耐鹽產(chǎn)吲哚乙酸(IAA)多功能菌株篩選及對(duì)鹽脅迫小麥的促生效應(yīng)

收稿日期：2024-03-13

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32160408）

作者簡介：常海霞（1999-），女，新疆奎屯人，碩士研究生，主要從事農(nóng)用微生物資源研究。（E-mail）chang_0513@163.com

通訊作者：王繼蓮，（E-mail）wjilian0710@sina.com

摘要：吲哚乙酸（Indole-3-aceticacid，IAA）是一種植物激素，對(duì)植物種子萌發(fā)、根系發(fā)育、生長及代謝都有著重要的調(diào)控作用。為豐富耐鹽堿產(chǎn)IAA的多功能菌種資源，探究菌株的耐鹽性及對(duì)鹽脅迫下植物的促生效果，本研究從新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州鹽生植物根際、根內(nèi)、土壤中篩選高產(chǎn)IAA的多功能菌株，從中選取產(chǎn)IAA能力較強(qiáng)的優(yōu)良菌株接種于鹽脅迫下的小麥幼苗驗(yàn)證其促生能力。結(jié)果共分離到181株產(chǎn)IAA菌株，其中MHCA37、MPCB16、MHCA17菌株分泌IAA的量位居前3位。將具有IAA分泌能力的菌株進(jìn)行聚合酶鏈反應(yīng)-限制性內(nèi)切酶片段長度多態(tài)性（PCR-RFLP）分析后，選取代表性菌株進(jìn)行16SrRNA基因測序，結(jié)果顯示，所有菌株隸屬6個(gè)菌屬，以腸桿菌（Enterobacter）占比最高。產(chǎn)IAA菌株對(duì)不同濃度鹽脅迫下小麥地上部分和地下部分的影響不同，在150mmol/LNaCl脅迫下，接種MHCA37、MPCB16和MHCA17菌株的小麥在莖粗、株高、根干重、地上部分干重、葉綠素含量5個(gè)方面均顯著高于對(duì)照；接種MHCA37菌株后小麥幼苗過氧化氫酶（CAT）活性在NaCl濃度為150mmol/L和200mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照；接種MHCA17菌株的小麥超氧化物歧化酶（SOD）活性在NaCl濃度為150mmol/L和200mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照；接種MHCA37菌株后小麥幼苗過氧化物酶（POD）活性在NaCl濃度為150mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照，接種MHCA17菌株的小麥幼苗POD活性在NaCl濃度為200mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照；接種MHCA37、MPCB16、MHCA17菌株的小麥幼苗在NaCl濃度為150mmol/L輕度鹽脅迫下丙二醛（MDA）含量均顯著低于對(duì)照。據(jù)此推測，本研究篩選所得的產(chǎn)IAA菌株在鹽脅迫下促進(jìn)植物生長，提高植物抗逆性等方面有較大應(yīng)用潛力，同時(shí)為開發(fā)適用于鹽堿地的耐鹽多功能微生物菌劑提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：吲哚乙酸；多功能菌株；鹽脅迫；促生效應(yīng)

中圖分類號(hào)：S156.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2025）01-0009-12

Screeningofmultifunctionalsalt-tolerantindole-3-aceticacid（IAA）-producingstrainsandtheirgrowth-promotingeffectsonwheatundersaltstress

CHANGHaixia，LIJing，LIMingyuan，Ruxiangul·YUNUS，WANGJilian

（CollegeofLifeandGeographicSciences，KashiUniversity/KeyLaboratoryofBiologicalResourcesandEcologyofPamirsPlateauinXinjiangUygurAutonomousRegion，Kashi844000，China）

Abstract：Asaplanthormone，indole-3-aceticacid（IAA）playsanimportantroleinplantseedgermination，rootdevelopment，growthandmetabolism.ToenrichtheresourcesofIAA-producingstrainsandinvestigatetheirgrowth-promotingeffectsundersaltstress，multifunctionalstrainswithIAA-producingabilitywerescreenedfromhalophytesinsaline-alkalilandofKizilsuKirghizAutonomousPrefecture，XinjiangUygurAutonomousRegion.Thentheexcellentstrainswereselectedandinoculatedintowheatseedlingsundersaltstresstoverifytheirgrowth-promotingability.Asaresult，atotalof181IAA-producingstrainswereisolated，amongwhichMHCA37，MPCB16，andMHCA17werethetopthreeintermsofIAAsecretion.ThestrainswithIAAsecretionabilitywereanalyzedbypolymerasechainreaction-restrictionfragmentlengthpolymorphism（PCR-RFLP），andtherepresentativestrainswereselectedfor16SrRNAgenesequencing.Theresultsshowedthatallstrainsbelongedtosixgenera，andEnterobacterwasthedominantgenus.TheeffectsofIAA-producingstrainsontheabovegroundandundergroundpartsofwheatunderdifferentsaltstressesweredifferent.Under150mmol/LNaClstress，thestemdiameter，plantheight，rootdryweight，shootdryweightandchlorophyllcontentofwheatinoculatedwithMHCA37，MPCB16andMHCA17weresignificantlyhigherthanthoseofthecontrol.Thecatalase（CAT）activityofwheatseedlingsinoculatedwithMHCA37under150mmol/Land200mmol/LNaCltreatmentswassignificantlyhigherthanthatofthecontrol.Thesuperoxidedismutase（SOD）activityofwheatinoculatedwithMHCA17under150mmol/Land200mmol/LNaCltreatmentswassignificantlyhigherthanthatofthecontrol.Theperoxidase（POD）activityofwheatseedlingsinoculatedwithMHCA37strainunder150mmol/LNaCltreatmentwassignificantlyhigherthanthatofthecontrol.ThePODactivityofwheatseedlingsinoculatedwithMHCA17strainunder200mmol/LNaCltreatmentwassignificantlyhigherthanthatofthecontrol.Themalondialdehyde（MDA）contentofwheatseedlingsinoculatedwithMHCA37，MPCB16andMHCA17strainsunder150mmol/LNaClmildsaltstresswassignificantlylowerthanthatofthecontrol.ItisspeculatedthattheIAA-producingstrainsscreenedinthisstudyhavegreatapplicationpotentialinpromotingplantgrowthandimprovingplantstressresistanceundersaltstress.Atthesametime，theresultsofthisstudyprovideatheoreticalbasisforthedevelopmentofsalt-tolerantmultifunctionalmicrobialagentssuitableforsaline-alkaliland.

Keywords：indole-3-aceticacid;multifunctionalstrains;saltstress;growth-promotingeffect

土壤鹽漬化通常是指由自然條件和人類活動(dòng)共同作用而造成的土壤鹽分含量過高的現(xiàn)象，屬于非生物脅迫之一^[1]。鹽分的過度積累會(huì)嚴(yán)重影響土壤的結(jié)構(gòu)和功能，不僅嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，還會(huì)威脅生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定。數(shù)據(jù)表明，中國鹽堿地面積約9.913×10⁷hm²，其中新疆所占比例極高，達(dá)22.01%，主要分布在南疆地區(qū)^[2]。新疆干旱的氣候條件和獨(dú)特的內(nèi)陸地形造成聚積在土壤表層的鹽分難以淋溶，因此土壤中鹽分濃度逐年升高，再加上近年來不合理的土地開發(fā)利用，進(jìn)一步加劇了土壤鹽漬化^[3]。在此背景下，亟待開拓一種能有效改良利用鹽漬土地、增強(qiáng)植物抗性的新思路，為中國內(nèi)陸干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供理論基礎(chǔ)。

研究結(jié)果證實(shí)，植物促生菌（PGPB）是一類有益菌，能夠與植物互利共生，增加土壤肥力，提高植物對(duì)環(huán)境和生物脅迫的耐受性，兼具環(huán)境友好和經(jīng)濟(jì)高效的優(yōu)勢，已經(jīng)成為可持續(xù)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛關(guān)注的生物資源^[4]。鹽生植物中蘊(yùn)含著豐富的耐鹽微生物類群，部分微生物能合成和分泌植物激素，或經(jīng)固氮、溶磷等作用提高土壤營養(yǎng)元素含量，進(jìn)一步促進(jìn)植物的生長發(fā)育^[5]。吲哚乙酸（IAA）作為最常見的一類植物激素，能夠通過調(diào)控細(xì)胞膜電子通道和質(zhì)子通道進(jìn)而調(diào)節(jié)植物細(xì)胞生長和分化，達(dá)到增強(qiáng)植物抗逆性的目的^[6]。楊平等^[7]研究發(fā)現(xiàn)，棉花種子經(jīng)IAA引發(fā)后，幼苗中超氧化物歧化酶（SOD）活性和過氧化物酶（POD）活性顯著增強(qiáng)，丙二醛（MDA）含量降低，從而提高了棉花幼苗的耐鹽性；韋廷舟等^[8]研究發(fā)現(xiàn)，Bacillussp.ST37能夠通過分泌IAA等多種促生活性物質(zhì)緩解鹽脅迫對(duì)油菜種子和幼苗的損傷；Li等^[9]研究發(fā)現(xiàn)，分離自花生根際的產(chǎn)IAA菌株EnterobactercloacaeHSNJ4在鹽脅迫下可明顯提高植物葉片中脯氨酸（Pro）含量，增強(qiáng)其抗氧化酶活性^[9]。目前產(chǎn)IAA菌株資源已有不少報(bào)道，但多數(shù)產(chǎn)IAA菌株因環(huán)境適應(yīng)性差、在不同宿主植物根際定殖不穩(wěn)定等問題導(dǎo)致其在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中廣譜性不強(qiáng)。因此，持續(xù)開展耐鹽產(chǎn)IAA菌種資源的分離篩選和應(yīng)用顯得尤為重要。

本研究從新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州優(yōu)勢鹽堿植物根際篩選高產(chǎn)IAA的多功能菌株，探究其耐鹽特性，并考察其對(duì)鹽脅迫下小麥生長的影響，旨在豐富能有效提高作物抗逆性的多功能菌種資源，為耐鹽高產(chǎn)IAA促生菌的開發(fā)及在鹽堿地區(qū)的合理應(yīng)用提供理論支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1樣品采集采集地位于新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿圖什市格達(dá)良鄉(xiāng)（76°36′32″E，39°47′58″N），該地區(qū)常年干旱，蒸發(fā)量大，鹽堿地面積大。2022年10月中旬，共采集3種耐鹽堿植物旱生蘆葦（PhragmitesAustralis）、鹽節(jié)木（Halocnemumstrobilaceum）和鹽穗木（Halostachyscaspica）的根系及根際土壤樣品。采集方法為多點(diǎn)混合采樣法，除去表層鹽堿結(jié)晶及覆土，整體挖出植物地下部分及根際土壤，-4℃低溫保存，后續(xù)進(jìn)行菌株分離篩選。

1.1.2培養(yǎng)基菌株分離采用LB培養(yǎng)基^[10]；檢測產(chǎn)IAA能力采用金氏（King’sB）培養(yǎng)基^[11]；固氮能力檢測采用Ashby培養(yǎng)基^[12]；檢測產(chǎn)鐵載體能力采用CAS檢測培養(yǎng)基^[13]；測定溶磷能力分別采用NBRIP無機(jī)磷培養(yǎng)基和蒙金娜（Mongina）有機(jī)磷培養(yǎng)基^[14]；1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（Aminocyclopropane-1-carboxylicacid，ACC）的定性分析聯(lián)合使用DF培養(yǎng)基和ADF培養(yǎng)基^[15]。半固體培養(yǎng)基：Ca3（PO4）25.000g/L，瓊脂2.000g/L，霍格蘭營養(yǎng)液1.215g/L。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1菌株篩選

1.2.1.1根際土壤菌株分離稱取3種耐鹽植物的根際土壤樣品各10g，加入適量無菌水振蕩30min制成土壤懸浮液，10倍梯度稀釋后涂布于LB培養(yǎng)基，28℃條件下培養(yǎng)48～60h。觀察不同菌落的形態(tài)特征，多次劃線純化培養(yǎng)得到單菌落。

1.2.1.2根內(nèi)生菌菌株分離在無菌條件下，將根系樣品常規(guī)消毒后用無菌水沖洗2～3次，再用濾紙吸干表面水分，充分研磨，靜置得到菌懸液。將菌懸液梯度稀釋，涂布于LB培養(yǎng)基，28℃條件下培養(yǎng)36h，觀察記錄各菌落的形態(tài)特征，并劃線純化培養(yǎng)得到單菌落。

1.2.2產(chǎn)IAA菌株篩選及能力測定將分離純化得到的菌株接種于King’sB培養(yǎng)基，28℃、160r/min振蕩培養(yǎng)3d后，10000r/min離心10min。在上清液中加入Salkowski顯色劑，以未接菌的King’sB液體培養(yǎng)基為對(duì)照，37℃避光放置30min，若顏色呈現(xiàn)粉色則表示其為陽性菌株，能分泌IAA，測定陽性菌株在530nm處的吸光度（OD530）^[16]。同上述方法，以不同濃度的IAA稀釋液（0μg/mL、10μg/mL、20μg/mL、30μg/mL、40μg/mL、50μg/mL、60μg/mL）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算菌株IAA分泌量。

1.2.3菌株鑒定用裂解液（LysisbufferformicroorganismtodirectPCR，TaKaRa）提取菌株的基因組DNA，采用16SrRNA通用引物27F和1492R擴(kuò)增細(xì)菌16SrDNA基因^[14]。所得PCR產(chǎn)物經(jīng)MspⅠ和HaeⅢ酶切后，用DPS軟件進(jìn)行聚類分析，挑選代表菌株送至生物公司進(jìn)行測序，將返回的序列進(jìn)行同源比對(duì)，并通過MEGA軟件的Neighbor-Joining法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.4優(yōu)良菌株的耐鹽能力測定選取IAA分泌量位居前10的菌株接種至LB液體培養(yǎng)基，28℃、180r/min振蕩培養(yǎng)48h，將菌液的OD600統(tǒng)一調(diào)整為0.6～0.8。配置不同含量NaCl溶液（2.5%、5.0%、7.5%、10.0%、12.5%、15.0%）的LB固體培養(yǎng)基，吸取10μL菌液接種在不同NaCl含量的LB固體培養(yǎng)基上，28℃倒置培養(yǎng)7d，每天記錄菌株生長狀況。

1.2.5其他促生性能測定

1.2.5.1固氮能力測定用無菌牙簽將菌株點(diǎn)接于Ashby培養(yǎng)基中培養(yǎng)3d，觀察菌株長勢，能在培養(yǎng)基上正常生長的菌株視為有固氮能力^[12]。菌株的固氮能力參照微生物固氮酶檢測試劑盒（上海源桔生物科技中心產(chǎn)品）的相關(guān)說明進(jìn)行測定。

1.2.5.2產(chǎn)鐵載體能力測定用無菌牙簽將菌株點(diǎn)接于CAS檢測培養(yǎng)基上，28℃條件下培養(yǎng)4d，觀察菌落周圍是否生成橙色暈圈，有橙色暈圈的菌株即為具備產(chǎn)鐵載體能力的陽性菌株^[13]。將能夠產(chǎn)鐵載體的菌株轉(zhuǎn)接于CAS液體培養(yǎng)基中，28℃、180r/min培養(yǎng)72h。取培養(yǎng)液10mL，12000r/min離心15min后將上清液與CAS檢測液等比例混勻，避光靜置30min，測定OD630（As）。另取空白培養(yǎng)基測定OD630（Ar），根據(jù)As/Ar值計(jì)算產(chǎn)鐵載體能力大小^[17]。

1.2.5.3溶磷能力測定將菌株分別接種于NBRIP無機(jī)磷培養(yǎng)基和Mongina有機(jī)磷培養(yǎng)基，30℃恒溫培養(yǎng)72h，觀察是否有溶磷圈形成^[18]。將解磷菌株接種于LB液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)24h，按一定比例分別轉(zhuǎn)接至Mongina和NBRIP液體培養(yǎng)基中，28℃、180r/min培養(yǎng)5～7d后，12000r/min離心10min，取上清液通過鉬銻抗比色法測定有效磷含量^[10]。

1.2.5.4產(chǎn)ACC脫氨酶菌株的ACC脫氨酶活力測定將待測菌株接種于LB液體培養(yǎng)基，28℃、180r/min培養(yǎng)48h后，按一定比例轉(zhuǎn)接至DF和ADF培養(yǎng)基中，28℃，180r/min培養(yǎng)72h，測定菌液OD600。連續(xù)5次傳代培養(yǎng)，若菌株在ADF培養(yǎng)基中OD600值始終大于DF培養(yǎng)基中OD600值，則視為有產(chǎn)ACC脫氨酶能力。采用Bradford法^[19]和Penrose法^[15]測定菌株的ACC脫氨酶活性。

1.2.6植物促生試驗(yàn)選取產(chǎn)IAA能力強(qiáng)且兼具多種促生性能的3株優(yōu)勢菌株進(jìn)行接種，采用雙因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。因素1：產(chǎn)IAA促生菌液接種，以不加菌的空白培養(yǎng)基為對(duì)照（CK）；因素2：NaCl濃度，設(shè)置3個(gè)處理，分別為150mmol/L、200mmol/L和300mmol/L，每個(gè)處理5次重復(fù)，配置半固體培養(yǎng)基，對(duì)健康飽滿的新冬20小麥種子先后用70%乙醇、3%次氯酸鈉消毒沖洗后，用無菌水浸泡3d進(jìn)行催芽，將大小一致的種子垂直插入裝有半固體培養(yǎng)基的組培瓶中，每個(gè)瓶中均勻分布6粒，置于28℃光照培養(yǎng)箱中（光照12h/黑暗12h）培養(yǎng)。供試菌液濃度為1×10⁸CFU/mL，每隔5d灌根一次，培養(yǎng)30d后收獲，測定其農(nóng)藝性狀，采用分光光度法測定幼苗葉綠素含量^[20]，TBA法測定葉片MDA含量^[21]，葉片POD、CAT、SOD活性均按照相關(guān)檢測試劑盒說明書測定。

2結(jié)果與分析

2.1產(chǎn)IAA菌株的篩選及能力測定

從3種鹽生植物根際、根內(nèi)和土壤中共分離出304株菌株，基于Salkowski顯色反應(yīng)從中篩選出具有產(chǎn)IAA能力的菌株181株，包括根際61株、土壤63株，根內(nèi)57株；分離自鹽穗木的菌株數(shù)量（79株）高于鹽節(jié)木（56株）和旱生蘆葦（46株）（表1）。所得菌株產(chǎn)IAA量介于9.7～38.9mg/L，其中達(dá)25mg/L以上的菌株共有20株，菌株MHCA37、MPCB16、MHCA17分泌IAA的量位居前3位（表2）。

2.2菌株鑒定

將具有IAA分泌能力的181株菌株經(jīng)PCR-RFLP分析后，挑取代表性菌株進(jìn)行16SrRNA基因測序（圖1）。所得菌株分屬于6個(gè)菌屬，其中腸桿菌屬（Enterobacter）菌株占總菌株數(shù)的78.12%，為絕對(duì)優(yōu)勢屬菌株；埃希氏菌屬（Escherichia）菌株占9.38%；不動(dòng)桿菌屬（Acinetobacter）菌株、嗜鹽單胞菌屬（Halomonas）菌株、鞘脂菌屬（Sphingobium）菌株及農(nóng)桿菌屬（Agrobacterium）菌株各占3.13%。產(chǎn)IAA能力位居前3的菌株MHCA37、MPCB16、MHCA17分別被鑒定為腸桿菌屬、鞘脂菌屬和埃希氏菌屬。

2.3分泌IAA菌株的耐鹽能力

對(duì)分泌IAA能力居前10位的菌株進(jìn)行耐鹽能力測定，結(jié)果表明，NaCl含量為2.5%、5.0%、7.0%時(shí)10株菌株均長勢良好；NaCl含量為10.0%時(shí)，菌株MHCB33和MHCA17長勢良好，MPCA94、NPCC14長勢較弱；NaCl含量為12.5%時(shí)，除菌株MHCB33外，其他菌株均無法正常生長，NaCl含量為15.0%時(shí)，所有菌株均無法正常生長（表3）。

2.4促生性能

將分泌IAA能力居前10位的菌株進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，測定其他促生性能，結(jié)果如表4所示。除NPCC14、MPCA94外，其余菌株均具有兩種及兩種以上促生能力。分別具有固氮、產(chǎn)ACC脫氨酶、產(chǎn)鐵載體、分解無機(jī)磷和分解有機(jī)磷能力的菌株有4株、3株、6株、3株、7株，其中MHCA37兼具固氮和溶有機(jī)磷性能，MPCB16兼具固氮、產(chǎn)ACC脫氨酶、產(chǎn)鐵載體和溶無機(jī)磷能力，MHCA17兼具產(chǎn)ACC脫氨酶、產(chǎn)鐵載體、溶無機(jī)磷和分解有機(jī)磷能力。綜上，MHCA37、MPCB16和MHCA17應(yīng)用潛力較大，作為目的菌株進(jìn)行后續(xù)促生試驗(yàn)。

2.5鹽脅迫下產(chǎn)IAA菌株對(duì)小麥的促生效果

如圖2、圖3所示，在150mmol/LNaCl脅迫下，接種MHCA37、MPCB16和MHCA17菌株的小麥在莖粗、株高、根干重、地上部分干重、葉綠素含量5個(gè)方面均顯著高于對(duì)照。200mmol/LNaCl脅迫下，除了接種MHCA17菌株的小麥株高和葉綠素含量顯著高于對(duì)照，接種MHCA37和MPCB16菌株的小麥與對(duì)照相比促生效果均不顯著。300mmol/LNaCl脅迫下，接種MHCA37和MPCB16菌株的小麥莖粗顯著高于對(duì)照，接種MPCB16菌株的小麥株高顯著高于對(duì)照，接種MHCA17菌株的小麥地上部分干重和葉綠素含量顯著高于對(duì)照。

CK1：對(duì)照1（150mmol/LNaCl處理未接種產(chǎn)IAA菌株的小麥幼苗）；CK2：對(duì)照2（200mmol/LNaCl處理未接種產(chǎn)IAA菌株的小麥幼苗）；CK3：對(duì)照3（300mmol/LNaCl處理未接種產(chǎn)IAA菌株的小麥幼苗）；A1：150mmol/LNaCl處理接種了MHCA37菌株的小麥幼苗；A2：200mmol/LNaCl處理接種了MHCA37菌株的小麥幼苗；A3：300mmol/LNaCl處理接種了MHCA37菌株的小麥幼苗；B1：150mmol/LNaCl處理接種了MPCB16菌株的小麥幼苗；B2：200mmol/LNaCl處理接種了MPCB16菌株的小麥幼苗；B3：300mmol/LNaCl處理接種了MPCB16菌株的小麥幼苗；C1：150mmol/LNaCl處理接種了MHCA17菌株的小麥幼苗；C2：200mmol/LNaCl處理接種了MHCA17菌株的小麥幼苗；C3：300mmol/LNaCl處理接種了MHCA17菌株的小麥幼苗。

2.6分泌IAA菌株對(duì)小麥生理特性的影響

POD、CAT和SOD是植物組織中普遍存在的活性酶，這些酶活性高低反映了植物體內(nèi)代謝及抗逆性的變化（圖4）。接種MHCA37菌株后小麥幼苗CAT活性在NaCl濃度為150mmol/L和200mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照；接種MHCA37、MPCB16、MHCA17菌株的小麥SOD活性隨著NaCl濃度的升高整體呈上升之勢，接種MHCA17菌株的小麥幼苗在NaCl濃度為150mmol/L和200mmol/L時(shí)SOD活性顯著高于對(duì)照，接種MPCB16菌株的小麥幼苗在NaCl濃度為200mmol/L時(shí)SOD活性顯著高于對(duì)照；接種MHCA37菌株后小麥幼苗POD活性在NaCl濃度為150mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照，接種MHCA17菌株的小麥幼苗在NaCl濃度為200mmol/L時(shí)POD活性顯著高于對(duì)照。

MDA一方面能與蛋白質(zhì)、核酸產(chǎn)生交聯(lián)作用，使之喪失生物功能，另一方面可使植物纖維素分子間的橋鍵松弛或直接抑制蛋白質(zhì)合成，因此MDA的過量積累會(huì)對(duì)植物細(xì)胞造成一定的損傷，導(dǎo)致植物抗逆性降低。接種MHCA37、MPCB16、MHCA17菌株的小麥幼苗在150mmol/LNaCl低濃度鹽脅迫下MDA含量均顯著低于對(duì)照；接種MHCA37、MPCB16菌株的小麥幼苗在200mmol/LNaCl中濃度鹽脅迫下MDA含量顯著低于對(duì)照；在300mmol/LNaCl高濃度鹽脅迫下只有接種MHCA17菌株的小麥幼苗MDA含量顯著低于對(duì)照。

3討論

植物促生菌（PGPB）菌株可促進(jìn)土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)土壤肥力，在提高植物抗逆性方面具有較好的應(yīng)用前景^[22-28]，但多數(shù)PGPB的生長環(huán)境偏中性，難以適應(yīng)高鹽環(huán)境，限制了其在鹽堿地的廣泛應(yīng)用。新疆鹽堿地分布廣泛、含鹽量高，高鹽環(huán)境的長期馴化使其中的微生物具有較強(qiáng)的耐鹽堿能力。本研究從新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州荒漠鹽堿地上分離的耐鹽菌株在NaCl含量為2.5%～7.0%時(shí)多數(shù)能夠正常生長，有的菌株甚至在NaCl含量為10.0%的情況下仍然能夠生長。韋廷舟等^[8]分離自鹽礦區(qū)污染土壤的BacillusmobilisST37菌株能夠耐受4%NaCl脅迫，克服了高鹽環(huán)境下菌株難以存活的問題。本研究從鹽生植物根際、根內(nèi)、土壤中篩選的高產(chǎn)IAA的多功能菌株MHCA37、MPCB16、MHCA17除了具有一定的耐鹽能力，還兼具多種促生性能。

不同的地理環(huán)境、宿主植物等導(dǎo)致具有產(chǎn)IAA能力的微生物的多樣性，以腸桿菌屬（Enterobacter）、芽孢桿菌屬（Bacillus）、根瘤菌屬（Rhizobium）、假單胞菌屬（Pseudomonas）等占主要優(yōu)勢^[29]。如龔誠君等^[30]分離自污染土壤的產(chǎn)IAA且抗Ni、Cd的菌株N4與董蒙蒙等^[31]分離自南方紅豆杉（Taxuswallichiana）的高產(chǎn)IAA內(nèi)生菌KLBMPTC10均屬于芽孢桿菌屬；從蔬菜根際分離的高產(chǎn)IAA的菌株FX-02，被鑒定為霍氏腸桿菌^[32]；杜佳慧等^[33]從多花黃精內(nèi)生菌中分離的高產(chǎn)IAA菌株分屬于芽孢桿菌屬和葡萄球菌屬（Staphylococcus）。本研究從鹽堿地及植物中篩選的產(chǎn)IAA菌株同樣以腸桿菌屬為主，且IAA產(chǎn)量更高，該結(jié)果證實(shí)了腸桿菌屬普遍存在于植物根系和根際，且能對(duì)根際土壤產(chǎn)生積極影響。但也有研究發(fā)現(xiàn)，腸桿菌屬中一些菌株可能對(duì)農(nóng)作物造成枯萎、爛根等副作用^[34-35]，因此其作為植物促生菌的實(shí)際應(yīng)用還需進(jìn)行深入研究。鞘氨醇屬菌株在提高植物抗逆性和促進(jìn)植物生長發(fā)育等方面也有著積極影響。如Khan等^[36]研究發(fā)現(xiàn)，Sphingomonassp.LK11可在高濃度鹽脅迫（500mmol/L）下存活，顯著促進(jìn)植物生長，提高植物耐鹽性；李興杰^[37]從土壤中分離得到的鞘氨醇單胞菌CX-15具有耐鎘特性，能夠促進(jìn)植物生長發(fā)育，改良并修復(fù)被鎘污染的土壤。本研究分離的鞘脂菌屬菌株MPCB16產(chǎn)IAA量達(dá)31.8mg/L，略低于陳越等^[29]分離自煙草根際土壤的鞘氨醇屬菌株m-53，但在本研究中MPCB16對(duì)小麥的促生效果很好。有關(guān)埃希氏菌作為促生菌的報(bào)道相對(duì)較少，但也有學(xué)者指出其耐鹽性強(qiáng)且兼具活化鎘能力，具有一定的改良鹽堿土壤和修復(fù)重金屬污染土壤的潛力?？傮w上看，本研究分離得到的產(chǎn)IAA菌株多樣性并不突出，這可能是新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州貧瘠的土質(zhì)、長期鹽堿干旱的條件及鹽生植物獨(dú)特的根際微生態(tài)環(huán)境綜合作用的結(jié)果。

外源施加適宜濃度的IAA能夠刺激植物細(xì)胞分裂和伸長，誘導(dǎo)植物不定根形成^[38-39]。本研究中接種了MHCA37、MPCB16、MHCA17菌株的小麥在應(yīng)對(duì)鹽脅迫試驗(yàn)中取得了積極效果，這與陳越等^[29]在煙草上的研究結(jié)果相似，與Walpola等^[40]和Husen^[41]的研究結(jié)果存在一定差距，后期需優(yōu)化菌株的培養(yǎng)條件使IAA產(chǎn)量最大化，更好地發(fā)揮其促生潛能。本研究中耐鹽促生試驗(yàn)的驗(yàn)證條件為不同濃度的NaCl，這些功能菌株可能僅對(duì)氯化物型鹽堿土發(fā)揮作用，對(duì)其他類型鹽堿土（如蘇打型鹽堿土、硫酸鹽型鹽堿土）的改良效果還需針對(duì)性地進(jìn)行試驗(yàn)和分析。PGPB與植物的互作關(guān)系往往不穩(wěn)定，為進(jìn)一步拓展對(duì)生長素生理功能的認(rèn)識(shí)，后期將豐富接種的宿主種類，并分析不同發(fā)育時(shí)期植物體內(nèi)IAA含量變化，深入探索產(chǎn)IAA促生菌對(duì)植物的調(diào)控機(jī)制。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著NaCl濃度升高，小麥葉片POD、CAT活性呈先升高后下降的趨勢，尤其是當(dāng)鹽濃度達(dá)到300mmol/L時(shí)，酶活性明顯減弱，推測可能是由于高鹽脅迫使菌株生長受限，削弱了其對(duì)植物的促生能力。當(dāng)前研究僅采用半固體培養(yǎng)基，最大限度排除了土壤微環(huán)境中其他因素的干擾，能更有針對(duì)性地考察產(chǎn)IAA菌株的促生效果，但這些菌株在實(shí)際野外環(huán)境及其他宿主植物中是否仍能發(fā)揮促生作用，以及外源施加的IAA濃度是否存在一個(gè)合適的區(qū)間范圍仍需進(jìn)一步研究。

目前報(bào)道的產(chǎn)IAA菌株多數(shù)功能較單一，適應(yīng)性不強(qiáng)，而將具有不同促生特性且無拮抗的菌種制備成復(fù)合菌劑共同接種能起到互補(bǔ)或增效的作用^[42]。如將兩株解磷菌PSB-1、HZP1與根瘤菌混合接種，能顯著促進(jìn)大豆和紫云英的生長^[43]；將具有解鉀、溶磷、產(chǎn)IAA能力的耐鹽菌株C8和具有溶有機(jī)磷、產(chǎn)IAA功能的耐鹽堿菌株B4混合培養(yǎng)后，其解鉀、溶磷及產(chǎn)IAA能力顯著高于單一菌株，更能促進(jìn)鹽脅迫下植株生長^[44]。因此，廣泛分離篩選耐鹽堿的植物促生菌，將幾個(gè)具有單一功能的純菌株復(fù)配制成多功能的復(fù)合菌劑是促進(jìn)植物生長、改良鹽堿土壤的理想措施。但混合菌株發(fā)酵體系的構(gòu)建相對(duì)復(fù)雜，除考慮體系內(nèi)不同菌株間的相互作用外，培養(yǎng)基組分及發(fā)酵條件也是影響菌體生長的關(guān)鍵因素^[45]。以后將基于菌株的不同促生潛能，構(gòu)建合成菌群，探究混合發(fā)酵對(duì)菌株活性的影響，并探索其協(xié)同作用機(jī)制，力求達(dá)到植物促生和鹽堿土壤改良的雙重效果，為其在鹽漬化土壤改良中發(fā)揮更大的作用提供依據(jù)。

4結(jié)論

本研究從新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州荒漠鹽堿植物根際、根內(nèi)、土壤中共篩選出181株產(chǎn)IAA菌株，所有菌株歸屬于6個(gè)屬，分泌IAA量介于9.7mg/L至38.9mg/L之間，其中MHCA37、MPCB16和MHCA17的IAA分泌量分別是38.9mg/L、31.8mg/L和30.0mg/L，且MHCA37菌株兼具固氮、溶有機(jī)磷性能，MPCB16兼具固氮、產(chǎn)ACC脫氨酶、產(chǎn)鐵載體、溶無機(jī)磷性能，MHCA17兼具產(chǎn)ACC脫氨酶、產(chǎn)鐵載體、溶有機(jī)磷和無機(jī)磷等性能。在150mmol/LNaCl脅迫下，接種MHCA37、MPCB16和MHCA17菌株的小麥在莖粗、株高、根干重、地上部分干重、葉綠素含量5個(gè)方面均顯著高于對(duì)照；接種MHCA37菌株后小麥幼苗CAT活性在NaCl濃度為150mmol/L和200mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照；接種MHCA17菌株的小麥SOD活性在NaCl濃度為150mmol/L和200mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照；接種MHCA37菌株后小麥幼苗POD活性在NaCl濃度為150mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照，接種MPCB16菌株的小麥幼苗SOD活性在NaCl濃度為200mmol/L時(shí)顯著高于對(duì)照；接種MHCA37、MPCB16、MHCA17菌株的小麥幼苗在NaCl濃度為150mmol/L低濃度鹽脅迫下MDA含量均顯著低于對(duì)照。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛戀，蘆建國，江海燕.植物響應(yīng)鹽堿脅迫的機(jī)制[J].分子植物育種，2020，18（10）：3441-3448.

[2]王慧楠，唐琦勇，顧美英，等.新疆鹽堿地區(qū)鹽爪爪內(nèi)生菌群落組成與分布格局研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2023，41（4）：257-266.

[3]杜良宗，孫三民，譚昆，等.新疆土壤鹽堿地形成的原因及改良措施[J].種子科技，2021，39（3）：59-60.

[4]PANKAJU，SINGHDN，MISHRAP，etal.Autochthonoushalotolerantplantgrowth-promotingrhizobacteriapromotebacosideAyieldofBacopamonnieri（L.）Nashandphytoextractionofsalt-affectedsoil[J].Pedosphere，2020，30（5）：671-683.

[5]霍佳慧，畢少杰，于欣卉，等.植物根際促生菌作用機(jī)制研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（9）：90-96.

[6]LUYD，XUJ.Phytohormonesinmicroalgae：anewopportunityformicroalgalbiotechnology[J].TrendsinPlantScience，2015，20（5）：273-282.

[7]楊平，蔡蕓菲，孫悅，等.生長素引發(fā)對(duì)鹽脅迫下棉花生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J].分子植物育種，2023，21（20）：6851-6859.

[8]韋廷舟，文怡，王超，等.一株產(chǎn)IAA芽孢桿菌ST37對(duì)油菜的耐鹽促生作用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（6）：210-215.

[9]LIHS，LEIP，PANGX，etal.Enhancedtolerancetosaltstressincanola（BrassicanapusL.）seedlingsinoculatedwiththehalotolerantEnterobactercloacaeHSNJ4[J].AppliedSoilEcology，2017，119：26-34.

[10]李靜，李明源，張?zhí)穑?鹽生植物解磷菌的篩選及促生效應(yīng)研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2023，37（7）：1470-1479.

[11]柴加麗，姚拓.高寒草甸多枝黃耆根際促生菌特性研究與鑒定[J].中國草地學(xué)報(bào)，2022，44（10）：68-74.

[12]雷海英，趙青松，楊瀟，等.苦參根際高效固氮菌的分離及復(fù)合菌肥對(duì)幼苗的促生效應(yīng)[J].生物技術(shù)通報(bào)，2020，36（9）：157-166.

[13]許佳露，張平，李美芳，等.產(chǎn)鐵載體菌株的分離、培養(yǎng)條件優(yōu)化及初步應(yīng)用[J].微生物學(xué)通報(bào)，2022，49（3）：1004-1016.

[14]漫靜，唐波，鄧波，等.羊草根際促生菌的分離篩選及促生作用研究[J].草業(yè)學(xué)報(bào)，2021，30（1）：59-71.

[15]PENROSEDM，GLICKBR.MethodsforisolatingandcharacterizingACCdeaminase-containingplantgrowth-promotingrhizobacteria[J].PhysiolPlant，2003，118（1）：10-15.

[16]張慧敏.產(chǎn)吲哚乙酸芽孢桿菌的篩選及其促進(jìn)植物生長的效果研究[D].廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.

[17]韓笑.根際促生菌的篩選及其促進(jìn)水稻在鹽堿脅迫下生長的作用[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2019.

[18]孟麗媛，邱涵，謝瑾，等.解磷菌、解鉀菌和固氮菌的分離篩選與鑒定[J].生物災(zāi)害科學(xué)，2022，45（2）：241-246.

[19]徐亞，范會(huì)芬，趙玎玲，等.考馬斯亮藍(lán)法測定大豆水溶性蛋白提取方法的優(yōu)化[J].大豆科學(xué)，2022，41（2）：196-202.

[20]胡秉芬，黃華梨，季元祖，等.分光光度法測定葉綠素含量的提取液的適宜濃度[J].草業(yè)科學(xué)，2018，35（8）：1965-1974.

[21]劉軍民，潘倍莎.土壤水分脅迫對(duì)不同茬次紫花苜蓿丙二醛及抗氧化酶含量的影響[J].工業(yè)微生物，2023，53（5）：172-178.

[22]李章雷，劉爽，王艷宇，等.5株耐鹽堿促生細(xì)菌的篩選鑒定及其對(duì)紅小豆的促生作用[J].微生物學(xué)通報(bào)，2021，48（5）：1580-1592.

[23]李福艷，劉曉玉，顏靜婷，等.三株產(chǎn)吲哚乙酸根際促生芽孢桿菌的篩選鑒定及其促生作用[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2021，33（5）：873-884.

[24]杜東霞，李詠梅，喻孟元，等.耐鎘根際促生菌WYN5的分子鑒定及其對(duì)黑麥草富集鎘的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2023，39（27）：59-66.

[25]張婷，游小英.產(chǎn)鐵載體的根際促生菌鑒定及其對(duì)月季生長和養(yǎng)分吸收的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，52（4）：174-181.

[26]張蛟，龍錫恩，崔士友，等.鹽逆境下促生菌對(duì)水稻生長、產(chǎn)量及稻米品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，52（1）：69-75.

[27]羅婭，況剛，張萌，等.接種根際促生菌對(duì)白花前胡根際土壤微生態(tài)環(huán)境的影響[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2024，55（1）：75-85.

[28]陳多菲，徐暢，劉文佳，等.3株水稻根際促生菌的篩選鑒定及促生作用研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2023，51（24）：196-202.

[29]陳越，李虎林，朱詩苗，等.產(chǎn)吲哚乙酸（IAA）促生菌的分離鑒定及對(duì)煙草種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育的影響[J].作物雜志，2020，36（2）：176-181.

[30]龔誠君，周昕霏，楊昳，等.產(chǎn)IAA菌與生物炭對(duì)鎳和鎘復(fù)合污染土壤的修復(fù)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2021，44（5）：140-147.

[31]董蒙蒙，袁博，徐玲霞，等.南方紅豆杉產(chǎn)IAA內(nèi)生芽胞桿菌的分離、鑒定及產(chǎn)脂肽類化合物研究[J].亞熱帶植物科學(xué)，2020，49（6）：420-426.

[32]徐科玉.高產(chǎn)吲哚乙酸微生物菌株的篩選、發(fā)酵及其促生效果[D].石家莊：河北科技大學(xué)，2022.

[33]杜佳慧，徐偉芳，楊曉冬，等.多花黃精產(chǎn)吲哚乙酸內(nèi)生菌的分離篩選及其對(duì)黃精種子萌發(fā)的影響[J].生物技術(shù)通報(bào)，2022，38（12）：223-232.

[34]林國欽，張婷，左杰，等.產(chǎn)IAA根內(nèi)生菌的分離鑒定及對(duì)小麥促生效果[J].福建農(nóng)業(yè)科技，2022，53（4）：10-17.

[35]JEEVANU，KURIANPS，SREELATHAU，etal.Morphological，symptomatologicalandmolecularcharacterizationofEnterobactercloacaecausingbacterialwiltinAfricanmarigold（TageteserectaL.）[J].IndianPhytopathology，2022，75（1）：279-285.

[36]KHANAL，WAQASM，ASAFS，etal.Plantgrowth-promotingendophyteSphingomonassp.LK11alleviatessalinitystressinSolanumpimpinellifolium[J].EnvironmentalandExperimentalBotany，2017，133：58-69.

[37]李興杰.耐鎘植物促生菌的分離、鑒定及其對(duì)鎘吸附效應(yīng)與機(jī)理研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2019.

[38]SOUZA-MAYARAST，BAURA-VALTERA，SANTOS-SANDRAA，etal.Azospirillumspp.fromnativeforagegrassesinBrazilianPantanalfloodplain：biodiversityandplantgrowthpromotionpotential[J].WorldJournalofMicrobiologyamp;Biotechnology，2017，33（4）：1-13.

[39]SUNSL，YANGWL，F(xiàn)ANGWW，etal.Theplantgrowth-promotingrhizobacteriumVariovoraxboronicumulansCGMCC4969regulatesthelevelofindole-3-aceticacidsynthesizedfromindole-3-acetonitrile[J].AppliedandEnvironmentalMicrobiology，2018，84（16）：e00298-18.

[40]WALPOLABC，NOHJG，KIMCK，etal.Optimizationofindole-3-aceticproductionbyphosphatesolubilizationbacteriaisolatedfromwastemushroombedofagaricusbisporus[J]JournalofMushroom，2013，11（2）：53-62.

[41]HUSENE.Screeningofsoilbacteriaforplantgrowthpromotionactivitiesinvitro[J].IndonesianJournalofAgriculturalScience，2016，4（1）：27-31.

[42]MAHREENY，EJAZI，MARIAR，etal.Differentialrootexudationandarchitectureforimprovedgrowthofwheatmediatedbyphosphatesolubilizingbacteria[J].FrontiersinMicrobiology，2021，12：744094.

[43]胡倡，李慧明，伍惠，等.解磷菌和根瘤菌復(fù)合接種對(duì)大豆和紫云英共生固氮的影響[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2020，39（4）：38-45.

[44]車永梅，劉廣超，郭艷蘋，等.一種耐鹽復(fù)合菌劑的制備和促生作用研究[J].生物技術(shù)通報(bào)，2023，39（11）：217-225.

[45]周靜，黃文茂，秦利軍，等.四株P(guān)GPR菌株混菌發(fā)酵體系的構(gòu)建及促生效應(yīng)評(píng)價(jià)[J].生物技術(shù)通報(bào)，2021，37（4）：116-126.

（責(zé)任編輯：黃克玲）