AM真菌和溶磷细菌互作对南方红豆杉生长及紫杉醇合成的效应研究

南方红豆杉为我国特有的珍稀树种，该植物可提取特效抗癌活性成分-紫杉醇。而现阶段紫杉醇的生产大多利用红豆杉天然林为原料，造成天然林数量剧减。人工栽培南方红豆杉，提高紫杉醇及其前体在植株体内的生物合成是解决紫杉醇资源短缺瓶颈的重要途径，也是保护和开发该树种资源的有效措施。因此，本项目以南方红豆杉根际筛选获得的高效溶磷细菌和丛枝菌根（AM）真菌为出发菌株，在阐明溶磷细菌的溶磷特性和机理基础上，将两者双接种于南方红豆杉苗，研究互作模式下对南方红豆杉生长及紫杉醇合成的效应，并通过溶磷细菌的定殖动态、AM真菌侵染率及产孢量的影响和互作模式下对南方红豆杉根围微生物种群结构及土壤活性的影响来探讨AM真菌与溶磷细菌的互作增效机制。该项目的开展可为开发复合微生物肥料，通过生物途径提高南方红豆杉的繁殖率，扩大人工栽培区及紫杉醇的可持续性生产提供重要的理论依据，对保护我国南方红豆杉珍贵野生资源具有重大意义。

为解决南方红豆杉人工林生长缓慢所带来的一系列问题，推动人工栽培南方红豆杉及紫杉醇产业的的可持续发展，有效保护我国的野生南方红豆杉资源，本项目利用南方红豆杉根际高效溶磷细菌和AM 真菌在活化土壤磷素和减缓磷素吸附固定等方面的作用，通过混合接种的方式调控南方红豆杉根际微生态环境，达到了提高土壤磷素利用率、促进南方红豆杉生长发育及紫杉醇积累的目的。经过三年的实施，主要形成了以下几个方面的成果：.1）阐明了4株高效溶磷细菌荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）CLW17、蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）CLY07、嗜麦芽寡养单胞菌（Stenortrophomonas maltophilia）JYD-4、草木樨中华根瘤菌（Sinorhizobium meliloti）CHW10B的溶磷特性和主要溶磷机理。.2）借助绿色荧光蛋白（GFP）基因标记和抗性标记示踪手段，明确了3株高效溶磷细菌荧光假单胞菌CLW17、蜡状芽孢杆菌CLY07、草木樨中华根瘤菌CHW10B在南方红豆杉根际及根部的定殖规律。.3）揭示了2株溶磷细菌荧光假单胞菌CLW17、蜡状芽孢杆菌CLY07对南方红豆杉根部5种不同AM真菌共生体的形成、侵染率及产孢量的影响。.4）采用传统的微生物培养、生物化学分析、分子生物学等手段，阐述了引入外源溶磷细菌及AM真菌对南方红豆杉土壤微生物种群结构以及土壤活性的影响。.5）将2株高效溶磷细菌与5种AM真菌分别组合接种于南方红豆杉1年生实生苗，探究互作模式下对南方红豆杉的生长及紫杉醇合成的效应，共获得6组优良的溶磷细菌-AM真菌组合；同时，通过分析双接种对南方红豆杉的光合作用、养分吸收、内源激素、根系构型和根系活力的影响，阐明了溶磷细菌与AM真菌的互作增效机制。.本项目已发表论文3篇，分别发表于《微生物学报》、《林业科学》和《遗传》；已申请国家发明专利3个；4篇文章正在整理发表中。