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根瘤內(nèi)生菌群對(duì)南洋楹苗木生長的影響

2024-04-14 12:51:40林千禧鄭會(huì)全路國輝韋如萍王潤輝
林業(yè)科學(xué)研究 2024年2期
關(guān)鍵詞:結(jié)瘤根瘤固氮

林千禧,鄭會(huì)全,路國輝,黃 榮,韋如萍,王潤輝,晏 姝*

(1. 華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,廣東 廣州 510631;2. 廣東省林業(yè)科學(xué)研究院/廣東省森林培育與保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510520)

根瘤菌(Rhizobia)是革蘭氏陰性無芽孢細(xì)菌,能在豆科植物根系分泌的黃酮類化合物激活下誘發(fā)根瘤共生體系的形成[1-3]。根瘤是生物固氮的主要場(chǎng)所,能促進(jìn)植物和微生物間代謝物和固氮產(chǎn)物的交換,在全球氮循環(huán)、生態(tài)改良和農(nóng)林生產(chǎn)等方面發(fā)揮著重要作用[4]。前人研究發(fā)現(xiàn),根瘤內(nèi)不僅有根瘤菌,其中還存在著大量非根瘤菌(Nonrhizobia endophytes)[5],它們與根瘤菌以及與植物體、土壤環(huán)境之間相互作用形成了特殊的微生態(tài)系統(tǒng)。多數(shù)根瘤菌能促進(jìn)植物生長、增加土壤有機(jī)碳、速效氮和全氮含量,發(fā)揮典型的肥力島效應(yīng)[6-7],而根瘤內(nèi)其他內(nèi)生菌雖不能誘導(dǎo)結(jié)瘤,但對(duì)宿主植物有促生、抗病、內(nèi)生聯(lián)合固氮等作用,因而也越來越受到關(guān)注[8-12]。Rajendran 等[13]研究表明,單獨(dú)接種木豆內(nèi)生芽孢桿菌不能使木豆結(jié)瘤或促生而只能提高葉綠素含量;但與根瘤菌共接種時(shí),對(duì)植株鮮質(zhì)量、葉綠素含量等均有促進(jìn)作用。Ibáez等[14]發(fā)現(xiàn),阿根廷的花生(Arachis hypogaeaL.)根瘤中的Pseudomonasspp.、Enterobacterspp.等內(nèi)生細(xì)菌,在與Bradyrhizobium共生菌株混合接種花生時(shí)可以增加作物產(chǎn)量。李繼紅等[15]發(fā)現(xiàn)大豆根瘤中幾乎所有菌株都產(chǎn)生IAA,部分可溶解磷礦物,少數(shù)具有固氮能力。

南洋楹(Falcataria falcata) 是豆科Leguminosae 南洋楹屬Falcataria常綠喬木,是國際林業(yè)研究協(xié)會(huì)(IUFRO)大力推廣的速生固氮樹種之一。我國自1940 年開始引種南洋楹,該樹種在廣東、廣西等南方省(區(qū))表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性和速生性,6 a生平均樹高14.5 m、平均胸徑17.5 cm[16],無愧于“植物賽跑家”的稱號(hào)。南洋楹的速生特性決定了其生長發(fā)育需要充足養(yǎng)分[17-20],苗期常采用高劑量配方施肥配合精細(xì)管理等方式[18-20]。而采用接種結(jié)瘤促生的方式鮮有報(bào)道[21]?;诟鼍c其他內(nèi)生菌群協(xié)同增效的“菌-菌互作”原理,本研究以不同來源南洋楹根瘤提取液為接種菌液,開展南洋楹苗木接種對(duì)比試驗(yàn),探究微生物共生對(duì)其苗期生長結(jié)瘤、生物量積累、光合及固氮的影響,并運(yùn)用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)回接根瘤16S rRNA 基因全長測(cè)序,并以Silva.138 為參考數(shù)據(jù)庫進(jìn)行物種注釋,揭示相對(duì)豐度較高的根瘤內(nèi)生菌與南洋楹苗木重要生長指標(biāo)的關(guān)系,以期為南洋楹微生物菌肥研發(fā)奠定基礎(chǔ),同時(shí)也可為今后擴(kuò)展根瘤菌研究視野以及科學(xué)利用根瘤中某些非根瘤菌提供依據(jù)[8]。

1 材料與方法

1.1 接種菌液來源

采樣地包括位于廣東省中部的廣州市(113.373 719°E,23.194 212° N)、東部的惠州市(114.241 918°E,23.201 885° N)和西部的茂名市(111.248 662°E ,21.628 686° N)3 個(gè)南洋楹苗木培育基地,選擇上述3 個(gè)基地中同一種子來源、同一育苗方式培育的0.5 年生優(yōu)質(zhì)南洋楹苗木各5 株,分別采集其根系上天然生長的飽滿、肉色至粉色的球形根瘤10 顆。用清水沖洗去根瘤表面雜質(zhì),在超凈工作臺(tái)中,依次用75% 乙醇溶液30 s、0.1% 升汞溶液8 min 消毒、無菌水清洗5 次后放入潔凈離心管中,加入300 μL 無菌水,用無菌研磨棒將根瘤壓碎。靜置5 min 后,吸取上層液體至200 mL YMA 液體培養(yǎng)基中,28 °C 恒溫?fù)u床120 rpm 條件下振蕩培養(yǎng)2 ~4 d,分光光度計(jì)檢測(cè)菌液OD600值為1.2 時(shí)[22],獲得接種菌液,編號(hào)分別為YZ、YD、YX。

1.2 供試苗木培養(yǎng)

為了盡量控制其他內(nèi)生細(xì)菌的干擾和排除不同基因型的生長差異,供接種試驗(yàn)的南洋楹苗木來源于廣東省林業(yè)科學(xué)研究院自主選育的優(yōu)良無性系178 號(hào)組培苗,瓶苗規(guī)格為苗高5 cm 左右的生根芽苗。育苗基質(zhì)采用實(shí)驗(yàn)室用高純石英砂和蛭石按體積比1∶1 混合,經(jīng)3 次121 °C 滅菌25 min,分裝于9.5 cm(內(nèi)口徑) × 8 cm(高)塑料育苗袋中。將移栽組培苗放入經(jīng)紫外燈消毒的人工氣候箱中培養(yǎng),光照強(qiáng)度7 000 lux, 溫度28 °C 、濕度75%、光照時(shí)間12 h,每天以純水噴施保持基質(zhì)濕潤。移栽組培苗14 d 左右生長穩(wěn)定。

1.3 接種與施肥試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取移栽健康成活的苗木以澆灌方式接種,將菌液均勻澆灌于基質(zhì)表面使其滲透,每株10 mL。采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)4 個(gè)處理,即分別接種YZ、YD、YX 和對(duì)照(澆灌等量無菌YMA 液體培養(yǎng)基),每個(gè)處理9 株重復(fù)。試驗(yàn)期間所有苗木每天噴施純水1 次,每15 d 施加Jensen 無氮營養(yǎng)液1 次,每盆每次施加10 mL,共計(jì)施加營養(yǎng)液4 次。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

苗木移栽培養(yǎng)3 個(gè)月后,在不同處理中各選取3 株生長正常的平均苗,即每個(gè)處理共計(jì)9 株作為待測(cè)植株。將苗木從基質(zhì)中小心挖出、洗凈后用吸水紙控干、待測(cè)。用SPAD-502 葉綠素儀測(cè)定每株中層的成熟葉片的相對(duì)葉綠素含量(SPAD,Specialty Products Agricultural Division),每株測(cè)定5 片,取其平均值;以直尺測(cè)量每株苗高、根系自然舒展后密度達(dá)80%以上處的長度(精確到0.1 cm),電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量地徑(精確到0.01 mm),摘取每株根瘤并統(tǒng)計(jì)單株結(jié)瘤數(shù),以1/1 000 電子天平稱量每株的地上部分、地下部分及總根瘤鮮質(zhì)量。再將苗木地上部分與地下部置于105 °C 烘箱中殺青30 min,在85 °C 下烘至質(zhì)量恒定,并在干燥器中冷卻后,用電子天平稱取地上部、地下部干質(zhì)量。

采用硫酸-雙氧水消解-凱氏定氮法[23]測(cè)定植株的全氮含量;

式中:M為總氮量,a為總干質(zhì)量,b為含氮量,N為固氮量,Mx為接種根瘤菌的南洋楹的總氮量,M0為未接種根瘤菌的南洋楹的總氮量,E為固氮效益。

1.5 根瘤內(nèi)細(xì)菌DNA 序列測(cè)定及物種注釋

分別收集3 個(gè)接種處理待測(cè)植株的全部回接根瘤,送北京百邁克生物科技有限公司提取根瘤內(nèi)細(xì)菌DNA,進(jìn)行16S rRNA 基因全長測(cè)序,將測(cè)得的菌株序列使用NCBI(www.ncbi.nlm.nih.gov)中的BLAST 程序在線比對(duì),并從 GenBank 數(shù)據(jù)庫中下載與待分析序列相近的已知種模式菌株的16S rDNA 序列,用DNAMAN 進(jìn)行多重比對(duì),確定各菌株的種屬分類地位。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Microsoft Excel 整理數(shù)據(jù)。使用SPSS 25.0、SAS 8.0、TBtools 等執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分析及圖表繪制,均值顯著性檢驗(yàn)采用單因素方差分析和LSD 多重比較(p<0.05),相關(guān)性分析采用Pearson法(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗(yàn)處理對(duì)南洋楹苗木生長結(jié)瘤的影響

苗木移栽3 個(gè)月后,3 個(gè)接種處理及對(duì)照苗木均能正常生長(圖1A),苗木生長與結(jié)瘤測(cè)定結(jié)果表明(圖1B),接種處理的苗高、地徑、根長、根瘤數(shù)、根瘤鮮質(zhì)量等均比對(duì)照有極顯著的增長(p<0.01)。其中YZ 處理的苗木長勢(shì)最優(yōu),苗高、地徑和根長等3 項(xiàng)生長指標(biāo)值分別達(dá)到14.38 cm、2.26 mm、11.25 cm,與對(duì)照相比增幅超過或接近90%,YD 處理與YX 處理的3 項(xiàng)指標(biāo)高于對(duì)照48.87%~70.59%。進(jìn)行接種處理的苗木均能成功接根瘤,而對(duì)照根系未見根瘤(圖1A);不同接種處理的結(jié)瘤數(shù)差異較明顯,數(shù)量以YZ 最多,YD 和YX 的結(jié)瘤數(shù)量相當(dāng),3 個(gè)處理的根瘤鮮質(zhì)量相差并不大。

圖1 不同處理下南洋楹苗木生長與結(jié)瘤對(duì)比圖Fig. 1 Comparison of growth and nodulation of Falcataria falcata seedlings under different treatments

2.2 不同試驗(yàn)處理對(duì)南洋楹苗木生物量積累的影響

對(duì)不同試驗(yàn)處理苗木的地上部分生物量和地下部分生物量分析,結(jié)果(圖2)表明,接種處理的地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、根鮮質(zhì)量、根干質(zhì)量及總鮮質(zhì)量、總干質(zhì)量等均顯著地高于對(duì)照(p<0.05)。其中,地上部分鮮質(zhì)量和干質(zhì)量分別比對(duì)照增加4.4~7.7 倍和5.5~9.3 倍,地下部分鮮質(zhì)量和干質(zhì)量分別比對(duì)照增加了4.6 ~10.5 倍和12.0~21.0 倍;3 個(gè)接種處理間的根干質(zhì)量差異不顯著(p>0.05),YZ 處理的生物量積累大于YD 和YX 處理。

圖2 不同處理下南洋楹苗木生物量對(duì)比柱狀圖Fig. 2 Contrast histograms of the biomass of Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen seedlings under different treatments

2.3 不同試驗(yàn)處理對(duì)南洋楹苗木光合及固氮的影響

對(duì)不同試驗(yàn)處理南洋楹苗木的光合及固氮效應(yīng)相關(guān)指標(biāo)測(cè)定分析,結(jié)果(圖3)表明,不同接種處理的南洋楹苗木的相對(duì)葉綠素含量(SPAD)、總氮量、固氮效益均顯著地高于對(duì)照(p<0.05),含氮量和固氮量與對(duì)照差異顯著(p<0.05)。YZ、YD、YX 處理與CK 相比,SPAD 分別增長了86.18%、78.53%和74.04%,但3 個(gè)接種處理間的SPAD 值差異不顯著;含氮量分別增長了53.50%、28.25%和23.09%;總氮量分別增加了15.9、10.1、7.6 倍;固氮效益分別增長了26.51%、11.48% 和12.85%,3 個(gè)接種處理間無顯著差異。

圖3 不同處理對(duì)南洋楹苗木SPAD 和固氮效應(yīng)對(duì)比柱狀圖Fig. 3 Contrast histograms of effects of different treatments on biomass of Falcataria falcata seedlings

2.4 回接根瘤內(nèi)主要細(xì)菌及其與南洋楹苗木生長的關(guān)聯(lián)性分析

2.4.1 根瘤內(nèi)主要細(xì)菌及多樣性 圖4、表1 中展示了接種YZ、YD、YX 處理后分別從對(duì)應(yīng)苗木根系上收獲的根瘤內(nèi)生菌種水平的相對(duì)豐度數(shù)據(jù)。結(jié)果表明,接種不同來源的根瘤提取液能夠形成不同的根瘤內(nèi)生菌群落。其中,YZ 處理的根瘤內(nèi)10 種細(xì)菌的相對(duì)豐度最為均衡,細(xì)菌Cenchrus americanus相對(duì)豐度最高,為12.12%,其次為敏捷生絲微菌(Hyphomicrobium facile) 和埃氏慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii) ,相對(duì)豐度分別為9.94% 和7.66%。YD 處理的根瘤內(nèi),細(xì)菌Cenchrus americanus、 埃氏慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii)、 敏捷生絲微菌(Hyphomicrobium facile)處于主體地位,相對(duì)豐度分別為16.74%、8.28% 和21.08%,僅這3 種細(xì)菌的相對(duì)豐度幾乎達(dá)到全部細(xì)菌的50%;YX 處理的根瘤內(nèi)豐度最大的3 種內(nèi)生菌與YD 處理相同,其中埃氏慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii)相對(duì)豐度達(dá)22.41%;此外,YX 中還含有3.5% 的根瘤菌(Rhizobium azooxidifex),含根瘤菌最為豐富。YZ 與YD 處理的埃氏慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii)相對(duì)豐度比較接近,分別為7.66%和8.28%。YZ、YD、YX 處理的根瘤的OTU 數(shù)分別為234、206、191 依次遞減,YZ 處理的根瘤內(nèi)香農(nóng)指數(shù)分別為5.54、4.83、4.61,也呈現(xiàn)依次遞減的趨勢(shì)。

表1 不同處理根瘤內(nèi)種水平上相對(duì)豐度前十的細(xì)菌占比及多樣性指數(shù)Table 1 The proportion and diversity index of the top 10 bacteria in relative abundance at species level of nodules amomg different treatments

圖4 不同處理根瘤內(nèi)種水平多樣性柱狀圖Fig. 4 Histogram of species level diversity within the root nodules of different treatments

2.4.2 苗木重要指標(biāo)的提取 對(duì)南洋楹苗木生長與結(jié)瘤、生物量積累、光合及固氮等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,結(jié)果(表2)表明,兩個(gè)主成分即PC1、PC2 分別解釋總變異的77.14%、15.29%,二者累積貢獻(xiàn)率達(dá)92.43%。其中第一主成分(PC1)主要由苗高、根長、根瘤數(shù)、總氮量和固氮量決定,均為正相關(guān);第2 主成分(PC2)主要由SPAD 決定,載荷量為0.728 0,且表現(xiàn)正相關(guān)。因此,以苗高、根長、根瘤數(shù)、SPAD、總氮量和固氮量等指標(biāo)來表征南洋楹苗木的綜合情況。

表2 南洋楹生長指標(biāo)主成分特征值、貢獻(xiàn)率、累積貢獻(xiàn)率及主成分分析因子載荷陣Table 2 The eigenvalue,proportion,cumulative and eigenvectors of the principal component factors(growth index) of Falcataria falcata growth index

2.4.3 根瘤內(nèi)生菌組成與苗木生長的相關(guān)性分析

選取各樣品中相對(duì)豐度前五的7 種根瘤內(nèi)生菌(表1),和提取到的7 個(gè)主成分(表2)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果(圖5)表明:內(nèi)生菌Cenchrus americanus、Pelomonas puraquae都與南洋楹苗高和根瘤數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(p<0.01);細(xì)菌denitrifying Fe-II oxidizing bacterium與苗高、根瘤數(shù)呈極顯著正相關(guān)(p<0.01),與含氮量、總氮量和固氮量呈顯著正相關(guān)關(guān)系(p<0.05);OTU 數(shù)和香農(nóng)指數(shù)均與苗高和根瘤數(shù)呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(p<0.01),且香農(nóng)指數(shù)還與含氮量、總氮量和固氮量呈顯著相關(guān)關(guān)系(p<0.05)。

圖5 南洋楹根瘤內(nèi)生菌與生長指標(biāo)、OTU 數(shù)及香農(nóng)指數(shù)的相關(guān)分析Fig. 5 Correlation coefficient between nodules of Paraserianthes falcataria (L.) Nielsen and growth index, OTU number and Shannon index

3 討論

豆科植物結(jié)瘤固氮及其生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用研究在花生(Arachis hypogaeaL.)、大豆(Glycine max(Linn.) Merr.)、苜蓿(Medicago sativaL. ) 等蝶形花亞科的農(nóng)作物和牧草中最為成熟[24-26]。而木本豆科植物已有相關(guān)研究結(jié)果也表明,格木(Erythrophleum fordiiOliv.)、銀合歡(Leucaena leucocephala(Lam.) de Wit)、 海南紅豆(Ormosia pinnata(Lour.) Merr.)等回接高效根瘤菌菌株后,植株的苗高、干質(zhì)量及總氮量分別比對(duì)照植株提高0.7~3.2、1.3~15.8、1.3~14.8倍[27];回接黑木相思根瘤菌株 RITF522 的黑木相思(Acacia melanoxylonR.Br. ) 和銀合歡(Leucaena leucocephala(Lam.) de Wit),生物量比不接種處理分別增加了 110.1%和59.8%,促生效果顯著[28];SARR 等[29]在播種后立即接種含根瘤菌混合物的可溶藻酸鹽微珠,觀察到其對(duì)金合歡屬阿拉伯膠樹(Acacia senegal(Linn.) Willd)和阿拉伯金合歡(Acacia nilotica(L.) Delile)的生長有明顯促進(jìn)作用。Dhiman 等[30]發(fā)現(xiàn)與對(duì)照植株相比,施加根瘤菌組合PGPR1 + PGPR2 能顯著提高印度黃檀(Dalbergia sissooRoxb. ex DC.)的根系和地上部生物量、結(jié)瘤狀況及固氮酶活性生長指標(biāo)。而本研究以來源不同根瘤提取液為接種菌液,進(jìn)行接種處理的南洋楹苗木均能成功結(jié)根瘤。不同接種處理的結(jié)瘤數(shù)差異較明顯,數(shù)量以YZ 最多,YD 和YX 的結(jié)瘤數(shù)量相當(dāng),而3 個(gè)處理的根瘤鮮質(zhì)量相差并不大,可見接種YD 和YX 的單個(gè)根瘤形態(tài)相對(duì)較大。與對(duì)照相比,苗高增長了53.74%~95.65%,地徑增加了48.74%~89.92%,根長增長了52.91%~98.41%,干質(zhì)量增加了6.4~11.0 倍,SPAD 增長了74.04%~86.18%,含氮量分別增長了23.09%~53.50%;總氮量上比CK 增加了7.6 ~15.9 倍,固氮效益增加了11.48%~26.51%??梢姡煌囼?yàn)處理對(duì)南洋楹苗木生物量積累效應(yīng)的影響趨勢(shì)與苗木生長結(jié)瘤效應(yīng)基本一致,接種處理可顯著促進(jìn)苗木生物量的積累,特別是極大促進(jìn)了根系的生長發(fā)育、改變根系的空間結(jié)構(gòu),使根系網(wǎng)絡(luò)更加錯(cuò)綜復(fù)雜、緊密交織。然而,不同來源的接種菌液對(duì)南洋楹苗木的促生效果存在一定差異,其中接種菌液YZ 對(duì)生長結(jié)瘤和固氮效果最為顯著,該研究結(jié)論可為南洋楹微生物菌肥的研發(fā)提供一定的參考依據(jù)。

豆科植物根瘤內(nèi)存在除共生根瘤菌外的其它細(xì)菌的現(xiàn)象,是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。王浩等[31]對(duì)不同品種大豆根際細(xì)菌的種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的種群極具多樣性,以變形桿菌(Proteobacteria)類群為主;中國東北地區(qū)栽培大豆根瘤中既有慢生根瘤菌,也有其他6 個(gè)不同屬的內(nèi)生菌 (Pantoea、Acinetobacter、Bacillus、Agrobacterium、Burkholderia、Serratia)存在;段如雁[32]探索了花櫚木(Ormosia henryiPrain)根瘤細(xì)菌主要由Rhizobium、Bacillus、Bradyrhizobium、Devosia、Pseudomonas等61 屬細(xì)菌組成,且不同緯度采集的花櫚木根瘤內(nèi)細(xì)菌組成差異較大。本研究發(fā)現(xiàn),來源不同的南洋楹根瘤提取液能夠與南洋楹根系形成具有不同內(nèi)生菌群組成的根瘤,并在種水平上都以埃氏慢生根瘤菌、慢生根瘤菌等不同根瘤菌占比最大,細(xì)菌Cenchrus americanus、敏捷生絲微菌、反硝化Fe-Ⅱ氧化細(xì)菌等也占有較大豐度;但OTU 數(shù)和香農(nóng)指數(shù)存在一定差異,以接種菌液YZ 回接根瘤中的細(xì)菌物種數(shù)最多和α 多樣性最高。對(duì)根瘤內(nèi)生細(xì)菌及其與植物生長關(guān)系的研究中,常體現(xiàn)為菌-菌互作、協(xié)同增效的互惠模式,也存在某些功能基因在根瘤內(nèi)生細(xì)菌之間發(fā)生橫向轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象[33-34],在根瘤微生態(tài)學(xué)研究上具有非常重要的意義。在本研究發(fā)現(xiàn),與南洋楹生長結(jié)瘤及固氮效應(yīng)密切正相關(guān)的是OTU 數(shù)及香農(nóng)指數(shù),而并非某種特定細(xì)菌,由此可反映出根瘤內(nèi)生菌種類越豐富、相對(duì)豐度越均衡,對(duì)南洋楹幼苗協(xié)調(diào)增效作用越顯著。值得提出的是,南洋楹根瘤內(nèi)豐度占比較大、與重要生長指標(biāo)相關(guān)性顯著的Cenchrus americanus、Pelomonas puraquae和反硝化Fe-II 氧化細(xì)菌等3 種細(xì)菌均屬于變形菌門β 變形菌綱伯克氏菌目的叢毛單胞菌科(Comamonadaceae),但細(xì)菌Cenchrus americanus與南洋楹苗高和根瘤數(shù)目呈現(xiàn)極顯著負(fù)相關(guān)(p<0.01),而反硝化Fe-Ⅱ氧化細(xì)菌與生長結(jié)瘤、固氮和相對(duì)葉綠素含量均有不同程度的正相關(guān)關(guān)系,推測(cè)是前者能降解根瘤素從而阻礙根瘤的形成,進(jìn)而對(duì)南洋楹幼苗生長起到負(fù)面作用。對(duì)于后者,有研究表明,與之同屬細(xì)菌Aquabacterium pictumsp. nov.是第一個(gè)含有葉綠素a 的好氧革蘭氏陰性細(xì)菌[35],而SPAD又與凈光合速率高度正相關(guān)[36],故推測(cè)南洋楹根瘤中的該細(xì)菌與葉片中SPAD 具有關(guān)聯(lián)性,可通過調(diào)控光合作用效率[37]、提高植物的光合作用,加強(qiáng)共生固氮作用的能源的供應(yīng)從而促進(jìn)苗木的生長,其具體作用機(jī)制和效果有待進(jìn)一步純化培養(yǎng)后觀測(cè)研究。

4 結(jié)論

南洋楹根瘤提取液能對(duì)南洋楹苗期的生長與結(jié)瘤、生物量積累、光合及固氮起到積極的促進(jìn)作用,不同來源的接種菌液對(duì)苗木的促生效應(yīng)及回接根瘤內(nèi)生菌群組成存在一定差異,其中來源于廣州市南洋楹苗木培育基地的接種菌液(YZ)對(duì)苗木促生、結(jié)瘤和固氮效應(yīng)最為顯著;3 種接種菌液的回接根瘤中,種水平上都以埃氏慢生根瘤菌、慢生根瘤菌等不同根瘤菌占比最大,但接種菌液YZ 回接根瘤中的細(xì)菌物種數(shù)最多和α 多樣性最高,該2 項(xiàng)指標(biāo)與南洋楹苗高、根瘤數(shù)、含氮量、總氮量和固氮量等呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系(p<0.01或p<0.05),反映出根瘤內(nèi)生菌種類越豐富、相對(duì)豐度越均衡,對(duì)南洋楹幼苗促生和固氮作用越顯著。

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