可可西里梭罗草根际促生菌（PGPR）促生与增强抗逆性机制研究

This project studied on PGPR strains attained from the special grass Kengyilia thoroldiana, which distribute in Hoh Xil, Tibet Plateau, by the methods of phytoecology, phytophysiology, microbiology, biotechnology. The research conclude: the character and function of strains, the merits of drought and cold resistence of elected good strains, the adaptive mechanism of strains under the condition of drought and low temperature, the species of secretions in root system of Kengyilia thoroldiana and the influence of growth character by secretions on PGPR strains, the influence of the growth and quality of Kengyilia thoroldiana on PGPR strains, the mutual relationship of Kengyilia thoroldiana and strains, the influnce of stress resistence of Kengyilia thoroldiana by PGPR strains under the condition of drought and low temperature, the mutual adaptive mechanism of Kengyilia thoroldiana and PGPR strains under the condition of drought and low temperature. For obtaining the data related, the aim was to confirm the character of elected good biospecies on alpine grassland, explain the adaptive mechanism of living beings on alpine arid environment, and also provide scientific evidence of exploiting and utilizing natural resource. At the meantime, supplying theory and experimental evidence of correlationship of plant and rhizobacteria and the mutual mechanism of enhanced resistence.

本项目拟以分布于可可西里自然保护区的青藏高原特有种梭罗草（Kengyilia thoroldiana）为研究对象，采用植物生态学、植物生理学、微生物学、生物技术等技术手段，从梭罗草植物根际分离PGPR菌株，测定菌株的特性及功能，研究优良菌株的抗旱耐寒特性，了解菌株在干旱低温胁迫下的适应机制；研究梭罗草根系分泌物种类及对根际PGPR菌株生长特性的影响，PGPR菌株对梭罗草生长和品质的影响，了解梭罗草和菌株间的相互关系；研究干旱低温时PGPR菌株对梭罗草抗逆性的影响，了解两者在干旱低温胁迫时的互作适应机制；取得相关数据，其目的在于确定高寒草原优良生物（植物和根际微生物）资源的特性，揭示生物对高寒干旱环境的适应机制，为优良的野生资源的开发和利用提供科学依据。同时，也为阐明植物和根际微生物间的相互关系，以及在增强抗逆性时的互作机制提供理论和实验依据。

本项目从分布于可可西里自然保护区的青藏高原特有植物种梭罗草[Kengyilia thoroldiana（oliv.）Keng] 根际分离、筛选、保存优良的PGPR菌株75株，其中固氮菌28株（固氮酶活性在1.03 ~ 447.75 nmol C2H4•h-1mL-1），溶解无机磷菌株15株（溶磷量在10.32 ~ 41.56 μg/mL），溶解有机磷菌株32株（9.57 ~ 27.14 μg/mL），38株菌株具有较强分泌IAA的能力，分泌量在6.37 ~ 27.19 μg/mL，各菌株在植物根际表现出“根表>根表土>远根土>根内”的分布趋势，表现出强烈的根际效应；各菌株具有一定的耐旱能力，并且生长温度范围较宽；鉴定的67株菌株中固氮菌是Pseudomonas sp.、 Bacillus sp.、Rhizobium sp.、Variovorax sp.、Acinetobacter sp.、Lysinibacillus sphaericus、Sphingomonadaceae sp.和Agrobacterium sp.；溶解无机磷菌株是Bacillus sp.、Stenotrophomonas sp.、Paracoccus sp.和Bacterium；溶解有机磷菌株是Bacillus sp.、Lysinibacillus sp.、Promicromonospora sp.和Bacterium；梭罗草根系能分泌有机酸类（丁二酸、苹果酸、柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、乳酸等）、糖类（蔗糖、半乳糖、果糖、阿拉伯糖、葡萄糖、麦芽糖、木糖等）、氨基酸类（脯氨酸、精氨酸、甲硫氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸和丝氨酸等）和酚酸类（香豆酸、水杨酸、肉桂酸、丁香酸和草香酸等），分泌物对PGPR菌株的生长和功能无负面作用，部分菌株反而能促进菌株的生长和功能的加强；优良PGPR菌株能对梭罗草的生长和品质的提高具有促进作用；优良的PGPR菌株能提高梭罗草植物的抗旱耐寒特性，能加强对逆境的抵抗能力。本研究所分离到的菌株固氮菌（NS4、NS9、NS14、NS20、NS21）、溶解无机磷菌株（PWS1、PWS6、PWS7、PWS12、PWS15）和溶解有机磷菌株（PYS1、PYS10、PYS11、PYS14、PWS31）等菌株具有较好等功能特性，有开发应用的潜质，其他特性有待进一步研究。