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植物促生菌(Plant growth-promoting bacteria,PGPB)是指能够通过直接或间接方式促进植物生长的细菌,在自然环境中PGPB有多种存在形式,既可以独立生存也可以与植物组织形成特定关系,常见的有根际促生菌和根系内共生菌,当前对植物根系促生菌的研究多集中于陆生植物和农作物中,而对植物修复中根系促生菌的研究相对较少。本研究是在已开展的利用生态浮床技术进行富营养化海水植物修复的基础上,进一步研究修复植物海马齿(Sesuvium portlaacastrum L.)根系微生物群落结构及根系促生菌对植物生长的影响。首先,通过Illumina高通量测序平台分析海马齿根系、根际区和非根际区微生物群落结构;然后,基于可培养技术分离纯化根际细菌和根系内共生细菌,从中筛选具有铁载体产生能力和ACC脱氨酶产生能力的促生菌并进行活性测定;最后,通过人工微宇宙实验,选取获得的高效促生菌进行根系回归模拟,考察菌株对海马齿生长的促进作用。主要结果归纳如下:(1)对泉州湾和筼筜湖海马齿根系、根际和非根际微生物群落结构进行调查,共鉴定微生物22个门、55个纲和663个属,其中变形菌门在所有样品中占绝对优势(占58.3%-73.6%)其次为拟杆菌门(占6.9%-22.1%)和厚壁菌门(占2.0%-4.6%)。在纲水平上,Y-变形菌纲在所有的样品中占绝对优势,其次为a-变形菌纲和β-变形菌纲;ε-变形菌纲和黄杆菌纲在筼筜湖样品中占有一定的优势地位。基于可培养的方法,在两个采样点,共分离得到76株内共生菌经16S rRNA基因序列分析属于30属54种,得到77株根际菌经16S rRNA基因序列分析属于23属47种。微生物多样性在不同生境中表现一定的差异,具体来说,泉州样品中微生物多样性均高于筼筜湖样品;在筼筜湖样品中,海马齿根系微生物多样性高于根际区和非根际区微生物的多样性,而根际区与非根际区微生物多样性没有显著性的差异。(2)在本次调查中共筛选得到铁载体产生菌51株,铁载体活性单位(Siderophore Unit,SU)在 10.39%-80.39%,其中 QZ-E9 的 SU 最高为 80.39%;筛选得到1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)酶产生菌28株,活性在0.3-43.9 a-酮丁酸/h·mg蛋白之间,其中YD-E41和YD-R26两株菌酶活较高,分别为37.4±0.19 和 43.9±0.68 μM α-酮丁酸/h·mg 蛋白。(3)通过人工微宇宙,对菌株QZ-E9和YD-E41的植物促生长能力进行评价。结果显示,在贫铁(铁离子浓度为2 μM)条件下QZ-E9对海马齿鲜重和根长的增长具有显著的促进效果,YD-E41也表现出同样的效果,最终增量分别为1.41 g、18.7 cm和0.91 g、20.33 cm,两株菌对叶长和株高并没有表现出显著的促生长效果。在实验中植物+细菌(P+B)组可以刺激海马齿根系系统的发育,明显促进海马齿侧根的生长。利用qPCR对实验中细菌数量的变化进行跟踪,发现在实验过程中细菌DNA拷贝数不断降低,在28 d时P+B组的细菌DNA拷贝数均在105的数量级上,低于细菌(B)组。利用FISH技术对海马齿根系细菌的定殖分布情况进行观察,发现菌株QZ-E9可以定殖于海马齿根系表皮、外皮层细胞及两者的细胞间隙和维管组织中,菌株YD-E41主要定殖于根系表皮、外皮层细胞及两者的细胞间隙中。