任晶,王政淇,曹阿莉,蒋忠纯,张楠,张瑞福,沈其荣

(南京农业大学江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室/江苏省有机固体废弃物协同创新中心/教育部资源节约型肥料工程技术研究中心,江苏 南京 210095)

植物根际中存在着数量庞大、种类繁多的微生物,其中,植物根际促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)是一类能在根际定殖,并具有促生、协助植物抗逆或生防功能的有益微生物[1]。PGPR菌株作为生产微生物肥料的主要菌种,在农业上广泛应用,在提高作物产量和改善作物抗病、抗逆能力上具有较好的效果[2]。有关PGPR菌株的研究主要集中在其促生/生防的作用机制及与植物的互作机制(定殖机制)方面[3]。PGPR的促生机制主要包括提供/活化养分和分泌促生活性物质[4];生防机制主要包括产生拮抗物质[5]和与病原菌竞争营养/空间的直接作用以及诱导植物系统抗性的间接作用[6]。PGPR菌株在植物根际的成功定殖是其充分发挥促生/生防功能的前提[2],该过程主要包括向根际趋化和在根表聚集形成生物膜[7]。促生菌根际趋化或根表成膜能力减弱后,其根际定殖能力也显著下降[8]。

目前关于PGPR菌株作用机制和定殖机制的研究多从菌株自身方面入手,而从植物响应促生菌的角度了解上述问题的相关报道还比较少[9-10]。如解淀粉芽胞杆菌SQR9可系统性诱导黄瓜分泌更多的色氨酸,并以其为底物分泌合成吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA),进而促进植物根系发育和对养分的吸收[11]。Verhagen等[12]通过基因芯片研究拟南芥与荧光假单胞菌WCS417r(诱导系统抗性菌株)的互作过程,发现菌株WCS417r接种后能诱导叶片中系统抗性相关基因的表达,从而帮助拟南芥抵御病原菌丁香假单胞菌DC3000侵染叶片。……