花生根际细菌多样性及铁载体产生菌的种群分布与土壤环境的关系研究

缺铁性黄化病是影响花生高产的主要原因，研究表明，细菌产生的铁载体不仅可以满足自身生长对铁的需要，还可以为植物提供所需的铁营养。为了进一步了解铁载体产生菌在根际微生态环境中所起的作用，本研究在山东省不同土壤类型的花生种植区分别采集花生健康植株和缺铁性黄化病植株根际土壤，筛选产铁载体的细菌，并对筛选菌株进行系统发育分析；用限制性片段长度多态性分析（T-RFLP）和16S rRNA基因文库相结合的方法探讨健康植株花生根际和黄化病植株根际细菌的多样性差异；通过多元统计分析，探讨铁载体产生菌的分布与根际土壤环境的关系；揭示花生根际细菌群落组成与铁营养的关系。本研究将为选育农业生产高效产铁载体菌株，为发展可持续农业、生态农业，实现绿色食品生产奠定基础；尤其是对多功能微生物肥料的菌种选育具有指导意义。

该项目在基金支持的时间内圆满完成各项任务。首先从山东省的棕壤、潮土、褐土、砂姜黑土等四种土壤类型上采集的正常花生植株样品和黄化花生植株样品根际土壤，同时在棕壤上采集非根际土壤，共9个样品。从花生根际土壤中筛选出139株铁载体产生菌分别属于厚壁菌、拟杆菌、γ-变形杆菌、芽单胞菌、疣微菌、放线菌、和β-变形杆菌等7个大类群。其中芽孢杆菌有38株，假单胞菌20株，总共占据了42%，是明显的优势菌群，且产生铁载体能力比较强。.明确了山东省花生根际细菌群落由12个细菌类群组成，包括：变形杆菌（Proteobacteria，包括α、β、δ和γ亚门）、酸杆菌（Acidobacteria）、浮霉菌（Planctomycetes）、拟杆菌（Bacteroidetes）、厚壁菌（Firmicutes）、疣微菌（Verrucomicrobia）、硝化螺旋菌（Nitrospira）、绿弯菌（Chloroflexi）、芽单胞菌（Gemmatimonadetes）、蓝藻（Cyanobacteria）、放线菌（Actinobacteria）以及部分待划分类群。酸杆菌和厚壁菌在9个文库中占据优势地位。揭示了铁载体产生菌与根际环境因素间的关系：土壤中的铁元素含量和pH是与花生根际土细菌群落结构相关性较强的环境因子；γ-变形杆菌、厚壁菌、α-变形杆菌、放线菌、β-变形杆菌、拟杆菌、蓝藻门、芽单胞菌、酸杆菌等与铁、铜、有机质、腐殖质呈现正相关，与锰、锌、铵态氮、硝态氮、pH等元素呈现负相关；而δ-变形杆菌、疣微菌、硝化螺旋菌、绿弯菌和浮霉菌类群则都与铁、铜、有机质、腐殖质呈现负相关，与锰、锌、铵态氮、硝态氮、pH等元素呈现正相关；钾元素与所有的细菌类群没有明显的相关性。.在计划任务外，通过盆栽试验，初步研究了两株产铁载体能力较强的细菌YZ29和DZ13在石灰性土壤中改善花生生长时期的铁营养和促生方面的作用。结果表明，YZ29和DZ13能显著提高花生叶片铁含量和土壤有效铁含量，显著增加花生叶绿素含量显著增强花生根系活力，促进花生植株体内氮、磷、钾含量的积累，增加植株生物量，花生仁粗脂肪和蛋白含量也有所提高。.该基金项目支持下获得具有应用价值的高产铁载体菌株58株，已发表研究论文2篇，正在投稿2篇；申请发明专利1项，已经受理。