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甘蔗脱毒脱菌组培苗目前已在我国部分甘蔗产区推广应用。组培脱菌过程不但清除了甘蔗种茎内的有害病菌,同时也清除了蔗茎内的有益细菌,这可能是脱菌种苗前期移栽存活率低以及必需在田间扩繁多代后才能恢复其生产性能的重要因素之一。为了探明甘蔗茎部内生细菌的多样性,鉴别其中有益的内生细菌,进而获得有应用价值的菌株,本研究从广东广州和广西合浦采集了多个品种的甘蔗蔗茎样品,经过蔗茎表面消毒、蔗茎榨汁,分别采用贫氮培养基LGI和富营养培养基DM进行培养,共计分离获得16个细菌菌株。对其中有代表性的菌株YA,YC,J16和NS进行了菌落形态描述及分类地位鉴定,并对其生理生化特性、环境的适应性及寄主的促生效果进行了测定,所得结果如下:
(1)4个菌株都能在固体和液体培养基中生长,菌落形态多为圆形,菌落粘质、表面光滑、凸起,直径约0.1-0.3cm。YA,J16和NS为革兰氏阴性菌,YC为革兰氏阳性菌。电镜观察结果表明4个菌株均为杆菌,其中YA有一根鞭毛,YC无鞭毛,J16和NS有侧毛。
(2)生理生化特征测定结果表明:4个菌株的氧化酶、葡萄糖氧化发酵、硝酸还原反应均呈阳性;V-P、淀粉水解、苯丙氨酸脱氨酶、明胶液化和硫化氢反应均为阴性;接触酶反应、甲基红反应、柠檬酸盐利用、运动性、产生吲哚试验、尿酶、纯琼脂生长等生理生化指标则各有不同。
(3)分别将4个菌株接种甜高粱幼苗和甘蔗组培苗,对其促生作用进行测定。结果表明YA和YC对高粱和甘蔗的生长具有显著的促进作用,可增加作物的叶片面积、叶绿素含量和植株高度。
(4)根据菌落形态、电镜观察、生理生化特性测定和16S rDNA序列分析等结果,分别将4个菌株鉴定为:YA为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium sp.),YC为微杆菌属(Microbacterium sp.),NS、J16均为假单胞属(Pseudomonas sp.)。本研究是首次发现在禾本科植物上存在慢生根瘤菌。
(5)菌株对环境因子的适应性测定结果表明:4个菌株均能在含盐量0-2%,含糖量5%-20%,铵浓度1%-4%,温度20-40℃及pH5-8的溶液中正常生长,具备作为菌肥资源的潜力。
(6)碳源利用性测定结果表明:4个菌株均不利用柠檬酸,均可利用甘油、蔗糖、淀粉、乳糖、葡萄糖、甘露醇、棉子糖、甘露糖。氮源利用性测定表明:YA和YC的最适氮源分别是磷酸氢二氨和硝酸钾,NS和J16的最适氮源是蛋白胨,4个菌株都不利用尿素。
(7)4菌株的生长曲线显示YA、YC、J16和NS分别在31h、20h、8h和8h后进入对数生长期。