连作半夏根际促生菌BXGJ053的分离鉴定及其促进种子萌发的研究

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20250543

摘要/Abstract

摘要：

连作障碍是半夏种植过程中常见的问题之一，导致半夏产量和品质下降，严重阻碍了半夏产业健康发展。本研究从连作栽培中健康生长的半夏根际土壤分离促生菌株，开展菌株促进种子萌发和生长特性的研究。使用平板法分离菌株，利用上海青种子、半夏种子进行促生菌株筛选。基于16S rDNA序列分析、系统发育分析及形态特征观察等方法鉴定该菌株，并评价该菌株的促生特性。结果表明，共筛选到半夏根际细菌109株，其中BXGJ053菌株具有促进上海青种子、半夏种子萌发的作用，且对半夏发芽率、根长及株高均有显著（p<0.05）促进作用。BXGJ053菌株的16S rDNA序列分析和系统发育分析表明，该菌株与巨大普里斯特氏菌（Priestia megaterium）聚为一支，被命名为巨大普里斯特氏菌BXGJ053。BXGJ053菌株具有溶磷、产铁载体和产吲哚乙酸的能力。本研究为半夏生态种植提供了理论基础。

关键词: 半夏, 连作障碍, 巨大普里斯特氏菌BXGJ053, 种子萌发

Abstract:

Continuous cropping obstacle is one of the common problems during continuous cultivation of Pinellia ternata，which causes the yield and quality of Pinellia ternata to decline，and seriously hinders the healthy development of Pinellia ternata industry. Isolation and identification of plant growth-promoting rhizobacteria （PGPR） from the rhizosphere soil of healthy Pinellia ternata grown under continuous cropping were carried out in this study，and their seed germination-promoting effects and growth characterization were also validated. The isolation of the strain was carried out using the plate method. PGPR was screened out using Shanghaiqing seeds and Pinellia ternata seeds， and the growth-promoting characteristics were identified and evaluated based on 16S rDNA sequence analysis，phylogenetic analysis，and morphological feature analysis. The results showed that a total of 109 strains were screened from Pinellia ternata，among which BXGJ053 strain had the effect of promoting the germination of Shanghaiqing seeds and Pinellia ternata seeds，and had a significant（p<0.05））effec on the germination rate，root length and plant height of Pinellia ternata. The results of 16S rDNA sequence analysis and phylogenetic analysis of BXGJ053 strain showed that the strain clustered with Priestia megaterium，and it was named as Priestia megaterium BXGJ053. BXGJ053 strain had the ability to lyse phosphorus，produce ion carriers and IAA. This study provides a theoretical basis for the ecological cultivation of Pinellia ternata.

Key words: Pinellia ternata, continuous cropping obstacle, Priestia megaterium BXGJ053, seed germination

中图分类号:

S567.239

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图/表 10

图1 连作半夏根际土壤细菌分离A图为10-3倍稀释液涂布结果；B图为10-4倍稀释液涂布结果；C图为10-5倍稀释液涂布结果。

Fig. 1 Isolation of bacteria from rhizosphere soil of continuous cropping of Pinellia ternata

表1 BXGJ053菌株处理下上海青生长指标

Table 1 Growth indicators of Shanghaiqing under BXGJ053 strain treatment

处理	发芽势/%	发芽率/%	根长/cm	茎长/cm	叶长/cm
CK	54.00±7.53 b	86.00±4.22 b	3.90±0.78 a	2.40±0.29 b	0.29±0.02 b
BXGJ053	66.25±4.39 a	92.00±4.47 a	3.81±0.94 a	5.84±1.01 a	0.46±0.04 a

图2 BXGJ053菌株对上海青种子萌发和促生效果A图为BXGJ053菌株处理下上海青种子萌发情况；B图为BXGJ053菌株处理下上海青幼苗生长情况。

Fig.2 Germination and growth-promoting effect of BXGJ053 strain on Shanghaiqing seeds

图3 BXGJ053菌株对半夏种子萌发和促生效果图

Fig.3 Germination and growth-promoting effect of BXGJ053 strain on Pinellia ternata seeds

表2 BXGJ053菌株处理下半夏生长指标

Table 2 Growth indicators of Pinellia ternata under BXGJ053 strain treatment

处理	发芽势/%	发芽率/%	株高/cm	茎粗/mm	茎长/cm	根长/cm	根数	叶长 /mm	叶宽 /mm	叶片长宽比
CK	46.00±11.35 b	69.33±13.05 b	10.78±0.78 b	2.33±0.45 a	9.88±1.58 a	5.13±0.81 b	9.25±5.12 a	22.73±2.51 b	13.55±0.33 b	1.68±0.21 a
BXGJ053	60.00±17.89 a	86.67±10.33 a	13.30±0.31 a	1.93±0.40 a	11.38±1.12 a	9.23±0.45 a	13.75±1.26 a	33.58±0.73 a	20.00±2.55 a	1.70±0.19 a

图4 BXGJ053菌株基因组DNA和16S rDNA琼脂糖凝胶电泳图A图为BXGJ053菌株DNA的琼脂糖凝胶电泳检测结果，M为DNA marker，1和2为BXGJ053菌株基因组DNA；B图为BXGJ053菌株16S rDNA琼脂糖凝胶电泳检测结果。

Fig.4 Agarose gel electrophoresis of BXGJ053 genomic DNA and 16S rDNA

图5 基于贝叶斯法构建的BXGJ053菌株16S rDNA系统发育树

Fig.5 Construction of 16S rDNA phylogenetic tree of BXGJ053 strain based on Bayesian method

图6 BXGJ053菌株形态观察A图为BXGJ053菌株的菌落形态；B图为光学显微镜观察结果；C图为革兰氏染色结果；D图为扫描电镜图。

Fig.6 Morphological observation of BXGJ053 strain

图7 BXGJ053菌株的功能特性A图为BXGJ053菌株溶磷能力；B图为BXGJ053菌株解钾能力；C图为BXGJ053菌株固氮能力；D图为BXGJ053菌株产铁载体能力；E图为BXGJ053菌株产吲哚乙酸能力。

Fig.7 Functional characteristics of BXGJ053 strain

表3 BXGJ053菌株的生理生化特性

Table 3 Physiological and biochemical properties of BXGJ053 strain

生化试验	每孔含量/mg	结果	生化试验	每孔含量/mg	结果
厌氧生长	100	+	D-甘露醇	100	+
乙酰甲基甲醇试验（V-P）	100	-	明胶液化	100	-
柠檬酸盐	100	-	7%氯化钠生长	100	-
丙酸盐	100	-	pH值5.7	100	+
D-木糖	100	+	硝酸盐还原	100	+
L-阿拉伯糖	100	+	淀粉水解	100	+

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