小麦、水稻、玉米、白菜、芹菜内生固氮菌及其系统发育

【目的】了解小麦、水稻、玉米、白菜、芹菜内生固氮菌的主要类群,确定内生固氮菌的系统发育地位。【方法】样品表面灭菌后采用无氮培养基分离、培养内生固氮菌,乙炔还原法测定菌株固氮酶活性;PCR扩增得到菌株16S rDNA,通过序列测定和相似性分析研究菌株的系统发育。【结果】从大田小麦体内分离到内生固氮菌34株,固氮酶活性在0.30—30.24 nmol C2H4/h.mg蛋白,基于16S rDNA序列最大相似性,这些菌株分属于假单胞菌(Pseudomonas)、根瘤菌(Rhizobium)、芽孢杆菌(Bacillus)、黄杆菌(Flavobacterium)等13属21种,种群分布较为广泛;从大田水稻体内分离到内生固氮菌25株,固氮酶活性在3.12—254.12 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于芽孢杆菌、伯克霍尔德氏菌(Burkholderia)、肠杆菌(Enterobacter)、克雷伯氏菌(Klebsiella)等9属16种,伯克霍尔德氏菌、肠杆菌和克雷伯氏菌是水稻内生固氮菌特有种群;从大田玉米体内分离到内生固氮菌9株,固氮酶活性在7.27—59.58 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于根瘤菌、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas)等5属6种;从盆栽试验小白菜体内分离到内生固氮菌14株,固氮酶活性在2.33—205.21 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于根瘤菌、节杆菌(Arthrobacter)等6属8种;从市售芹菜体内分离到内生固氮菌10株,固氮酶活性在1.23—46.70 nmol C2H4/h.mg蛋白,属于鞘氨醇单胞菌、假单胞菌等5属8种。【结论】在生长期小麦、水稻、玉米和部分蔬菜体内普遍存在内生固氮菌,菌株固氮酶活性差异较大,在0.30—254.12 nmol C2H4/h.mg蛋白,系统发育地位分属于假单胞菌、根瘤菌、芽孢杆菌等25个属的56个种,这些内生固氮菌对于农业生产有巨大潜能。