多功能内生菌对设施番茄田间接种效果的作用机理研究

多功能内生菌161-2-13 (Pseudomonas sp.)是本实验室分离的，具固氮、产ACC脱氨酶和拮抗多种土传病害等功能，对番茄根伸长和番茄幼苗生长具有较强的促进作用。本研究以菌株161-2-13为研究对象，通过减少氮肥和农药的使用量，研究接种多功能菌161-2-13对田间设施番茄生长和产量的影响；通过绿色荧光蛋白（GFP）示踪技术，系统研究菌株161-2-13在土壤和番茄植株内的定殖情况；通过可培养法和非培养法（16S rDNA基因克隆文库分析和PCR-DGGE技术）相结合，系统研究菌株161-2-13在土壤微生物群落中的地位及微生物群落变化；通过对主要土壤酶活性的测定，研究对土壤酶活性的影响。再结合课题组以前对该菌株的功能研究，全面解析产生相应接种效果的机理，为多功能内生菌161-2-13在设施番茄种植中大面积推广应用提供田间验证和应用基础理论支撑。

本项目以多功能内生固氮菌161-2-13为供试菌株，研究在番茄温室和田间的接种效果，同时通过定殖能力、对微生物类群、土壤酶活性影响、菌株功能特性等方面的研究揭示菌株161-2-13的促生机理，并对相关菌株进行鉴定。1. 温室条件下，161-2-13可以显著促进番茄幼苗的生长；采用PCR-DGGE技术，发现161-2-13可以在番茄幼苗根际定殖；采用在平板上统计标记绿色荧光蛋白（gfp）161-2-13数量的方法，对161-2-13的定殖能力进行定量分析，发现水平方向上161-2-13在番茄根际定殖数量最多，在根表数量较少，未发现在根内定殖；垂直方向在表层、中层和底层土中均发现161-2-13，其中底层土中数量最多，说明161-2-13在番茄根际土壤具有较强的定殖能力。2.番茄田间试验不使用农药，设计三个处理氮肥量分别为不施用、施用50%和正常施用，通过16次采摘累加测定番茄产量，结果显示：不同处理下，与对照相比施用161-2-13后产量增加超过10%，番茄茎粗、株高和地上生物量均有增加。3、对田间番茄根际土壤微生物类群的影响：在幼苗期、花期、第一次采摘期、拉秧期四个时期，施用菌剂161-2-13后番茄土壤中细菌数量增加，真菌数量减少，放线菌数量变化无规律；在第一次采摘期施用菌剂161-2-13的各处理真菌数量均低于未施菌对照，说明菌株161-2-13可以在一定程度抑制真菌的数量。对土壤酶活性的影响：施用菌剂161-2-13后对四种常见土壤酶（磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶）活性的影响不明显。4、菌株161-2-13具有多种促生机制，包括具有固氮能力、较高产植物激素IAA能力，产ACC脱氨酶能力，同时拮抗立枯丝核病、麦类赤霉病、西葫芦菌核三种常见土传病害。综上，菌株161-2-13在设施番茄根际具有较强的定殖能力，因此它的多种促生机制得以发挥作用，既可以促进番茄的生长和产量，又可以有效地抑制真菌数量，且对环境友好，是具有较好应用前景的微生物资源。5、本项目还筛选获得菌株SD1-2-5和SD2-2-3具有多种促生潜能；对菌株161-2-13、7188、7087、112、SD1-2-5和SD2-2-3等多功能微生物进行了菌种鉴定，发现菌株7188、7087和112为微生物新种。