锦鸡儿根瘤菌生理生化特性及其对宿主生长的影响

总结，并根据计算的出的平均生物量构建图表；并用SPSS统计分析软件进行单因子方差分析。

2 结果与分析

2.1 根瘤菌的菌落形态和生长特征

供试根瘤菌I号和II号菌株的菌落形态见图1。图1I是I号菌株28℃条件下培养3天的菌落形态，图1II是II号菌株28℃条件下培养5天的菌落形态，说明I号菌株的生长快于II号菌株。I、II号菌株的生长曲线如图2。I号菌株第1、2和3天生长缓慢，为延迟期生长；第4和5天生长较快，为对数期生长；第6和7天生长缓慢，为衰退期生长。II号菌株第1、2、3和4天生长缓慢，为延迟期生长；第5天生长较快，为对数期生长；第6和7天生长缓慢，为衰退期生长。到第7天时，I和II号菌株平均生物量的相差0.11g，表明I号菌株的生长明显地比II号菌株快。

2.2 生理生化特性

刚果红染色反应显示I号和II号菌株菌落呈浅桔黄色，都不吸收刚果红染料，表明细胞表面成分中纤维素含量较少。

由耐盐性测试可知（表1），在对照不加NaCl的条件下，I、II号菌株长势良好；I、II号菌株均可在1%[Na+]的条件下可以生长，但它们的生物量显著低于对照；在2%-6%[Na ]条件下，I、II号菌株均不能生长，表明I、II号菌株的耐盐能力相同。

耐酸碱性测试结果为I、II号菌株在pH值为6.0、7.0、8.0、9.0条件下均能生长，在pH值为3.0、4.0、5.0、10.0、11.0、12.0条件下不能生长（表1）。从结果分析可知：I号菌株在PH=8.0时生长的最好，II号菌株在PH=7.0时生长的最好；I号菌株比II号菌株耐碱的能力稍强一些。

不同碳源利用测试中I菌株生物量大小的排列顺序为：甘露醇>蔗糖>葡萄糖>可溶性淀粉>麦芽糖>乳糖，II号菌株生物量大小的排列顺序为：蔗糖>甘露醇>葡萄糖>乳糖>可溶性淀粉>麦芽糖（表1）。I、II号菌株都能较好地利用甘露醇和蔗糖，不能很好地利用乳糖、麦芽糖和可溶性淀粉。I号菌株在葡萄糖的培养基上生长的不好，而II号菌株在葡萄糖的培养基上生长的很好，I、II号菌株对葡萄糖的利用差异较大。研究结果表明I、II号菌株对所测碳源利用的有差异。

对本实验所测试的氮源分为无机态氮和有机态氮两类，实验结果表明I、II号菌株对所测氮源的利用情况较一致。两菌株对有机氮的利用都比无机氮好，其中对酵母提取粉的利用极其显著地比其它有机氮好；其次是酵母膏；蛋白胨、牛肉膏、尿素的利用虽然比酵母提取粉和酵母膏差，但也比对无机氮的利用好（表1）。YMA培养基成分中去掉酵母提取粉为无氮素对照，I、II号菌株在无氮培养基上的生长比在无机氮的处理显著地好。

方差分析表明在0.01水平上，[Na+]、pH值、碳源和氮源对I和II号菌株的生长都具有显著的影响（表1）。

2.3 对锦鸡儿生长的影响

接种I号菌株的22株锦鸡儿中有19株根系形成根瘤，根瘤米黄色、椭球状、大小为1-2.5mm、单株植物的平均结瘤数为4.2个；接种II号菌株的22株中有20株的根系形成根瘤，根瘤米黄色、球状、大小为0.5-1mm、单株植物的平均结瘤数为6.7个。从图3可看出，接种I号和II号菌株植株的根系细、长、颜色浅，在花盆土壤中分散分布且深扎到花盆土壤底部；对照植株的根系成簇生长且较短、颜色深，没有根瘤形成。

经过测试从表2可知，接种I号菌株、接种II号菌株和对照植株CK的平均株高和地上部分平均生物量从大到小的顺序均为：II>I>CK。从方差分析结果可知，接种I号菌株、II号菌株植株的平均株高和地上部分平均生物量都显著地大于对照植株，接种II号菌株植株的平均株高和地上部分平均生物量又显著地大于接种I号菌株的植株。接种I号菌株、接种II号菌株和对照植株根系的平均长度和地下部分平均生物量从大到小的顺序也是：II>I>CK（表2）。从方差分析结果可知，接种I、II号菌株植株的根系的平均长度与地下部分平均生物量显著地大于对照植株；接种II号菌株植株的根系平均长度大于接种I号菌株植物的根系平均长度，但差异不显著；接种II号菌株植物的地下部分平均生物量显著地大于接种I号菌株的植物。实验结果证明根瘤菌I、II号菌株是具有结瘤能力并且可以促进的锦鸡儿植株的生长，其中II号菌株对锦鸡儿生长的促进作用大于I号菌株。

3 讨论

土壤的温度、含水量、盐碱性、酸碱度、有机质含量等因素直接影响根瘤菌的生存、生长、结瘤和固氮能力[12-17]。Hashem等研究表明土壤盐离子浓度影响根瘤菌的生存和增殖，影响根瘤共生系统的固氮效率[14]。Herrera等研究认为根瘤菌的抗逆性是豆科植物与根瘤菌能否形成有效根瘤的限制因素，也是检测根瘤菌生态适应范围和固氮能力的一项重要指标[15]。不同种属的根瘤菌对温度、酸碱度、盐碱等胁迫有不同的耐性，同种属不同地区根瘤菌分离株对逆境的忍耐力也有所差异，这可能是由于根瘤菌与相应的宿主植物长期对生存环境适应的结果。本研究从鄂尔多斯地区锦鸡儿分离的两株根瘤菌只能忍耐1%NaCl、pH值生长范围在6.0-9.0之间；王卫卫等分离新疆锦鸡儿属植物的两株根瘤菌菌株可忍耐NaCl的浓度分别为2%和3%，可在pH值为4.0-5.0和10.0的条件下生长[16]，可以看出新疆锦根瘤菌比鄂尔多斯根瘤菌抗逆性更强些。可能是由于新疆地区基本上属于干旱荒漠土壤、又严重的盐碱化，高温、干旱、盐碱和温度变化剧烈为新疆干旱地区生态条件的显著特征，这些生态环境中逆性因素对当地根瘤菌长期的自然选择，使得根瘤菌可适应在该地区严重盐碱化荒漠土壤中生存，关桂红等报道从新疆地区其他豆科植物根瘤分离的根瘤菌多数具有较强的耐盐性、耐酸碱、耐高温等抗逆能力[17]。

本研究结果证明，接种I号、II号菌株植株的根系较对照植株长、在土壤中分布范围更大，这样有利于吸收更多的营养物质，从而有利于锦鸡儿植株的生长。两个供试菌株之间相比较，它们对锦鸡儿生长的影响作用有差异。如I号菌株与锦鸡儿根系形成的根瘤比II号菌株形成的根瘤大；接种II号菌株植物的平均单株结瘤数比接种I号菌株的多；接种II号菌株植株的株高、根系长度、生物量大于接种I号菌株的植株。用分子生物学鉴定结果是：I号菌株属于根瘤菌属（Rhizbobium）、II号菌株属于中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）（未发表），这说明不同种属的根瘤菌对锦鸡儿植物生长的促进作用不同。关于接种根瘤菌对苜蓿、大豆、花生等草本豆科植物的研究和应用很多，对木本豆科植物这方面的研究相对较少[18-21]。下一步我们将分析接种不同根瘤菌菌株对锦鸡儿植株的蛋白质、叶绿素、纤维素等含量的影响，综合评价接种不同根瘤菌菌株对锦鸡儿植物生长的促进作用，为锦鸡儿根瘤菌菌剂的研发和实施提供理论依据。

参考文献

[1]牛西午.中国锦鸡儿属植物资源研究-分布及分种描述[J].西北植物学报，1999，19（5）：107-133.

[2]周道玮，刘钟龄，马毓泉.豆科锦鸡儿属（CaraganaFabr.）植物地理分布与分化研究[J].植物研究，2005，25（4）：471-487.

[3]张媛媛，马成仓，韩磊，等.内蒙古高原荒漠区四种锦鸡儿属植物灌丛沙包形态和固沙能力比较[J].生态学报，2012，11：3343-3351.

[4]李香真，张淑敏，邢雪荣.小叶锦鸡儿灌丛引起的植物生物量和土壤化学元素含量的空间变异[J].草业学报，2002，1（7）：24-30.

[5]贾丽，曲式曾.豆科锦鸡儿属植物研究进展[J].植物研究，2001，21（4）：515-518.

[6]潘兰，贾新岳，石明辉，等.新疆产四种锦鸡儿的民族植物学调查[J].中国现代中药，2013，15（7）：578-579.

[7]陈文峰，陈文新.我国豆科植物根瘤菌资源多样性及应用基础研究[J].生物学通报，2003，38（7）：1-4.

[8]史晓霞，师尚礼，杨晶，等.豆科植物根瘤菌分类研究进展[J].草原与草坪，2006，1（114）：12-17.

[9]李乔仙，张斌，戴燕燕，等.南苜蓿根瘤菌生理生化特性研究.安徽农业科学，2009，37（22）：10365-10369.

[10]赵叶舟，王浩铭，汪自强.豆科植物和根瘤菌在生态环境中的地位和作用[J].农业环境与发展，2013，30（4）：7-12.

[11]张红娟，张朝阳，强磊.柠条锦鸡儿根瘤菌及其共生固氮基因多样性[J].西北植物学报，2014，23（10）：194-199.

[12]KucukC，KivanM，KnaciE.CharacterizationofRhizobiumsp.isolatedfrombean[J].TurkJbio，L2006，30：127-132.

[13]陈文新.土壤中影响根瘤菌存活的主要因素[J].土壤学进展，1986，5：179-184.

[14]HashemFM，SwelimDM，KuykendallLD.Identificationandcharacterizationofsaltandthermo-tolerantLeucaenanodulatingRhizobiumstrains[J].BiolfertilSoils，1998，27：335-341.

[15]HerreraMA，SalamancaCP，BareaJ.InoculationofwoodylegumeswithselectedarbuscularmycorrhizalfungiandrhizobiatorecocerdeseritifiedMediterraneanecosystems[J].ApplEnvironMicrobio，1993，56（1）：129-133.

[16]王卫卫，关桂兰，李仲元.新疆根瘤菌抗逆性研究[J].干旱区研究，1989，4：9-18.

[17]关桂兰，郭沛新，王卫卫，等.新疆干旱地区根瘤菌资源研究Ⅱ.根瘤菌抗逆性及生理生化反应特性[J].微生物学报，1992，05：346-352.

[18]周利平，刘文杰，马焕成，等.根瘤菌菌株和接种根瘤菌植株的耐旱性研究进展[J].安徽农业科学，2010，38（22）：11978-11980+11983.

[19]刘晓云，郭振国，杨亚男，等.地木耳提取液及根瘤菌对小叶锦鸡儿幼苗生长的影响[J].草业科学，2011，28（4）：572-576.

[20]石茂玲，邓波，刘忠宽，等.5株根瘤菌接种紫花苜蓿的效果[J].草业科学，2015，32（1）：101-106.

[21]钟增涛，沈其荣，冉炜，等.旱作水稻与花生混作体系中接种根瘤菌对植株生长的促进作用[J].中国农业科学，2002，35（3）：303-308.

作者简介：王宇（1989-），男，辽宁省鞍山市人，硕士研究生，主要从事土壤微生物方面的研究。

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