具有ACC脱氨酶活性的杜仲和绞股蓝内生细菌及根际细菌的分离鉴定及其植物促生作用
为了筛选具有促生作用和生防作用的植物内生细菌和根际细菌，本研究用选择培养基从杜仲和绞股蓝的根及根际中分离到33株能以ACC作为唯一氮源的内生细菌和根际细菌。鉴定结果显示：5株杜仲内生细菌分别为 Pseudomonas koreensis、Klebsiella pneumoniae、Enterobacter ludwigii、Klebsiella variicola、Enterobacter asburiae；4株杜仲根际细菌分别为 Bacillus aryabhattai、Bacillus thuringiensis、Arthrobacter nicotianae、Pseudomonas taiwanensis；绞股蓝内生细菌4株为 Pseudomonas sp.，2株为 Paenibacillus xylanilyticus，2株为 Bacillus megaterium和Bacillus subtilis，1株为 Staphylococcus xylosus；绞股蓝根际细菌5株属于芽孢杆菌属，它们分别为 Bacillus aryabhattai、Bacillus thuringiensis、Bacillus aryabhattai、Bacillus muralis、Bacillus weihenstephanensis，4株属于不动杆菌，它们分别为 Acinetobacter bereziniae、Acinetobacter guillouiae、Acinetobacter bereziniae、Acinetobacter baumannii，2株为 Enterobacter sp.，4株菌分别为Stenotrophomonas sp.、Enterococcus casseliflavus、Chryseobacterium jejuense、Paenibacillus xylanexedens。ACC脱氨酶活力检测结果显示5株杜仲内生细菌均具有较高的ACC脱氨酶活性，其中菌株 JDM-2的酶活力最高(0.468 U/mg)，而9株绞股蓝内生细菌中只有6株细菌有较高的ACC脱氨酶活性，其中菌株 JDG-7的酶活力最高(0.870 U/mg)；4株杜仲根际细菌均具有 ACC脱氨酶活性，其中JDM-235株的酶活力最高(0.178 U/mg)，而15株绞股蓝根际细菌中只有9株菌具有 ACC脱氨酶活性，其中菌株 JDG-127的酶活力最高(0.531 U/mg)。本研究结果发现假单胞菌属和不动杆菌属菌株的ACC脱氨酶活性明显高于其他菌属菌种，且具有 ACC脱氨酶活性菌株在不同植物根内和根际中的数量和种类有显著的差异。 为了进一步研究内生及根际细菌的ACC脱氨酶基因，通过 CTAB法提取其中14株内生细菌和根际细菌的基因组 DNA，用PCR从这些菌株基因组中扩增出编码 ACC脱氨酶基因，结果显示用PCR方法从7株 ACC脱氨酶活性菌株的基因组中扩增出大小约为1000 bp的片段，从2株菌的质粒 DNA中扩增出大小约为1000 bp的DNA片段，而5株菌中未扩增 DNA片段。且用PCR从具有ACC脱氨酶活性的杜仲内生细菌 JDM-2基因组 DNA中扩增出大小为1000 bp的DNA片段，将其克隆到质粒 pQE30构建重组质粒 pQE30ACDS，转化大肠杆菌 M15后诱导表达 ACC脱氨酶，SDS-PAGE电泳结果显示在分子量为37.18 kDa处特异表达 ACC脱氨酶，其 ACC脱氨酶活力为0.214 U/mg。本研究结果表明ACC脱氨酶基因能在大肠杆菌中高效表达，而ACC脱氨酶基因在内生细菌及根际细菌系统中可能存在基因的水平转移现象。 为了进一步研究ACC脱氨酶活性细菌的促生作用，检测ACC脱氨酶活性细菌的抑菌活性、产铁载体水平及其对水稻的促生作用。抑菌试验结果显示：4株杜仲内生细菌能有效地抑制大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的生长；9株绞股蓝内生细菌中8个菌株均显示不同程度抑菌活性，菌株JDG-14能有效地抑制大肠杆菌、藤黄八叠球菌和白色念珠菌的生长，菌株JDG-7只对大肠杆菌和白色念珠菌有较强的抑菌活性，菌株JDG-16只对大肠杆菌和藤黄八叠球菌有较强的抑菌活性，菌株JDG-6、JDG-18、JDG-22、JDG-23和JDG-32只对藤黄八叠球菌有一定的抑菌活性；而杜仲和绞股蓝根际菌株没有抑菌活性。CAS平板检测结果显示，内生细菌JDM-2，JDG-14和根际菌株JDG-122，JDG-124，JDG-127，JDM-235，JDM-244等7株菌都能产嗜铁素。本实验结果表明，细菌的产铁载体能力和抑菌活性间无相关性。促生实验结果显示：在无菌条件下将分离的到的内生细菌、根际细菌及重组菌株接种水稻种子，检测其对水稻的促生作用，结果证实菌株对水稻种子的萌发及水稻幼苗茎的促生作用不明显，但是对幼苗根的发育表现不同的作用效果，其中JDG-127表现显著的促生作用(P<0.01)，重组菌M15/pQE30ACDS及JDM-2、JDM-235、JDG-6，JDG-7，JDG-14，JDG-122有一定的促生作用(P<0.05)，而菌株JDG-32对水稻根系的发育显示抑制作用(P<0.01)，其它菌株作用不明显，根际细菌与内生细菌在促生作用方面没有显著差异。 本研究的结果为了深入探讨药用植物根际及内生ACC脱氨酶活性细菌的多样性及其在促进植物生长的作用奠定基础，以及为进一步开展植物促生细菌促生机制的研究提供理论依据。
药用植物;ACC脱氨酶;基因重组;促生作用;多样性分析
吉首大学
硕士
生态学
恩特马克·布拉提白
2012
中文
S567.01
74
2012-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）