從番茄根際分離并篩選出了一株耐鎘(cadmium,Cd)的細菌菌株D36,利用16S rDNA序列對該菌進行了分子生物學鑒定,并分析其促生性能.通過水培實驗,研究了Cd脅迫下接種該菌株對番茄幼苗生長及Cd累積的影響.結果表明,該菌株屬于鞘安醇單孢菌(Sphingomonas sp.),具有溶磷、產鐵載體和產吲哚乙酸的性能;接種該菌株使得Cd脅迫下番茄幼苗的根長、株高分別提高了210.74%和14.97%,地上部和地下部的鮮重分別提高了18.33%和15.09%,總葉綠素含量提高了13.40%,根部H_2O_2含量降低了35.09%且POD活性提高了74.94%,同時,接種D36使得番茄根部的Cd含量降低了27.63%,地上部Cd含量無顯著性變化(p0.05).為采用環(huán)境友好的植物根際促生菌調控作物Cd累積、緩解植物Cd脅迫提供理論依據.
【部分圖文】：

從番茄根際土壤中篩選出38株根際耐Cd促生菌,其中菌株D36對Cd的耐受性最高,可以在Cd濃度為400 mg/L的LB平板上生長,且生長速度相對較快.故選用該菌株進行后續(xù)實驗.NCBI BLAST分析表明,菌株D36與鞘安醇單孢菌(Sphingomonas sp.)的16S rDNA序列相似度達到99%.對菌株D36的16S rDNA序列用MEGA7.0分析軟件構建系統(tǒng)發(fā)育樹,如圖1所示.結果表明,番茄根際耐Cd促生菌D36為鞘安醇單孢菌(Sphingomonas sp.),該菌株的GenBank登錄號為MN540917.2.2 菌株D36溶磷、產IAA和產鐵載體能力

重金屬脅迫通常能夠抑制植物根尖細胞分裂或根的伸長[18].如圖2所示,Cd處理組番茄的根長與株高顯著低于CK對照組(p<0.05),分別降低了37.09%和17.55%,表明2 mg/L的Cd脅迫會抑制番茄幼苗的生長.D36處理組的根長與株高顯著高于CK,分別增加了112.30%和16.53%.D36+Cd處理組的根長與株高與Cd處理組相比分別增加了210.74%和14.94%,說明接種D36菌株能顯著緩解Cd脅迫引起的番茄生長抑制.其原因可能是D36通過產生IAA促進植物根系生長發(fā)育,IAA是一種重要的促進植物細胞分裂的物質,會促進植株根的伸長以加強營養(yǎng)元素的吸收,同時促進莖的伸長和形成維管組織.此外,D36通過溶磷和產鐵載體增加了根系對水分與養(yǎng)分的吸收從而緩解Cd脅迫對番茄幼苗生長的抑制[19],這一結果與Asghar等[20]的結果一致.有研究表明,PGPR可增加山豆根組培的新根數,誘導根部形成多個根尖,使根系變粗壯,這不僅有利于植物對營養(yǎng)物質的吸收,也利于提高有益微生物對根部的浸染率[21].2.4 接種D36對Cd脅迫下番茄鮮重的影響

已有研究表明,有益的微生物-植物相互作用可以緩解重金屬脅迫導致的植物生長抑制[22].如圖3所示,Cd脅迫使得番茄地下部與地上部的鮮重分別降低了23.85%和42.19%,說明Cd處理會抑制番茄的生長發(fā)育,從而降低番茄植株的鮮重.D36+Cd處理組番茄地下部與地上部均顯著高于Cd處理組,分別增加了15.09%和18.33%,說明D36通過產生生長激素和分泌鐵載體以及溶解無機鹽的方式促進了養(yǎng)分吸收進而促進了番茄幼苗的生長,使其鮮重增加,從而緩解了Cd脅迫對番茄生長的抑制.2.5 接種D36對Cd脅迫下番茄葉綠素含量的影響
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