成都平原蠶豆高效根瘤菌的篩選及其促生功能初步評(píng)價(jià)

全紫曼，陳遠(yuǎn)學(xué)，劉 明，彭 丹，蔣 帆，周 元，鄒 蘭，徐開(kāi)未

（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)資源學(xué)院，四川成都 611130）

中國(guó)是最大的蠶豆生產(chǎn)國(guó)，干蠶豆產(chǎn)量占世界總產(chǎn)的36.7%[1]，是我國(guó)傳統(tǒng)對(duì)外貿(mào)易的重要農(nóng)產(chǎn)品資源，出口量在雜糧中位居第二[2]。但近年由于生產(chǎn)成本較高，出口量持續(xù)萎縮[1]，因此如何提高蠶豆產(chǎn)量及效益是目前亟待解決的問(wèn)題。研究表明，根瘤菌可為蠶豆提供生長(zhǎng)所需80%的氮源[3]；接種根瘤菌能顯著提高蠶豆產(chǎn)量，增加土壤肥力[4-5]。Rugheim等[6]研究表明，接種根瘤菌還可提高蠶豆粗纖維和粗蛋白?？梢?jiàn)，接種根瘤菌能有效提高蠶豆的產(chǎn)量及效益。豆科作物接種高效根瘤菌是國(guó)際上公認(rèn)的一種有效生物固氮技術(shù)，且相較氮肥，以根瘤菌劑為代表的微生物肥料，成本低、利用率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的要求[7]。

近年根瘤菌新功能拓展研究報(bào)道指出，少數(shù)根瘤菌除固氮外，還具有分泌吲哚乙酸(IAA)、溶磷等新的促生能力[8]。因此，本研究還對(duì)供試菌株的促生新功能如分泌IAA、溶磷能力進(jìn)行初步探索，以期發(fā)現(xiàn)固氮效果和促生效果好的菌株，為該地區(qū)高效蠶豆根瘤菌劑的研制和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，進(jìn)而更好地推動(dòng)根瘤菌劑的研制和應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試菌株 來(lái)自本課題組前期初篩到的6株采集自成都平原且與‘大白蠶豆’高效匹配的蠶豆根瘤菌[15]。菌株編號(hào)、來(lái)源、土壤類型等信息詳見(jiàn)表1。

1.1.2 供試豆種 匹配性試驗(yàn)供試品種為‘成胡14’和‘成胡15’，田間試驗(yàn)供試品種‘成胡15’購(gòu)自四川省農(nóng)科院。

1.2 研究方法

1.2.1 匹配性試驗(yàn) (低氮雙層缽砂培法) 匹配性試驗(yàn)培養(yǎng)裝置上層為裝有蛭石 (高壓滅菌2～4 h) 的塑料杯 (5 cm × 12 cm)，下層為低氮水培液 (高壓滅菌30 min)，用紗布條將上下兩層連接。蛭石量為杯高的3/4。低氮水培液配方 (氮含量0.005 g/L)：KCl 0.075 g、K2HPO40.136 g、MgSO40.06 g、Ca(NO3)20.03 g、CaSO40.46 g、檸檬酸鐵0.075 g、微量元素1 mL、蒸餾水1 L、pH 7.0。微量元素配方 (pH 7.0)：MnSO41.81 g、ZnSO40.22 g、CuSO4·5H2O 0.8 g、硼酸 2.86 g、鉬酸 0.02 g、蒸餾水1 L[18]。

表1 供試菌株基本信息Table 1 Basic information of tested strains

選種、種子催芽和播種方法，以及供試菌培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期和接種方法參照Streit等[19]的方法。選兩個(gè)蠶豆品種顆粒大小、種皮顏色基本一致的健康種子，進(jìn)行表面消毒，用無(wú)菌水浸泡種子過(guò)夜，28 ℃進(jìn)行催芽，等種子長(zhǎng)出胚根時(shí)，用無(wú)菌鑷子栽入雙層缽上層塑料杯的無(wú)菌蛭石中，每杯一株，分別接種6個(gè)菌株 (用酵母甘露醇液體于搖床28 ℃，120 r/min培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期)，各蠶豆品種以不接菌為對(duì)照(CK)，各處理重復(fù)3次。在光照室 (控溫22～25 ℃，光照強(qiáng)度2800 lx左右，日照時(shí)間14 h) 培養(yǎng)41 d后收獲，定期補(bǔ)充無(wú)菌低氮營(yíng)養(yǎng)液。收獲后測(cè)定植株干重和總瘤數(shù)。

1.2.2 大田接種試驗(yàn) 田間試驗(yàn)在成都崇州市榿泉鎮(zhèn)四川農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代研發(fā)基地進(jìn)行。土壤類型為簡(jiǎn)育水耕人為土 (水稻土)，土壤基本養(yǎng)分狀況：pH 7.50，有機(jī)質(zhì)22.8 g/kg，全氮1.31 g/kg，堿解氮104 mg/kg，有效磷18.6 mg/kg，速效鉀97.5 mg/kg。本試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，接種根瘤菌SCAUf73、SCAUf76和不接種對(duì)照處理 (CK)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，采用田間隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)于2016年10月至2017年4月進(jìn)行。將制備好的根瘤菌菌劑 (活菌數(shù)5.0 × 108CFU/g以上，載體為泥炭) 與蠶豆 (成胡15) 拌種，其中不接菌處理也裹有不加菌液的滅菌泥炭，陰干后穴播，每窩3粒，定苗2株，小區(qū)面積10.8 m2，窩距30 cm，行距50 cm；播種時(shí)先播CK，以避免CK受接種根瘤菌的影響。管理按農(nóng)戶種植蠶豆的常規(guī)管理執(zhí)行。

在植株盛花期 (生育期105 d) 采樣，每個(gè)小區(qū)采集6株，測(cè)定株高、根瘤數(shù)、地上部分植株干重；收獲期 (生育期200 d，收獲鮮食蠶豆) 采樣，每個(gè)小區(qū)采集30株，測(cè)定飽莢數(shù)、癟莢數(shù)、植株干重、籽粒鮮產(chǎn)；對(duì)兩個(gè)時(shí)期植株樣品氮、磷、鉀含量測(cè)定[20]。在盛花期，通過(guò)BOX-PCR分子標(biāo)記法對(duì)接種根瘤菌占瘤率進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理隨機(jī)選取45個(gè)根瘤，提取根瘤中類菌體根瘤菌DNA[21]，同時(shí)對(duì)接種菌株SCAUf73、SCAUf76總DNA進(jìn)行提取[22]；然后對(duì)接種菌株和根瘤類菌體根瘤菌DNA進(jìn)行BOX-PCR擴(kuò)增[23]，比較接種菌株及相應(yīng)根瘤類菌體根瘤菌DNA的BOX-PCR分子指紋圖譜，以此獲得供試接種菌株的田間占瘤率。

1.2.3 系統(tǒng)發(fā)育研究 采用GUTC法提取供試菌株(表1) 總 DNA[22]，然后分別用通用引物P1/P6、atpDF1/atpDR、recAF2/recAR2、GSII-5/GSII-6、nifHF1/nifHR1、nodC540/nodC1160[24-27]對(duì)其 16S rRNA基因、持家基因 (atpD、recA、glnII)、固氮基因nifH和結(jié)瘤基因nodC進(jìn)行擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增用Bio-Rad My CyclerTM儀器，PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用1.0%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后，送成都擎科生物技術(shù)公司進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序結(jié)果分析方法及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建同文獻(xiàn)[15]。

1.2.4 促生性測(cè)定 分泌生長(zhǎng)素 (IAA) 的能力：采用比色法對(duì)供試菌株 (表1) 分泌IAA能力進(jìn)行定性測(cè)定，根瘤菌用改良的剛果紅培養(yǎng)液培養(yǎng)[28]，取根瘤菌懸液 100 μL置于白色塑料比色板上，加 100 μL的比色液[28]，15 min后觀察顏色變化。粉紅色為陽(yáng)性，表示菌株能夠分泌IAA，粉紅色顏色越深表示分泌IAA的能力越大；無(wú)色為陰性，表示菌株不能分泌IAA。在比色液中分別加入等量的10 mg/L(CK1)、30 mg/L(CK2)、50 mg/L(CK3) IAA作陽(yáng)性對(duì)照進(jìn)行粉紅色顏色深度的比較[28]。對(duì)顯色結(jié)果顯示的粉紅色深于CK1的菌株進(jìn)行定量測(cè)定，測(cè)定方法同文獻(xiàn)[29]。

1.2.5 數(shù)據(jù)分析 采用Excel 2010整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用IBM SPSS Statistics 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和方差分析。

溶磷能力：采用溶磷圈法對(duì)供試菌株 (表1) 溶磷能力進(jìn)行定性測(cè)定。溶有機(jī)磷培養(yǎng)基用蒙金娜培養(yǎng)基[28]，其中水為蒸餾水，卵磷脂用75%的酒精加熱溶解，單獨(dú)滅菌，溫度降至70 ℃后與培養(yǎng)基混合；溶無(wú)機(jī)磷能力的測(cè)定用PKO培養(yǎng)基[28]，其中水為蒸餾水，3種無(wú)機(jī)磷源分別為磷酸鈣 [Ca3(PO4)2]、磷酸鋁 (AlPO4·2H2O)、磷酸鐵 (FePO4·2H2O)，均為市售分析純?cè)噭?，無(wú)機(jī)磷源均需過(guò)48 μm篩并單獨(dú)干熱滅菌后與培養(yǎng)基混合。

將供試菌株用點(diǎn)接法接種在預(yù)先配好的有機(jī)磷源為卵磷脂的蒙金娜培養(yǎng)基和三種無(wú)機(jī)磷源的PKO培養(yǎng)基上，以接種YMA培養(yǎng)基的處理為陽(yáng)性對(duì)照，各處理重復(fù)3次，28 ℃培養(yǎng)7 d。7 d后觀察平板上菌株的生長(zhǎng)狀況，對(duì)陽(yáng)性對(duì)照菌落大小、各處理菌落大小及各處理菌落溶磷圈直徑進(jìn)行記錄。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試菌株與蠶豆品種的匹配性

從課題組前期初篩的與四川主栽品種‘大白蠶豆’高效匹配的6株蠶豆根瘤菌與成都平原主栽品種‘成胡14’、‘成胡15’的匹配性結(jié)果 (表2) 可知，‘成胡14’接種供試菌株后，除SCAUf60不能使其結(jié)瘤，其余5個(gè)菌株均能結(jié)瘤，每株結(jié)瘤量在1 8.3～3 0.7個(gè)，S C A U f 7 3結(jié)瘤能力最強(qiáng)；SCAUf70、SCAUf76、SCAUf73菌株能使‘成胡14’的植株干重顯著增加，分別比CK增加43.7%、43.2%、40.5%。6株供試根瘤菌與成胡15接種結(jié)果顯示，除SCAUf81以外，其他菌株均能使‘成胡15’結(jié)瘤，每株結(jié)瘤量在10.3～33.3個(gè)，SCAUf73結(jié)瘤能力最強(qiáng)；其中SCAUf76、SCAUf73、SCAUf57均能使‘成胡15’的植株干重顯著增加，分別比對(duì)照增加46.6%、61.6%、54.3%。由上可見(jiàn)，同一品種接種不同根瘤菌處理，其宿主蠶豆的長(zhǎng)勢(shì)及結(jié)瘤能力不同；同一根瘤菌，接種不同蠶豆品種，其蠶豆長(zhǎng)勢(shì)及結(jié)瘤能力可能存在較大差異。綜合兩個(gè)豆種的匹配性試驗(yàn)以及課題組前期試驗(yàn)結(jié)果，SCAUf76、SCAUf73與成都平原3個(gè)主栽蠶豆品種 (大白蠶豆、‘成胡 14’ 、‘成胡 15’ ) 都高效匹配，但還需要進(jìn)行田間接種驗(yàn)證。

表2 匹配性試驗(yàn)中蠶豆盛花期植株干重和結(jié)瘤數(shù)Table 2 Dry weight and number of nodules of plants at flowering stage in the matching experiment

2.2 田間試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 接種根瘤菌對(duì)蠶豆生長(zhǎng)的影響 對(duì)前期篩選的2株與成都平原3個(gè)主栽品種匹配性好的菌株SCAUf73、SCAUf76進(jìn)行田間驗(yàn)證。與CK相比，根瘤菌SCAUf73、SCAUf76處理的植株干重盛花期略有增加，收獲期顯著增加，SCAUf73、SCAUf76分別比CK增加102%、154%。接種兩根瘤菌的處理，盛花期和收獲期的株高與CK差異都未達(dá)顯著水平 (P＜ 0.05)。處理SCAUf73、SCAUf76的根瘤數(shù)較多，占瘤率分別為33.3%、13.3%。在盛花期SCAUf73的結(jié)瘤能力、競(jìng)爭(zhēng)結(jié)瘤能力均優(yōu)于SCAUf76(表3)。

2.2.2 接種根瘤菌對(duì)蠶豆植株養(yǎng)分含量的影響 接種優(yōu)良根瘤菌能有效地促進(jìn)宿主植物對(duì)養(yǎng)分的吸收和積累 (表4、圖1)。在盛花期，SCAUf73、SCAUf76處理的植株全氮、全鉀含量及氮、磷、鉀積累量均高于CK，但差異均未達(dá)顯著水平。在收獲期，SCAUf73處理的植株全氮、全鉀含量較CK都有所增加，但差異不顯著；SCAUf76處理的植株全鉀含量較CK顯著增加23.5%，可見(jiàn)接種根瘤菌不僅能促進(jìn)寄主植物對(duì)氮的吸收，還能促進(jìn)對(duì)鉀的吸收，這與前人[30-31]研究結(jié)果較一致。在收獲期SCAUf76、SCAUf73處理的氮積累量分別較CK顯著增加151%、122%；磷積累量分別較CK顯著增加141%、91.4%；鉀積累量分別較CK顯著增加213%、132%。綜上所述，接種根瘤菌顯著增加了植株地上部養(yǎng)分的積累。

2.2.3 接種不同根瘤菌對(duì)蠶豆產(chǎn)量的影響 接種不同根瘤菌對(duì)蠶豆產(chǎn)量的影響存在顯著差異。表5顯示，接種SCAUf73處理蠶豆的籽粒鮮產(chǎn)比CK顯著增加25.0%，而接種SCAUf76處理對(duì)蠶豆的籽粒鮮產(chǎn)無(wú)明顯增加作用。接種根瘤菌SCAUf73、SCAUf76處理的單株結(jié)莢數(shù)、飽莢數(shù)較CK均無(wú)顯著差異，但SCAUf73處理均略高于CK，SCAUf76處理均略低于CK。

2.3 菌株SCAUf73系統(tǒng)發(fā)育分析

對(duì)田間篩選適合成都平原蠶豆生產(chǎn)接種的高效廣譜菌株SCAUf73進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。從16S rRNA基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù) (圖2) 可知，SCAUf73為Rhizobium屬的菌株。三個(gè)持家基因atpD、recA和glnII序列聯(lián)合建樹(shù) (圖3) 顯示，SCAUf73與R.sophoraeCCBAU 03386T相似度最高，為96.9%。一般多位點(diǎn)序列法進(jìn)行的分類地位研究將97%相似性作為定種的標(biāo)準(zhǔn)[32]，可見(jiàn)，SCAUf73可能是Rhizobium的一個(gè)潛在新種菌株。

表3 接種根瘤菌對(duì)蠶豆生長(zhǎng)及占瘤率的影響Table 3 Effects of rhizobia inoculants on faba bean growth and nodule occupancy

表4 接種根瘤菌對(duì)蠶豆植株氮、磷、鉀含量的影響 (%)Table 4 Effects of rhizobia inoculants on faba bean growth and total N, P and K contents in plant stems

圖1 接種根瘤菌SCAUf76和SCAUf3后盛花期和收獲期蠶豆植株氮、磷、鉀積累量Fig.1 N, P and K accumulation by faba bean plants inoculated with SCAUf76 and SCAUf3 strains at blooming stage and harvest stage

表5 接種根瘤菌對(duì)蠶豆產(chǎn)量的影響Table 5 Effects of rhizobia inoculants on yields of faba bean

圖4A顯示SCAUf73的nifH基因與R.anhuienseCCBAU 23252T相似度最高，相似度為96%。SCAUf73的nodC基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù) (圖4B) 結(jié)果顯示，與R.leguminosarumUSDA 2370TnodC基因的相似性最高，相似度為95.7%?？梢?jiàn)，SCAUf73菌株的共生基因具有特異性。

2.4 供試菌株促生性能測(cè)定

圖2 菌株SCAUf73的16S rRNA 基因系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig.2 16S rRNA phylogenitic tree of SCAUf73

圖3 菌株SCAUf73的recA-atpD-glnII序列聯(lián)合構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig.3 Phylogenitic tree of SCAUf73 concatenated byrecA-atpD-glnII

圖4 菌株 SCAUf73的共生基因nifH(A)、nodC(B) 系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig.4 Phylogenitic tree of SCAUf73 based on symbiotic genes ofnifH(A) andnodC(B)

對(duì)供試菌株分泌IAA的能力和溶磷能力進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果 (表6) 顯示，6個(gè)供試菌株均有分泌IAA的能力。其中SCAUf60、SCAUf73、SCAUf81比色后顯示的粉紅色比CK1(10 mg/L IAA) 弱，表示分泌IAA的量都低于10 mg/L。處理SCAUf57、SCAUf70、SCAUf76比色結(jié)果顯示的粉紅色介于CK1及CK2之間，表明分泌IAA的量介于10～30 mg/L；SCAUf57、SCAUf70、SCAUf76分泌IAA的能力較強(qiáng)，因此對(duì)其進(jìn)行定量檢測(cè)，結(jié)果表明其分泌IAA的量分別為19.7、17.3、21.0 mg/L。

表7表明，全部供試菌株均能在蒙金娜培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，除SCAUf60、SCAUf76處理長(zhǎng)勢(shì)比陽(yáng)性對(duì)照 (pH 7的YMA平板) 好，其他菌株與陽(yáng)性對(duì)照直徑比值均≤ 1。菌株SCAUf60、SCAUf73、SCAUf 81在3種無(wú)機(jī)磷源 (磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鐵) 的PKO培養(yǎng)基均能生長(zhǎng)，而SCAUf57、SCAUf70、SCAUf76僅能在2種無(wú)機(jī)磷源 (磷酸鈣、磷酸鋁) 的PKO培養(yǎng)基上生長(zhǎng)；所有處理除SCAUf57、SCAUf60、SCAUf76、SCAUf81在磷酸鈣培養(yǎng)基上的長(zhǎng)勢(shì)較陽(yáng)性對(duì)照好外，其他所有處理菌株與陽(yáng)性對(duì)照直徑比值均 ≤ 1。所有處理均未產(chǎn)生明顯的溶磷圈，溶磷圈直徑與菌落直徑相當(dāng)。

3 討論

目前對(duì)根瘤菌的篩選主要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟，首先用大量菌株針對(duì)宿主用水培或砂培法進(jìn)行接種，篩選共生固氮效果好的菌株；其次，在溫室條件下，以目標(biāo)地區(qū)土壤為介質(zhì)復(fù)篩出固氮能力強(qiáng)、競(jìng)爭(zhēng)結(jié)瘤能力強(qiáng)的復(fù)篩菌株；最后在目標(biāo)地區(qū)進(jìn)行田間試驗(yàn)驗(yàn)證后方可在其大區(qū)推廣[8,12]。由于成都平原地區(qū)蠶豆的主要種植土壤為水稻土，因此田間驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)在成都平原水稻土上進(jìn)行。本試驗(yàn)篩選得到一株高效廣譜根瘤菌SCAUf73，但占瘤率僅為33.3%，可能是由于試驗(yàn)田土壤的全氮1.31 g/kg，堿解氮104 mg/kg，均達(dá)豐富水平[33]，土壤比較肥沃。有研究表明根瘤菌的接種效果在肥力越低的土壤中效果會(huì)越明顯[34]，因此SCAUf73在肥力較低的土壤中接種效果應(yīng)更佳，占瘤率也應(yīng)增加。目前國(guó)家正在實(shí)行雙減 (化肥與農(nóng)藥減施) 政策，隨著政策的逐步實(shí)施，我國(guó)土壤的肥力，尤其是氮水平應(yīng)該有所降低，因此SCAUf73在成都平原蠶豆生產(chǎn)中具有較好的應(yīng)用前景。

表6 供試菌株分泌IAA的能力 (mg/L)Table 6 The ability to secrete IAA in the tested strains

表7 溶磷能力定性試驗(yàn)Table 7 Qualitative test of phosphate solubilization ability

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)蠶豆高效根瘤菌篩選多數(shù)是與單個(gè)豆種進(jìn)行匹配性研究[4-6]。伍惠等[17]對(duì)8株優(yōu)良大豆根瘤菌與27種大豆品種進(jìn)行匹配性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)同一大豆品種的8個(gè)接種處理間根瘤數(shù)存在很大差異，差異大的可相差8倍，甚至菌株HH29接種對(duì)品種Willimus82的根瘤數(shù)為0，其他7個(gè)菌株接種Willimus82的根瘤數(shù)為每株23.5～85.8個(gè)。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，前期篩選得到的與大白蠶豆高效匹配的6株根瘤菌中，僅2株菌與成胡14、成胡15高效匹配，且其中SCAUf60不能使成胡14結(jié)瘤，SCAUf81不能使成胡15結(jié)瘤。這些結(jié)果說(shuō)明，在進(jìn)行根瘤菌優(yōu)良菌株的篩選過(guò)程中，與當(dāng)?shù)囟鄠€(gè)主栽豆種的匹配性試驗(yàn)是適用高效菌株篩選必不可少的環(huán)節(jié)。但將通過(guò)砂培 (或水培) 試驗(yàn)初篩的優(yōu)良菌株應(yīng)用到田間，其效果可能存在很大差異。周濤等[30]通過(guò)水培試驗(yàn)從分離自四川的75個(gè)大豆根瘤菌中篩選到6個(gè)與四川主栽大豆品種“貢選1號(hào)”高效匹配的菌株，運(yùn)用到大田試驗(yàn)中僅2株菌表現(xiàn)出良好的固氮效果。而本試驗(yàn)對(duì)前期砂培初篩的與成胡15高效匹配的SCAUf76，在田間接種后卻對(duì)成胡15蠶豆無(wú)明顯增產(chǎn)作用。主要可能是由于砂培 (水培) 試驗(yàn)條件較單一，影響因素較少，而土壤環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，土著根瘤菌的競(jìng)爭(zhēng)性強(qiáng) (SCAUf76占瘤率僅為13.3%) 等因素都會(huì)影響其接種效果，且砂培 (水培) 試驗(yàn)在溫室下的花期采樣，有研究表明某些根瘤菌的固氮效果主要在盛花期后期充分發(fā)揮[30]。由此可見(jiàn)，砂培(水培) 試驗(yàn)篩選的高效根瘤菌還需要通過(guò)田間試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

某些根瘤菌固氮效果并不明顯，但其較強(qiáng)的促生能力依然能有效促進(jìn)植株生長(zhǎng)[28,35]。本試驗(yàn)中SCAUf76，在收獲期植株的含氮量比CK略低，但植株干重比CK顯著增加154.3%，可能與SCAUf76具有較強(qiáng)分泌IAA的能力有關(guān)，它在所有供試菌中分泌IAA的能力最強(qiáng)，可達(dá)21.0 mg/L；該試驗(yàn)植株接種根瘤菌的量約為9.3 × 107CFU/粒種子，植株的結(jié)瘤數(shù)僅為58.6個(gè)/株，由此可見(jiàn)接種的根瘤菌只有少部分能使植株形成根瘤，其他大部分作為根際促生菌分布于根際，而IAA能夠有效地促進(jìn)植株的生長(zhǎng)；還可能與該菌的溶鉀能力有關(guān)，有研究表明某些根瘤菌能夠促進(jìn)植物對(duì)鉀的吸收[30-31]，SCAUf76處理在收獲期植株全鉀含量較CK顯著增加23.5%，但SCAUf76的溶鉀能力還有待進(jìn)一步研究。

某些根瘤菌還具有溶磷能力，將植物難以吸收利用的磷轉(zhuǎn)化為可吸收利用的磷，對(duì)植物生長(zhǎng)起著促進(jìn)作用[28,35]。目前常用溶磷圈法測(cè)定菌株的溶磷能力，本試驗(yàn)所有菌株均未產(chǎn)生明顯的溶磷圈。但有研究表明，某些在培養(yǎng)液中具有溶磷現(xiàn)象的溶磷菌在平板培養(yǎng)基上沒(méi)有產(chǎn)生明顯的溶磷圈，由此可見(jiàn)溶磷圈法僅能作為參考[36-37]。本研究發(fā)現(xiàn)菌株SCAUf57、SCAUf70、SCAUf76在磷源為磷酸鐵的培養(yǎng)基上不能生長(zhǎng)，但能在其他2種磷源 (磷酸鋁、磷酸鈣) 的PKO培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好，由此可以說(shuō)明，菌株只要在用蒸餾水配制的溶磷培養(yǎng)基上生長(zhǎng)較好，盡管溶磷圈不明顯，也可能具有溶磷能力。根瘤菌在PKO及蒙金娜培養(yǎng)基上長(zhǎng)勢(shì)與陽(yáng)性對(duì)照(YMA，pH 7.0) 的比值，可在一定程度上衡量菌株的溶磷能力。綜上所述，本研究全部菌株均能在有機(jī)磷培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，可能具有一定的溶有機(jī)磷能力；其中SCAUf60、SCAUf76在有機(jī)磷培養(yǎng)基上的長(zhǎng)勢(shì)較陽(yáng)性對(duì)照好，可能具有較好的溶有機(jī)磷能力；SCAUf57、SCAUf70、SCAUf76僅能在磷酸鈣、磷酸鋁培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，因此可能具有溶磷酸鈣、磷酸鋁的能力，不具有溶磷酸鐵的能力；SCAUf60、SCAUf73、SCAUf81處理均能在3種PKO培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，可能具有溶解磷酸鈣、磷酸鋁、磷酸鐵這3種無(wú)機(jī)磷的能力；其中SCAUf76、SCAUf57、SCAUf60、SCAUf81處理在含磷酸鈣的PKO培養(yǎng)基上的長(zhǎng)勢(shì)比陽(yáng)性對(duì)照好，可能具有較好溶解磷酸鈣的能力，但還需定量試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)論

本研究篩選到一株與成都平原3個(gè)主栽品種均匹配且具有一定分泌IAA能力的菌株SCAUf73，能使蠶豆鮮籽粒顯著增產(chǎn)25.0%；多位點(diǎn)基因序列表明SCAUf73可能為快生根瘤菌屬 (Rhizobium) 的一個(gè)新類群，是成都平原蠶豆高效根瘤菌劑研制的優(yōu)良菌株資源。