稀釋。

1. 2. 2. 1 菌株對(duì)番茄生長(zhǎng)及光合作用的影響 在番茄長(zhǎng)出真葉時(shí)，將配制好的液體分別灌根施用在番茄上，7 d施用1次，連續(xù)施用3次。

1. 2. 2. 2 菌株對(duì)水稻生長(zhǎng)及光合作用的影響 在水稻長(zhǎng)出第一葉時(shí)，將配制好的液體分別灌根施用在水稻上，7 d施用1次，連續(xù)施用3次。

1. 2. 2. 3 菌株對(duì)鹽脅迫下番茄生長(zhǎng)及光合作用的影響 根據(jù)吳桂臣等（2011）番茄種子可忍耐60 mmol/L NaCl脅迫的試驗(yàn)結(jié)果，本研究選取含NaCl濃度為50 mmol/L的水培培養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)。在番茄長(zhǎng)出真葉時(shí)，將配制好的液體分別灌根施用在番茄上，7 d施用1次，連續(xù)施用3次。

1. 2. 2. 4 ?菌株對(duì)鹽脅迫下水稻生長(zhǎng)及光合作用的影響 根據(jù)程廣有等（1994）200 mmol/L NaCl脅迫可明顯抑制水稻幼苗的根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)和根數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果，本研究選取含NaCl濃度為100 mmol/L的水培培養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)。在水稻長(zhǎng)出第一葉時(shí)，將配制好的液體分別灌根施用在水稻上，7 d施用1次，連續(xù)施用3次。

1. 3 測(cè)定指標(biāo)及方法

第3次灌根后7 d，測(cè)量番茄和水稻幼苗的生長(zhǎng)指標(biāo)。植株的株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)采用軟尺測(cè)量;莖粗采用游標(biāo)卡尺測(cè)量;鮮重采用分析天平稱(chēng)量。葉綠素含量提取參照蕭浪濤和王三根（2005）及胡秉芬等（2018）的方法，采用分光光度計(jì)測(cè)定吸光度。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及制圖，運(yùn)用SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 。

2 結(jié)果與分析

2. 1 菌株分離鑒定結(jié)果

利用光合細(xì)菌培養(yǎng)基從土壤樣品中分離純化獲得一株菌株，編號(hào)為BTN-1。菌株BTN-1單個(gè)為球狀（圖1），革蘭氏染色呈陰性。在固體培養(yǎng)基上，BTN-1菌落呈淺紅至深紅色點(diǎn)狀，表面微光滑、濕潤(rùn)、有光澤、透明，邊緣整齊;在液體培養(yǎng)基中，厭氧條件下光照培養(yǎng)，BTN-1菌液變渾濁，厭氧培養(yǎng)物最初為淡綠色，后為暗棕色。菌株BTN-1對(duì)檸檬酸鈉、琥珀酸鈉、甲酸鈉、葡萄糖、蔗糖和蛋白胨等作用呈陽(yáng)性反應(yīng)（表1）。根據(jù)16S rDNA測(cè)序結(jié)果與NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)BLAST比對(duì)結(jié)果，對(duì)菌株BTN-1與參比菌株進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化分析，利用MEGA 5.0構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹(shù)（圖2）。從圖2可看出，菌株BTN-1與Rhodobacter sphaeorides（登錄號(hào)AM983575）和Rhodobacter sp.（登錄號(hào)FN543488）處于同一分支，親緣關(guān)系較近，同源性高達(dá)99%，綜合形態(tài)觀察、革蘭氏染色及生理生化鑒定結(jié)果，將BTN-1灰活菌株暫定為類(lèi)球紅細(xì)菌（R. sphaeorides），屬變形菌綱α-3亞綱（Puskas et al.，1997），紅螺菌亞目（Rhadospirillales），紅螺菌科（Rhodospirillaceae），紅假單胞菌屬（Rhodopseudomonas），紫色非硫細(xì)菌。

2. 2 菌株BTN-1對(duì)農(nóng)作物的促生能力試驗(yàn)結(jié)果

2. 2. 1 菌株YYH-1和BTN-1對(duì)番茄生長(zhǎng)和葉綠素含量的影響 由圖3和圖4可看出，施用YYH-1和BTN-1菌液能明顯促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng)，其中，BTN-1菌液處理的番茄株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗及鮮重較培養(yǎng)基處理增加59%、56%、58%、43%和59%，YYH-1菌液處理各指標(biāo)分別較培養(yǎng)基處理增加53%、47%、49%、32%和46%。施用滅活YYH-1和滅活BTN-1菌液對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)有輕微促進(jìn)作用，而清水和培養(yǎng)基對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)無(wú)促進(jìn)作用。

由圖5可看出，不同處理番茄幼苗的葉綠素a和葉綠素b含量均表現(xiàn)為BTN-1菌液>YYH-1菌液>滅活BTN-1菌液>滅活YYH-1菌液>培養(yǎng)基>清水。其中，BTN-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高41%和51%，YYH-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高21%和31%。表明菌株YYH-1和BTN-1可促進(jìn)番茄的光合作用。

2. 2. 2 菌株YYH-1和BTN-1對(duì)水稻生長(zhǎng)和葉綠素含量的影響 由圖6和圖7可看出，與對(duì)番茄的促生作用相似，施用YYH-1和BTN-1菌液也能明顯促進(jìn)水稻幼苗生長(zhǎng)，其中，BTN-1菌液處理的水稻株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗和鮮重較培養(yǎng)基處理增加48%、34%、31%、42%和49%，YYH-1菌液處理的水稻幼苗各指標(biāo)分別較培養(yǎng)基處理增加47%、30%、26%、33%和44%。滅活YYH-1和滅活BTN-1菌液處理水稻幼苗的各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)也優(yōu)于清水和培養(yǎng)基處理。

由圖8可看出，不同處理水稻幼苗的葉綠素a含量表現(xiàn)為BTN-1菌液>YYH-1菌液>滅活BTN-1菌液>滅活YYH-1菌液>培養(yǎng)基>清水;葉綠素b含量表現(xiàn)為BTN-1菌液>YYH-1菌液>滅活BTN-1菌液>滅活YYH-1菌液>清水>培養(yǎng)基。其中，BTN-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高51%和58%，YYH-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高31%和42%。表明菌株YYH-1和BTN-1可促進(jìn)水稻的光合作用。

2. 2. 3 菌株YYH-1和BTN-1對(duì)鹽脅迫下番茄生長(zhǎng)和光合作用的影響 由圖9和圖10可看出，50 mmol/L NaCl脅迫培養(yǎng)下，灌根處理后，番茄幼苗的長(zhǎng)勢(shì)整體上表現(xiàn)為BTN-1和YYH-1菌液處理較優(yōu)，其次為滅活BTN-1和滅活YYH-1菌液處理，培養(yǎng)基和清水處理長(zhǎng)勢(shì)最差。其中，BTN-1菌液處理的番茄株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗和鮮重分別較培養(yǎng)基處理增長(zhǎng)52%、54%、55%、36%和50%;YYH-1菌液處理的番茄幼苗各指標(biāo)分別較培養(yǎng)基處理增長(zhǎng)26%、33%、33%、17%和25%，清水和培養(yǎng)基對(duì)番茄苗生長(zhǎng)基本無(wú)促進(jìn)作用。

由圖11可看出，不同處理番茄幼苗的葉綠素含量整體上表現(xiàn)為BTN-1和YYH-1菌液處理較高，其次為滅活BTN-1和滅活YYH-1菌液處理，清水和培養(yǎng)基處理較低。其中，BTN-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高36%和37%，YYH-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高20%和18%。表明菌株YYH-1和BTN-1可提高鹽脅迫下水稻幼苗的葉綠素含量，進(jìn)而增強(qiáng)其光合作用，尤其以菌株BTN-1的效果較優(yōu)。

2. 2. 4 菌株YYH-1和BTN-1對(duì)鹽脅迫下水稻生長(zhǎng)和光合作用的影響 由圖12和圖13可看出，100 mmol/L NaCl脅迫培養(yǎng)下，灌根處理后，水稻幼苗的長(zhǎng)勢(shì)整體上表現(xiàn)為BTN-1和YYH-1菌液處理較佳，其次為滅活BTN-1和滅活YYH-1菌液處理，培養(yǎng)基和清水處理長(zhǎng)勢(shì)最差。其中，BTN-1菌液處理的水稻株高、莖長(zhǎng)、根長(zhǎng)、莖粗和鮮重分別較培養(yǎng)基處理增長(zhǎng)41%、30%、21%、36%和44%;YYH-1菌液處理的番茄幼苗各指標(biāo)分別較培養(yǎng)基處理增長(zhǎng)17%、18%、7%、19%和24%。

由圖14可看出，不同處理水稻幼苗的葉綠素含量整體上表現(xiàn)BTN-1和YYH-1菌液處理較高，其次為滅活BTN-1和滅活YYH-1菌液處理，清水和培養(yǎng)基處理較低。其中，BTN-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高39%和54%，YYH-1菌液處理的葉綠素a和葉綠素b含量分別較培養(yǎng)基處理提高26%和33%。表明菌株YYH-1和BTN-1可提高鹽脅迫下水稻幼苗的葉綠素含量，進(jìn)而增強(qiáng)其光合作用，尤其以菌株BTN-1的效果較優(yōu)。

3 討論

土壤鹽堿化、淡水資源短缺是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要限制因素。微生物是土壤最活躍的組分，參與土壤的發(fā)生、發(fā)展和發(fā)育（宋長(zhǎng)青等，2013）;此外，微生物在繁殖過(guò)程中產(chǎn)生的刺激植物生長(zhǎng)物質(zhì)能抑制土傳病害，增強(qiáng)植物的抗病能力（宋玉珍，2009）。施用微生物菌肥可改善鹽堿地的土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤質(zhì)量和土壤肥力，增加土壤微生物活性，使土壤重返自然狀態(tài)。本研究利用光合細(xì)菌培養(yǎng)基分離純化出一株菌株BTN-1，通過(guò)菌株形態(tài)、生理生化特征和16S rDNA序列鑒定，確定菌株BTN-1為類(lèi)球紅細(xì)菌。類(lèi)球紅細(xì)菌是一種多功能的兼性紫色非硫細(xì)菌，能在多種環(huán)境條件下生長(zhǎng)且可產(chǎn)生多種有益物質(zhì)。前人研究表明，類(lèi)球紅細(xì)菌可通過(guò)將敵敵畏降解為CO2和H2O的方式有效降解草莓中的農(nóng)藥殘留，不產(chǎn)生有毒的中間物質(zhì)（趙凱等，2009;韓慶莉等，2013）;類(lèi)球紅細(xì)菌菌肥可促進(jìn)土壤中多環(huán)芳烴的去除，減少多環(huán)芳烴在小麥籽粒中的積累，活化土壤微生物生態(tài)系統(tǒng)（焦海華等，2014）。

鹽脅迫可顯著抑制植物的生長(zhǎng)發(fā)育，影響幼苗生長(zhǎng)（隋德宗，2006）。鹽脅迫下，植物體內(nèi)細(xì)胞會(huì)發(fā)生脫水現(xiàn)象，細(xì)胞膜的酶功能發(fā)生紊亂，代謝無(wú)序，植物發(fā)育過(guò)程各組織和器官的生長(zhǎng)受到抑制（Loustau et al.，1995）。類(lèi)球紅細(xì)菌作為光合細(xì)菌家族成員之一，屬有益微生物。目前，在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中，類(lèi)球紅細(xì)菌可用于生物降解除草劑、殺蟲(chóng)劑和植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑（Tangprasittipap and Prasertsan，2002），但在改良鹽堿化土壤，開(kāi)發(fā)海水灌溉上還未被開(kāi)發(fā)應(yīng)用。本研究從耐鹽角度出發(fā)，在鹽脅迫條件下培養(yǎng)番茄和水稻幼苗，探討菌株BTN-1的耐鹽能力，結(jié)果表明該菌株在50和100 mmol/L NaCl鹽脅迫下分別對(duì)番茄和水稻幼苗的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，且可提高作物的光合作用，說(shuō)明該菌具有一定的耐鹽和促生能力，與施用光合細(xì)菌可顯著促進(jìn)水培油麥菜生長(zhǎng)、提高油麥菜產(chǎn)量（穆金艷等，2017）及光合細(xì)菌可促進(jìn)水培黃瓜苗期生長(zhǎng)（武麗娜，2012）的研究結(jié)果相似。與菌株YYH-1相比，菌株BTN-1對(duì)番茄和水稻幼苗的促生效果更佳，其原因可能是菌株BTN-1是從北方的旱地土壤分離所得，推測(cè)其耐鹽效果與北方雨量少、土地干旱且鹽含量高有關(guān)，而對(duì)照菌株YYH-1分離自南方水稻土壤，南方土壤雨量充足，有利于土壤中鹽分流動(dòng)，故菌株YYH-1的耐鹽性不如菌株BTN-1。

綜合考慮耐鹽能力和培肥效果，可利用菌株BTN-1制備耐鹽菌劑，以緩解土壤鹽脅迫對(duì)植物產(chǎn)生的不良影響，同時(shí)可產(chǎn)生較好的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。但本研究?jī)H探討了菌株BTN-1對(duì)普通番茄和水稻幼苗生長(zhǎng)的影響，菌株BTN-1對(duì)其他作物是否具有相似的促生作用、該菌株的最大耐鹽度及其對(duì)作物田間生長(zhǎng)的促生情況等均有待進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

本研究利用光合細(xì)菌培養(yǎng)基從土壤樣品中分離純化出一株菌株BTN-1，通過(guò)形態(tài)、生理生化特征觀察和16S rDNA序列鑒定為類(lèi)球紅細(xì)菌（R. sphaeo-rides）。鹽脅迫培養(yǎng)條件下，菌株BTN-1能促進(jìn)番茄和水稻幼苗的生長(zhǎng)，同時(shí)可提高番茄和水稻幼苗的葉綠素含量，增強(qiáng)其光合作用。說(shuō)明該菌具有耐鹽和促生作用，在海水灌溉農(nóng)田、鹽堿化土壤利用等方面具有應(yīng)用潛力，可作為生物菌肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中開(kāi)發(fā)利用。

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（責(zé)任編輯 王 暉）