东祁连山禾本科牧草根际促生菌（PGPR）多样性及其促生机理研究

Microbe strain resource is one of the strategical bio-resource. Agricultural microbe strain resource, the vital resource of microbe strain, is the key foundation stone for Agricultural industry and agri-biotechnology. Grassland, the most valuable resource of globe, contains enormous microbe strain resource. Qilian Mountain,lies in the hinge of Qinghai-Tibet Plateau, Loess Plateau and Neimenggu-Xinjiang plateau with complex terrain, has abundant biodiversity. However Plant Growth Promoting Rhizobacteria(PGPR) resource and their characteristics in the region have not been reported. PGPR are Plant Growth-Promoting Rhizobacteria defined as root-colonizing bacteria that exert beneficial traits on plant growth and development.PGPR are considered as efficient microbial competitors in the soil-root zone.In addition to plant growth promotion, PGPR are also used for controlling several plant pathogens,enhancement of nutrient up-take and in rhizo- mediation.PGPR are the potential tools for future of sustainable agriculture. Currently, there is an active and growing group of researchers working on fundamental and applied aspects of PGPR. The application and commercialization of PGPR for sustainable agriculture is a growing and demanding market world-wide. Therefore, the objects of the study will focus on:(1) Survey and collect PGPR strains resource of grasses in the region;(2) Screen and determine characteristics of potential PGPR for further agricultural use; (3) Build PGPR strains and their resource information of grasses in the region.

微生物菌种资源是国家战略性生物资源之一。农业微生物资源不仅是农业微生物产业的基石，更是整个农业生物技术发展的主要物质基础。草地是地球上最为宝贵的自然资源之一，蕴藏着巨大的微生物资源。祁连山地处黄土高原、蒙新高原、青藏高原三大自然地理带过度地带，地势高亢，地形复杂，被誉为高山"冰源水库"，具有十分丰富的生物多样性，是我国生物多样性保护重要基地，也是国际生物多样性保护重点区域。但是，该区植物促生菌（PGPR）资源多样性及促生机理目前尚不清楚。本研究拟以东祁连山草地为对象，利用传统经典方法与现代生物技术手段相结合，开展禾本科牧草促生菌资源鉴定及多样性和菌株促生机理研究，以期明确该区禾本科牧草促生菌资源状况及多样性；掌握优良促生菌及其促生机理；筛选出具有开发应用潜力的资源菌株；构建该区禾本科牧草促生菌资源信息库。为该区及周边地区乃至全国禾本科牧草相关研究提供资料及菌种资源，同时丰富我国微生物资库。

微生物菌种资源是国家战略性生物资源之一。农业微生物资源不仅是农业微生物产业基石，更是整个农业生物技术发展的主要物质基础。草地是地球上最为宝贵的自然资源之一，蕴藏着巨大的微生物资源。祁连山地处黄土高原、蒙新高原、青藏高原三大自然地理带过度地带，被誉为高山“冰源水库”，具有十分丰富的生物多样性和资源，是我国生物多样性保护重要基地，也是国际生物多样性保护重点区域。但是，该区植物根际促生菌（PGPR）资源状况及特点目前尚不清楚。本项目以东祁连山天然草地为研究对象，采集主要禾本科牧草，分离、筛选整理和鉴定促生菌资源，系统研究优良菌株特性和促生机理及对植物生长的影响。分析该区禾本科牧草根际促生菌的多样性进行了，在此基础上构建了“东祁连山禾本科牧草根际促生菌资源信息库”。同时，课题组结合当前微生物学研究前沿，运用全基因组测序技术，对优良植物根际促生菌的功能基因进行了研究和挖掘。通过上述的研究，获得了以下重要结果：（1）明确了研究区15种主要禾本科牧草根际促生菌资源分布状况，收集和筛选了1020株植物根际促生菌资源；（2）了解了项目区主要禾本科牧草根际促生菌的组成特点和多样性；（3）获得了综合特性优良、具有开发应用潜力的促生菌株200余株，并明确了其功能特性，在此基础上，建立了“东祁连山高寒草地禾本科牧草根际促生菌资源库”。（4）研发了符合国标规定、促生效果明显的促生菌剂并测试了其对植物生长的影响。（5）全基因组测序分析发现供试菌株基因组大小为5,597,907bp，挖掘出了与多个供试菌株溶磷、分泌铁载体、分泌杆菌肽等有关的功能基因。上述研究在国内外核心期刊累计发表论文30篇，获得了与东祁连山禾本科牧草根际促生菌有关的成套技术资料，为进一步的研究奠定了理论和实践基础。本研究为该区及周边地区乃至全国禾草相关研究提供资料及菌种资源，同时丰富我国微生物资库，具有十分重要的科学意义。