文摘
细菌通常用作植物促生长剂,但可以有限的有效性对某些作物和土壤环境中。本研究的目标是(1)识别芽孢杆菌压力可以促进玉米的生长一致,小麦,大豆和(2)确定生理特征表达在体外可以预测的增长促进功效/一致性和被用于选择有效的菌株。十二个芽孢杆菌从小麦根际分离菌株进行了评估与未经消毒土壤温室盆栽试验对玉米生长的影响,大豆和小麦。压力也被评估在体外为多个生理特征。12株玉米生长与对照组相比显著增加。四个玉米——最有效的菌株芽孢杆菌megateriumR181,b . safensisR173,b .单纯形R180,Paenibacillus茎R200-also增加大豆和小麦的生长。没有特征的预测增长促进功效。数量性状表达的菌株也不是一个指标的有效性作为应变R200只有一个特征显示高速增长促进积极的功效。有效菌株可以通过盆栽试验来确定多种农作物,但是在体外生理压力选择的分析是不可靠的。
1。介绍
使用root-colonizing越来越多的兴趣,促进植物生长rhizobacteria (PGPR)作为补充或替代农业化学品的使用增加农作物产量。研究表明,PGPR有很大的潜力增加增长和/或不同的农作物的产量。作物产量增加因为PGPR可以高达57%,这取决于作物(1- - - - - -3]。
许多细菌属被利用为PGPR,包括农杆菌属,节细菌属,固氮菌,Azospirillum,芽孢杆菌,洋葱,茎菌属,色素细菌,欧文氏菌,黄杆菌属,微球菌,假单胞菌,和沙雷氏菌属(4]。其中,杆状,endospore-forming革兰氏阳性芽孢杆菌组最常见的商业化(5]。这个群体包括细菌属绝密芽孢杆菌但是现在分为不同的属等芽孢杆菌,Paenibacillus和Lysinibacillus(6]。这些细菌是偏爱商业化PGPR部分产生热量的能力和desiccation-tolerant内孢子。这些结构是至关重要的在保持较高的细胞生存能力和延长保质期配方保存在存储器(6]。一些芽孢杆菌PGPR菌株也已报告执行在不同环境条件下(7,8]。
虽然使用PGPR改善作物生产潜力和提高产量得到充分认识,使用PGPR还没有普遍的做法在很大程度上是因为不一致的植物生长促进大多数PGPR菌株在不同条件下(9]。一个因素可能是负责PGPR菌株的矛盾是其对植物和土壤条件,限制其在根际能力和表达发展晋升机制;这些条件包括:土壤类型、温度、含水率、有机质、和pH值(7,10,11]。因为这些条件可以相差很大在不同的地理位置,PGPR经常报道的有效性取决于它们的位置。例如,Suslow et al。12]报道,PGPR菌株提高甜菜产量在加州实地测试,但测试时没有一直在爱达荷州,而另一个应变导致产量最大的好处在爱达荷州加利福尼亚试验中没有显著的影响。此外,一个商业产品包含种子处理芽孢杆菌firmusi - 1582, PGPR和线虫生物防治菌株孤立在以色列,没有影响大豆产量和无效的控制大豆囊肿线虫当测试在几个地点内布拉斯加州13]。在商业上的成功的PGPR要求它在不同的环境中表现良好,选择这样的生物仍然是一个挑战。
PGPR增加植物的生长通过直接或间接的机制(14]。直接促进植物生长时PGPR植物生长增加向植物提供生长因子等营养物质和激素(15]。直接促进增长机制的例子包括固氮作用[16];磷酸溶解或铁动员由微生物含铁细胞(17];和吲哚乙酸等提供激素,细胞分裂素、赤霉素(18- - - - - -21]。间接植物生长时PGPR增加植物生长抑制植物病原真菌的生长或活动和有害微生物根际栖息22- - - - - -26]。这可以通过抗生素和裂解酶的生产,竞争营养物质,或诱导系统性抵抗病原体4,15,27,28]。在这些机制或特征,目前尚不清楚,个人特质或一组特征可以预测经济增长的促进和因此被用作标准选择最佳的生长促进剂之间的潜在压力。
这里的研究报告是布拉斯加-林肯大学的一部分努力开发PGPR用于多个领域作物不同种植制度下的内布拉斯加、以及生物防治制剂土著病原体(29日]。有人建议,PGPR菌株分离从一个地区更好的适应条件在该地区流行,因此,将更有效应用领域在同一地区30.]。因此,细菌从内布拉斯加州植物分离了这一努力。因为使用的优点芽孢杆菌PGPR,小研究之前进行芽孢杆菌PGPR在内布拉斯加州,本研究集中在细菌隔离芽孢杆菌组。在这项研究中,十二人芽孢杆菌菌株,从小麦根际分离在内布拉斯加州,评估对促进生长势玉米,大豆,在温室和小麦,识别的目的菌株能有效和持续的促进多种农作物的生长。同一菌株在实验室测试评估表达式的生理特征与植物生长促进有关。目标是要确定生理特征表达之间的关系在体外和经济增长促进功效。筛选潜在增长促进生物利用传统温室盆栽试验可能耗时在评估大量的候选生物。识别的特征预测的增长促进功效可能是有用的在发展中国家和/或改善有效PGPR菌株的筛选策略。
2。材料和方法
2.1。菌株和一般细菌的方法
十二个芽孢杆菌菌株进行本研究分离小麦根的植物种植在北普拉特,内布拉斯加州。选择隔离从我们收集基于之前的研究中初步筛选和被确定通过16 s rDNA使用27 1492 f / r引物组通过帕里克说描述的方法等。29日]。测序完成综合基因组生物学研究所,加州大学河滨分校的。序列编辑使用Seqbuilder和EditSeq模块DNASTAR®Lasergene软件发掘(DNASTAR,麦迪逊,WI)。核苷酸比较NCBI数据库通过基本的局部比对搜索工具(爆炸)算法和序列提交给基因库。本研究中使用的测试和其他微生物菌株在表列出1。所有菌株都存储在营养肉汤修改−75°C和10%甘油和常规培养tenth-strength胰蛋白酶的大豆琼脂TSA (10%)。细胞悬浮液用于生成草坪文化或接种种子准备收获细胞已孵化10% TSA 36到48 h在28°C,和细胞悬浮在10毫米钠磷酸盐缓冲剂(PB) pH值6.0。用分光光度计测量吸光度(600海里)的每一个细胞悬液,然后稀释与无菌磷酸盐缓冲吸光度级别对应于108cfu /毫升。
2.2。通过温室盆栽试验评价经济增长的促进
三个温室盆栽实验,首先评估12芽孢杆菌压力能够促进经济增长的玉米。最有效的五个品种的玉米实验随后被评估在不同的实验用大豆和小麦。每个实验进行至少三次。
玉米的种子(甜玉米糖馒头F1 se +,约翰尼的选择种子)、小麦(陆路W5-52、剥皮机遗传学),和大豆(维京人2265年,约翰尼的选择种子)表面消毒浸泡在2%商业漂白剂溶液3分钟和无菌蒸馏水冲洗10次。种子在层流airflow-hood风干和保持在4°C,供以后使用。Surface-disinfected玉米和小麦种子被浸泡在接受菌株细胞悬浊液60分钟,而大豆种子浸泡在细胞悬浊液30分钟。浸泡时间测定的初步实验,以最大化应用细菌的种群没有负面影响种子发芽的种子。种子浸泡在无菌PB的控制。确定数量的细胞坚持把种子浸泡后,样品的种子在无菌PB和洗是洗用于稀释10% TSA电镀。应用的测试压力处理种子的数量通常是10左右7cfu /种子。
处理过的种子被播种到nonpasteurized盆栽混合组成的壤土土和沙子混在2比1的比率。在所有温室实验中使用的相同的土壤。盆栽组合的分析表明,它是由61%的沙子,淤泥,26%和13%的粘土和有机物含有1.0%,4.1比较(ppm)锰浸种,百万之7.0 ppm碳酸氢钠磷、和交换性钾161 ppm。每盆一个玉米种子播种,每锅三个大豆种子播种,每锅5小麦种子播种。塑料罐子的尺寸13厘米直径11厘米深度被用在所有的研究。有5到8个复制锅为每个种子处理在每一个实验。锅被安排在一个完全随机设计的长凳上在温室温度变化从24°C(晚上)31°C(天)。每个实验持续了20天,锅都没有受精每天浇一次水。在实验的最后,土壤是仔细地冲洗掉植物根系在低运行自来水,芽和根中分离了出来。拍摄高度、新鲜和干芽和根重量测定。干重量测定干燥后3天在70°C。
2.3。温室试验的统计分析
两个程序应用于分析增长参数数据(即。,shoot height and shoot and root weights) using SAS software (SAS Institute, Cary, NC). Data from each experiment trial were analyzed separately. Dunnett’s test was used to determine whether a growth variable measurement of a bacterial treatment was significantly different (从控制)。比较细菌治疗,方差分析(方差分析)进行了首次确定有显著治疗效果在一个试验试验,然后执行意味着分离使用LSD概率法(α= 0.05)当一个方差分析发现了显著的治疗效果。在干燥和潮湿的生物量数据的初步分析,within-treatment变化被发现低新鲜生物量测量相比,干生物量测量。因此,只有新鲜的生物量测量进一步分析和报告。
生长参数数据用于计算三个值没有进行统计分析。第一,“增长百分比增加”(PGI),表示压力增加的数量增长变量相对于控制在一个实验试验。这是计算使用以下方程: 在哪里和治疗的平均测量和控制,分别。另一个价值,“增长刺激频率”(确定),表示如何持续地增加应变增长试验的一个实验。—表示为所有情况下(即的百分比。,growth parameters across all trials of an experiment) in which a strain yielded a significant increase (95% confidence level) compared to the control. The third value, “frequency in top 3” (FIT3), was determined in the corn experiment, while a comparable value, “frequency in top 2” (FIT2), was determined in the soybean and wheat experiments. FIT3 and FIT2 are the percentages of all cases in repeated experiments in which a strain was among the three top strains and two top strains, respectively, in respect to the magnitude of growth variable measurements. In the corn experiments, the top three strains reflected the top quartile of the 12 strains tested. In the soybean and wheat experiments, only the top two strains were identified, which represented roughly the top third because fewer bacterial strains were evaluated.
2.4。在体外测试间接促进增长特征
12个芽孢杆菌菌株对这些特征进行评估与间接促进生长:对抗对细菌和真菌(即。,真正的真菌和卵菌);蛋白水解和chitinolytic酶活动;生物表面活性剂和含铁细胞生产。
对抗对植物病原细菌三(Clavibacter michiganensis无性系种群。nebraskensis,黄定pv。phaseoli,Pectobacterium carotovorum)是评价10% TSA和营养琼脂(NA)。病原体选择(1)来表示不同的细菌病原体和(2),因为他们的相关性在内布拉斯加州的作物被评估。例如,Clavibacter michiganensis无性系种群。nebraskensis原因戈斯的细菌性枯萎病和叶枯病,这是一种重大疾病的玉米在美国内布拉斯加州和中西部。草坪文化被传播为每个细菌病原体生成0.5毫升细胞悬浊液琼脂板的表面上,然后让琼脂表面风干无菌转移罩。5个3毫米直径井是在使用无菌软木钻孔机的琼脂板。每一个充满了15µL细胞悬液的测试芽孢杆菌应变或无菌PB(负控制)。芽孢杆菌amyloliquefaciensIN937a作为积极的控制。每一个芽孢杆菌测试压力测试对三种细菌病原体在三个板块的媒介。板块都在转会罩上了15分钟,允许吸收的悬浊液中孵化前28°C 2天。周围存在一个明确的光环区井是一个对立的指示测试应变对细菌病原体。测试压力被认为有抗菌活性,如果抑制增长的任何媒介致病菌之一。
对两种植物病原真菌(对抗镰刀菌素graminearum和辣椒丝)和两个卵菌(腐霉属最后和p . irregulare)是评价10% TSA和马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)。这些病原体是重要的真菌病原体的三个作物用于这项研究。每个琼脂板的中心接种3毫米直径真菌塞切的消毒软木钻孔机抱着PDA测试真菌或oomycete文化。每个板coinoculatedb . amyloliquefaciensKPS46(积极的控制)、无菌PB(负控制),和三个测试芽孢杆菌使用无菌牙签和菌株培养3天25°C。存在抑制菌丝的生长菌落周围区是一个应变对菌丝体的生物拮抗作用的迹象。测试压力被认为有抗真菌活性抑制真菌的生长或oomycete在任何媒介。
芽孢杆菌测试菌株进行蛋白酶和几丁质酶活动使用指示器媒体包含各自的基质。蛋白酶活性评估使用牛奶琼脂培养基含有(g / L)奶粉(10),酵母提取物(0.5),硫酸铵(0.5),氯化钙(0.5),磷酸氢钾(0.1),磷酸氢二钾(0.1),和琼脂(18)和pH值调整为7.0±0.2。应变ap - 209的b . mojavensis作为积极的控制。几丁质酶活性是评价胶体几丁质中所描述的Abirami et al。31日)与Lysobacter enzymogenesC3作为阳性对照。在这两个化验,铂环量的测试菌株和积极控制介质应用于3个盘子的指标。板块在28°C孵化2或5天蛋白酶和几丁质酶的测定,分别,然后检查清除细菌菌落周围的区域作为底物的酶消化的迹象。
生物表面活性剂活性评估使用由小林和袁[描述的方法32]。三个50µL滴的液体从一个为期两天的老大豆胰蛋白酶的肉汤(TSB)每个测试应变文化应用到封口膜的表面。的培养液Lysobacter enzymogenesC3和无菌TSB作为积极的和消极的控制,分别。液滴直径测量;液滴直径大于消极的控制是飞沫传播的指示生物表面活性剂的存在。
含铁细胞生产检测使用Chrome Azurol年代(CAS)含铁细胞试验(33]。每个测试应变点接种到三盘的媒介使用无菌接种环和培养5天在28°C。文化板块被淹没1毫升CAS的解决方案。板注射粘质沙雷氏菌94 - 429年作为积极的控制。蓝色粉色颜色变化下的琼脂和菌落周围30分钟内洪水与中科院的解决方案是含铁细胞生产的细菌。
2.5。在体外测试直接促进增长特征
的芽孢杆菌为这些特质与菌株进行评估,或表明直接增长促进:磷酸溶解,固氮,吲哚乙酸(IAA)生产,促进玉米生长在semisterile环境(成长袋)。
磷酸溶解活动评估Pikovskaya的琼脂培养基(34]。的三个板块中注射铂环量的测试压力,和盘子被接种粘质沙雷氏菌94 - 429年作为积极的控制。板块在28°C孵化了7天,然后检查清除细菌菌落周围区域的指示性的磷酸盐溶解活动。
固氮活性是评价葡萄糖的物品矿物(GNFM)琼脂培养基使用溴百里酚蓝(BTB)作为指标35]。溶解的BTB准备0.5 g BTB成100毫升蒸馏水和filter-sterilized。每个测试菌株接种到三GNFM盘子。Azospirillum brasilense99 b - 817作为积极的控制。盘子在28°C为7天,孵化充斥BTB的解决方案,然后检查颜色琼脂从绿色变成深蓝色或蓝绿的固氮活性。
吲哚乙酸生产评估使用Salkowski试剂和营养肉汤和0.5 g / L色氨酸(36]。每个测试应变在10毫升10% TSB首次培养1天28°C,然后2毫升的文化转移到20毫升tryptophan-supplemented营养肉汤。Lysinibacillus macroides美联社- 282作为积极的控制,和Lysobacter enzymogenesC3和无菌NB作为消极的控制。文化孕育在28°C 6天和离心机13000 g×15分钟。一毫升的文化上层清液混合2毫升Salkowski试剂一滴正磷酸。混合物在黑暗中孕育了30分钟,然后研究了粉红色的发展视为吲哚乙酸的生产。
直接生长在semisterile推广活动,使用surface-disinfected soil-less环境评估的种子播种玉米(玉米糖馒头F1 se +)增长袋(大型国际,明尼苏达州)。生长袋是一个塑胶袋内衬纸巾材料使用前消毒。种子表面消毒和处理菌株作为温室进行测试。种子处理无菌PB作为消极的控制。对待每袋3种下种子,种子和七个复制袋是为每个治疗。袋被浇灌每隔一天10毫升无菌蒸馏水和保存在室温下16 h光和8 h黑暗了10天。在实验的最后,芽和根中分离了出来。鲜重打击,高度,和根长度测量和数字横向根数。实验进行了三次。在每个试验的实验中,Dunnett测试是用来确定一个细菌治疗明显不同(从控制)。应变的增长被认为是积极推广如果在两个或两个以上相同的增长参数试验或两个或两个以上的增长参数在相同的试验。
3所示。结果
3.1。经济增长促进温室盆栽试验的影响
3.1.1。玉米的反应测试菌株
所有的12芽孢杆菌压力增强玉米生长控制相比(表2)。使用Dunnett的测试与控制比较个别菌株,每个菌株引起显著增加一个或多个增长(表变量在至少两个试验2)。芽孢杆菌单纯形R180显示最高的增长刺激频率(—)为100%,也就是说,它所有的增长参数在试验,紧随其后b . safensisR176—83%)b . megateriumR181 (—78%)。其他菌株诱导刺激增长不到70%的增长在所有试验参数。细菌治疗有戏剧性的相当大影响拍摄和根重量、最高的增加超过200%。影响拍摄高度低得多,百分比增加不到60%。试验之间有大变化的百分比增长增加所有菌株。例如,拍摄高度增加应变R181介于18 - 45%,拍摄体重增加范围从40 - 140%,和根重量增加范围从32到136%。也有相当多的within-treatment可变性新鲜根测量等试验3,对于一些细菌治疗,增加根的重量控制超过100%相比,从控制的差异没有统计学意义在95%置信水平。
通过方差分析测试发现了显著的治疗效果在9生长参数(表63)。菌株之间的显著差异,LSD检验表明,发生在5的6生长参数(表发生了显著的治疗效果3)。菌株R181、R180 R200经常被发现在前3株FIT3 56岁,50岁和50%,分别。菌株R176、R190 R198前三菌株中没有出现任何的测量。没有显著差异在前3株对大多数生长参数。唯一的一个例外是根生物量较高应变R181试验1中的其他菌株相比(表3)。
四个最有效strains-R177 R180、R181 R200-from玉米生长促进试验,基于确定和FIT3最高(表2和3),被选为进一步评价小麦和大豆。虽然b . safensisR176—相对较高为83%(表2),没有选中它,因为它没有出现在前3株生长参数(表3)。相反,b . safensisR173被选中代表物种实验大豆和小麦。
3.1.2。反应的大豆和小麦5株
大豆试验试验中,四个strains-R173, R180 R181, R200-induced显著增长,增加控制相比(表4)。这些菌株引起显著的控制相比,生根,发芽,所表示的Dunnett LSD的测试或测试,在一个或多个试验的试验(表4)。芽孢杆菌safensisR173—最高的88%,而其他三个品种的确定不超过50%。菌株已经对根系生长的影响大于拍摄增长,根系生长的百分比增加超过90%在许多情况下,而拍摄增长百分比增加不到50%(表4)。最高的体重增加拍摄(46%)和根重量(144%)低于实验中发现玉米。所有的菌株诱导显著增加拍摄高度(数据没有显示)。在四个菌株,R173 R180, R181最常发现在前2株类别FIT2值为100,50岁,和50%,分别,而应变R200 FIT2价值相对较低为25%(表4)。之间没有显著差异顶部2菌株生长参数(表4)。
相同的四株阳性病例增长促进大豆(R173, R180、R181 R200)相比也增加了小麦的生长控制(表5),每个应变导致显著增加的两个或两个以上的增长变量在两个或两个以上的试验相比,控制根据Dunnett或LSD测试。菌株R181和R200—62%的价值,同时确定值R180和R173 33和25%,分别。增长促进根增长高于拍摄增长,体重增加根诱导的四株从43至115%,而拍摄体重增加不超过50%。这些值都低于玉米实验中发现,但大豆中发现的实验结果相似。菌株R181 R200最始终出现在顶部2株FIT2 75和63%,分别为(表5)。没有显著差异在前2菌株的生长参数(表5)。
这些结果表明,四个芽孢杆菌压力(b . safensisR173,b .单纯形R180,b . megateriumR181,茎杆R200)有效促进大豆和小麦生长在温室盆栽试验。这表明,这些芽孢杆菌菌株有广谱植物生长活动。
3.2。在体外测试间接促进增长特征
的结果在体外分析总结在表6只有三个菌株,b . megateriumR181和b、植物病原细菌菌株R183和R190-exhibited对抗(表6)。这些菌株被抑制Clavibacter michiganensis无性系种群。nebraskensis或黄定,但不是两个,没有抑制Pectobacterium carotovorum(数据没有显示)。同样的三个菌株,除了b、R174,表现出对立对抗真菌(表6)。这个活动仅限于一个暂时的抑制作用f . graminearum而r .以上和两个腐霉属种虫害的影响(数据未显示)。
十二个测试菌株的蛋白酶阳性活动牛奶琼脂培养基(表6),包括三个菌株(b、R183 R190,b . megateriumR181)表现出抗菌活性。相比之下,没有一个测试菌株表现出(表几丁质酶活性6)。所有菌株的b、和b . safensis生物表面活性剂活动是积极的(表吗6。的四个芽孢杆菌菌株(R180 R181、R190 R232)是积极的含铁细胞生产CAS琼脂培养基(表6)。
3.3。在体外测试直接促进增长特征
菌株R173和R177b . safensis和菌株R181 R232b . megaterium表现出磷酸溶解Pikovskaya琼脂培养基(表6)。所有的12个测试菌株被发现具有固氮活性(表6)。七12的测试压力,包括所有的b . megaterium和b . safensis,被发现产生吲哚乙酸(表6)。的三个菌株b、然而,这个活动展出。
9的12株表现出的潜力增加semisterile条件下植物生长增长袋,增加一个生长参数与控制试验至少在两个或多个增长参数在一个试验(表7)。
3.4。生理特征关系对经济增长促进功效
芽孢杆菌表列出测试菌株6根据经济增长促进功效温室玉米试验表明,随着应变的概要文件在体外生理特征。没有个人特定的特质或一组特征明显区别高速增长促进疗效组从low-efficacy组。似乎也没有多的生理特征和有效性之间的关系在促进增长。最多数量的特征被展出b . megateriumR181高效组,但最低数量的特征也被发现在一个高效团队的成员,茎杆R200。
4所示。讨论
所有的12芽孢杆菌压力测试在这项研究中表现出的潜力增加玉米植物生长实验。四个种族,b . megateriumR181,b . safensisR173,b .单纯形R180,茎杆R200-were广谱活动为他们有效增加大豆和小麦的生长。增长三种农作物的推广芽孢杆菌megateriumR181在这项研究同意先前的研究证明b . megaterium菌株被有效增长促进各种农作物(19,37]。我们的研究结果与菌株R173、R180 R181设立新的菌株所代表的物种上席。首先,b . safensis据报道之前增加玉米(植物生长38];我们的研究扩展了范围的作物,可以刺激b . safensis包括大豆和小麦。第二,尽管经济增长促进株b .单纯形证明了先前在猕猴桃(39],豌豆[40),草莓41),和西红柿42),我们的研究是第一个证明的b .单纯形可以提高玉米和大豆的增长。第三,菌株的茎杆据报道表现出增长promotion-associated特征在体外如固氮作用和细胞外酶生产(43),但这是第一个示范的茎杆应变具有促进植物生长的能力。
我们发现,玉米是更具响应性一般芽孢杆菌比大豆或小麦株,这一发现与其他研究是一致的。例如,小红点和Reddy [44)菌株的报道芽孢杆菌circulans和b的仙人掌增长玉米,小麦,和木豆,但最高的反应发现细菌治疗的玉米。在另一项研究中,哈立德et al。45)评估三十菌株对小麦苗的促进植物生长,发现只有四个是有效的。
我们观察到trial-to-trial增长促进每一个变化芽孢杆菌压力。这种可变性报道在其他增长促进研究和可能是由于变化在许多土壤和宿主因素(7,10,11]。例如,Cakmakci et al。10)报道,在植物生长变化反应细菌接种一方面是由于土壤有机质含量的变化。但是锅实验在我们的研究中进行了使用相同的盆栽中、在努力保持统一的水分条件,而温室环境控制季节性温度变化降到最低。因此,我们不能指向任何明显的环境条件,可以解释我们观察到的变化。广谱菌株中确定本研究比其他菌株之间的活动更加一致的试验,表明他们可能更宽容的土壤条件的变化。这些广谱的有效性菌株在不同的现场环境,然而,需要确定。从测试的结果在体外生理特征与直接和间接相关的增长促进个体机制提供线索芽孢杆菌压力可以提高玉米的生长。直接促进增长似乎是最常见的模式动作10的12个菌株表现出的能力增长促进玉米生长袋或袋增长促进增长的某种组合,磷酸溶解活动,和IAA生产。相比之下,促进生长b、似乎涉及间接机制主要是这三个菌株表现出抗菌和抗真菌的对立,以及含铁细胞的组合、生物表面活性剂,蛋白酶活动在体外。
当在体外生理特征在促进增长相对有效性检查,没有个人特定的特质或一组特征明显区别高速增长促进疗效组从low-efficacy组。四traits-protease,生物表面活性剂、抗菌和抗真菌inhibition-were low-efficacy菌株中发现更常见的高效菌株(表7)。吲哚乙酸生产和磷酸溶解两个特征更普遍比株菌株高效组low-efficacy集团,但这些特征从两个高效菌株缺席,R180 R200。基于这些发现,我们认为吲哚乙酸生产和磷酸溶解特性,可能导致高速增长促进功效,但是他们的表现不是预测的增长促进功效。生理特征和有效性之间的关系在增长也促进了从数量的角度的生理特征表现出高的菌株,low-efficacy类别。表达的许多特征应变并不总是符合展览高植物生长的功效。例如,b、low-efficacy组R190,促进植物生长,表现出五10个性状的数量高于所有的高效菌株除外b . megateriumR181(表7)。相反,茎杆R200,高效的组织,只表现出增长袋能够促进经济增长。总之,虽然特定的生理特征可能有助于增长推广活动,一般生理特征之间的关系和经济增长促进疗效仍不清楚。
从这个研究有三个主要结论。首先,很大一部分压力测试在这项研究中,代表不同的物种,在玉米被发现是有效的,有些是有效的在多种农作物。这表明,高度多样化的人群有益促进植物生长的细菌产于美国大平原地区,可以探索可持续作物生产生物工具。第二,尽管变化发生在所有有效性PGPR菌株,增长刺激频率和频率在前两个或三个菌株在重复试验是有用的参数选择有效的压力,减少了变化的有效性。第三,PGPR菌株的有效性在促进植物生长在土壤环境中不能可靠预测的任何一个或一组生理特征。尽管吲哚乙酸生产和磷酸溶解在某些菌株可能导致经济增长促进,其他机制在其他菌株可能很重要。考虑到任何个人生理特征在促进增长预测的有效性,我们不建议测试的生理特征作为第一标准选择有效的植物生长促进剂。温室盆栽试验更有效和更直接的筛选方法来确定有效的菌株。有效的生长促进剂菌株从锅测试可以检测他们的生理特征来确定他们的行动模式。知识的作用方式可以用来更好的匹配菌株与他们的预期用途,例如,使用直接增长促进菌株在土壤养分缺乏和间接促进人口高的菌株在土壤有害微生物。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果作为表内的文章。此外,序列数据被提交到基因库,加入数字包含在本文中。任何人都需要额外的信息在任何方面的数据应该联系相应的作者((电子邮件保护))。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项研究是多态的研究项目的一部分W3147(管理植物土壤中微生物相互作用促进可持续农业)和内布拉斯加州农业支持的部分实验站从舱口多态研究能力与资金资助项目(加入。1005573)从美国农业部国家粮食和农业学院。