《上海师范大学学报（自然科学版）》：不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响

第48卷第2期 上海师范大学学报(自然科学版 Vol 48. No. 2 2019年4月 Journal of Shanghai Normal University( Natural Sciences 2019 DOl:10.3969/J.ISSN.1000-5137.2019.02.011 不同微生物菌剂对田间西红柿品质 以及土壤酶活性的影响 鲁凯珩,金清,曹沁,李珊珊,孙舒荣,蒋秋艳, 金杰人,凌丽晨,符歆灏,杜萱,肖明 (上海师范大学生命科学学院,上海200234) 摘要:对贝莱斯芽孢杆菌( Bacillus velezensis)S3-1与桔黄假单胞菌( Pseudomonas chlororaphi ubsp. aurantiaca)JD37进行测定发现:两者都具有良好的促生能力.将两者制备成相应的液 体肥料,施加于种植西红柿的土壤中,发现S3-1能更显著提升西红柿果实中的可溶性糖、可溶 性蛋白、可滴定酸、抗坏血酸的含量.对西红柿根际土壤进行平板涂布,发现S3-能够有效地 阻挡更多微生物,尤其是细菌进入植物的根际使用S3-1生物肥料后,西红柿的干重、根长未 见明显变化进一步的研究显示:S3-Ⅰ生物肥料显著降低了土壞的脲酶活性,却对土壞蔗糖酶 活性没有太大的影响 关键词:贝菜斯芽孢杆菌( Bacillus velezensis);桔黄假单胞菌( Pseudomonas chlororaphis subsp aurantiaca);菌种性质;果实品质;土壤酶活性 中图分类号:Q93文献标志码:A文章编号:10005137(2019)020197-10 Effects of different microbial agents on tomato quality and soil enzyme activity L U Kaiheng, JIN Qing, CAO Qin, LI Shanshan, SUN Shurong, JIANG Qiuyan Jin Jieren, LING Lichen, FU Xinhao, DU Xuan, XIAO Ming College of Life Sciences, Shanghai Normal University, Shanghai 200234, China) Abstract: The corresponding growth-promoting ability of Bacillus velezensis strain S3-1 and Pseudomonas chlororaphis subsp aurantiaca strain JD37 was measured and found to have good growth-promoting ability. The two strains were prepared into corresponding liquid fertilizers applied to the soil which the tomatoes were grown in. It shows that the S3-1 treatment group 收稿日期:2019402-19 基金项目:上海市2016年度“科技创新行动计划”项目(16391902100);农业部都市农业重点实验室开放基金 (UA201705) 作者简介:鲁凯珩(1995-),男,硕士研究生,主要从事盐碱地条件下微生物与植物互作方面的研究.E-mail lukaiheng@outlook.com *通信作者:肖明(1961一),男,教授,主要从事环境微生物学方面的研究.E-mail:;Xiao88@shu.edu.cn 引用格式:鲁凯珩,金清,曹沁,等.不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响[J].上海师范大学 学报(自然科学版),2019,48(2):197-206 Citation format LU K H, JIN Q, CAO Q, et al. Effects of different microbial agents on tomato quality and soil enzyme ac- tivity [J]. Journal of Shanghai Normal University( Natural Sciences ) 2019, 48(2): 197-206

第! " 卷 第# 期 上海师范大学学报!自然科学版" $%&'!" #(%'# # ) * + 年 ! 月 ,%-./0&%1230/4305(%.60&7/589.:5;?.'# # ) * + @AB$*)'C+D+ E,'B22('*))) FG*CH'#)*+')#')** 不同微生物菌剂对田间西红柿品质 以及土壤酶活性的影响 鲁凯珩! 金 清! 曹 沁! 李珊珊! 孙舒荣! 蒋秋艳! 金杰人! 凌丽晨! 符歆灏! 杜 萱! 肖 明! "上海师范大学 生命科学学院!上海 #))#C!# 摘 要! 对贝莱斯芽孢杆菌"S)HJDD2QYKDKWK=QJQ#2CK* 与桔黄假单胞菌"CQK25P?P=)QHXDP 文章编号! *)))KG*CH!#)*+")#K)*+HK*) "002-&./0)'00232+&,'-3/4'%(%72+&./+&/,%&/ V6%('&* %+)./'(2+P*,2%-&'C'&* R7o0539/4# ,B(k5/4# S>Ak5/# RB230/:30/# 27(23-.%/4# ,B>(Mk5-AL5/4! !S%&&949%1R5192=59/=9:#230/4305(%.60&7/589.:5;#)*H)G" 作者简介! 鲁凯珩!*++G&"#男#硕士研究生#主要从事盐碱地条件下微生物与植物互作方面的研究'JK605&$ &-i0539/4Z%-;&%%i'=%6 !通信作者! 肖 明!*+D*&"#男#教授#主要从事环境微生物学方面的研究'JK605&$U50%6""Z:3/-'9T-'=/ 引用格式! 鲁凯珩#金清#曹沁#等'不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响 ',('上海师范大学 学报!自然科学版"##)*+#!"!#"$*+H F#)D' :'&%&'/+0/3,%&$ R7oP#,B(k#S>Ak#9;0&'J119=;:%1T5119.9/;65=.%V50&049/;:%/ ;%60;%Y-0&5;<0/T :%5&9/Q<690=K ;585;<',(',%-./0&%1230/4305(%.60&7/589.:5;<!(0;-.0&2=59/=9:"##)*+#!"!#"$*+H F#)D

上海师范大学学报(自然科学版)J. Shanghai Normal univ.(Nat.Sci.)2019年 ly increased the content of soluble sugar, soluble protein, titratable acid and ascorbic acid in tomato fruit. This showed that watering the biological fertilizer S3-1 could effectively improve the quality of tomato fruit. Then, we plated coating of tomato cially bacteria. What's more, the rate of change was three times higher than that of the control group. After using S3-1 biologic fertilizer, the dry weight and root length of the plants didn't change significantly. The further studies had shown that S3-1 biofertili zer significantly reduces theurease activity of soil. However, it had no significant effect on thesucrase activity of soil. Key words: Bacillus telezensis: Pseudomonas chlororaphis subsp. aurantiaca; bacteria strain property; quality of fruit; soil enzyme activity 引言 西红柿(Lyα copersicon esculentum Mⅲl)栽培广泛,且随着蔬菜种植业的发展,其种植面积还在不断扩 大,生产效益显著[-21.施用化肥能够有效地提升西红柿的产量,但是过度施用也会造成土壤的酸、碱 化,破坏土壤微生物区系和自然农业的生态系统.微生物肥料是一种含有相应活性微生物的生物制剂, 具有无毒、无污染的特性,具有广阔的应用前景3 芽孢杆菌(Bα cillus)具有良好的促生能力,可通过浸种、浇施、灌根等多种方法在多种蔬菜、果树和 作物上使用解淀粉芽孢杆菌Sneb709能有效地促进西红柿果实的质量4;以芽孢杆菌为主要成分的仙 丰168经过200倍稀释,能有效提升西红柿的株高口;解淀粉芽孢杆菌B1619则提升了西红柿幼苗的株 高、鲜重、干重等.但贝莱斯芽孢杆菌( Bacillus velezensis)对于西红柿的促生影响以及对土壤酶活性的 影响还鲜有报道 假单胞菌(P3 seudomonas)是一类重要的土壤微生物,其在不同的土壤微生物群落中的占比为1% 4%,同时也是一类重要的植物根际促生菌(PGPR),常作为生防细菌以及促生细菌来使用6-7.现阶段 假单胞菌的促生作用主要集中在小麦、蒌蒿、蘑菇∽等作物上,关于其对西红柿的影响的硏究则侧重 于病害防治方面,而关于其对西红柿的促生能力的报道较少 本实验研究了两株菌株贝莱斯芽孢杄菌(B.τ elezensis)S3-l与桔黄假单胞菌( Pseudomonas chlororaphis subsp. aurantiaca)JD37对于西红柿品质以及土壤酶活性的影响之间的差异,希望为后续的 微生物肥料的制备与应用提供理论依据. 1材料与方法 1.1实验材料 西红柿S1802幼苗由上海师范大学种质资源中心提供,贝莱斯芽孢杆菌S3-1(B. velezensis)与桔黄 假单胞菌JD37(P. chlororaphis subsp. aurantiaca)由上海师范大学微生物与分子生物学实验室保藏 实验试剂包括:铬天青S( Chromeazurol S)固体平板,NBRP溶磷固体培养基,ADF培养基,无菌脱 脂牛奶培养基, salkowski试剂,Luia- Bertani(LB)液体培养基, Kings medium B(KMB)液体培养基,高氏 号培养基,孟加拉红培养基,牛肉膏蛋白胨(NB)培养基. 1.2菌种性质鉴定[0 将4℃下保藏在平皿中的S3-1与JD37分别接种至LB液体培养基与KMB液体培养基中,活化 24h后得到种子液接种至新的LB与KMB培养基中再培养24h后得到发酵液,用移液枪小心地吸取 1μuL发酵液点于CAS固体平板、NBRP溶磷固体培养基上,观察其是否是产铁载体和其溶磷的能力. 将上述溶液进行梯度稀释后吸取100μL均匀地涂布在ADF培养基(培养基现配现用,无法加热重 复使用)中,若干天后观察是否有菌落产生

上海师范大学学报!自然科学版" ,'230/4305(%.60&7/58'!(0;'2=5'" #)*+ 年 :54/515=0/;&1;9.-:5/42CK* V5%&%45=0& 19.;5&5Q9.#;39T.@m培养基#无菌脱 脂牛奶培养基#:0&i%W:i5试剂#R-.50Kf9.;0/5!Rf"液体培养基#o5/4:L9T5-6f!oLf"液体培养基#高氏 一号培养基#孟加拉红培养基#牛肉膏蛋白胨!(f"培养基' ;F2 固体平板)(f\Bh溶磷固体培养基上#观察其是否是产铁载体和其溶磷的能力' 将上述溶液进行梯度稀释后吸取 *)) $R均匀地涂布在 >@m培养基!培养基现配现用#无法加热重 复使用"中#若干天后观察是否有菌落产生' *+

第2期鲁凯珩,金清,曹沁,等:不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响199 利用 salkowski法测定细菌产吲哚乙酸(IAA)的能力 1.3菌株生物信息学分析 将S3-1和J37分别与已有文献中证明具有植物促生能力的芽孢杄菌与桔黄假单胞菌根据16S rDNA构建系统发育树,以便对其应用潜力进行分析. 1.4大田实验设计 于2018年4月一7月开展大田实验.大田共分为6块,每块面积为1.5m×3.5m,纵向间隔35cm 移栽一株西红柿幼苗,横向间隔30cm移栽一株西红柿幼苗,毎块地共移栽45株幼苗,总计移栽幼苗 180株(图1). 图1大田实验设计图 按上文方式活化S3-1与JD37后,以1%的接种量接种于新的LB与KMB液体培养基中,过夜培养 24h,得到发酵液.空白对照使用未经接种的LB与KMB液体培养基.将两者均以1:50的体积比加水稀 释1.每隔7d以灌根的方式对西红柿进行菌液浇灌,每天在每块地块定量浇水10L以保持土壤湿润 1.5西红柿根际可培养微生物数量及其根长、株高和植株干重的测定 种植前采集土壤样品A,待到西红柿成熟时将西红柿植株连根拔出,收集其根系土壤B1.将1g 土壤置于9mL无菌水中,震荡均匀,再取mL溶液至9mL无菌水中,该过程重复3次,分别制备成体 积分数为1×10与1×10的混悬液a,B.用移液枪取100μL混悬液β分别涂布于NB固体培养基与 高氏一号固体培养基上,计数细菌与放线菌;吸取100μL混悬液α涂布于孟加拉红固体培养基,计数真 菌数量;待菌体形成明显菌落后,记录菌落数 通过以下公式来观察不同处理组西红柿根际可培养微生物数量的变化: 100% 其中,C为变化率,a为土壤A中的微生物数量,b为土壤B中的微生物数量 将西红柿植株在烘箱内以105℃恒温烘干至恒重后测量其根长、株高和干重 1.6西红柿果实品质的测定 采集同一批成熟的西红柿果实,进行匀浆后,使用手持式折光仪分别测定其可溶性固形物;用滴定 法测定其可滴定酸;用二氯酚靛酚染料滴定法测定其抗坏血酸;用蒽酮法测定其可溶性糖;用考马斯亮 蓝比色法测定其可溶性蛋白;用紫外分光光度法测定其硝酸盐的含量 1.7土壤酶活性测定 对根际土壤分别测定了脲酶和蔗糖酶的酶活性6

第 # 期 鲁凯珩#金 清#曹 沁#等$不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响 利用 :0&i%W:i5法测定细菌产吲哚乙酸!B>>"的能力' ;F= 菌株生物信息学分析 将 2CK* 和 ,@CH 分别与已有文献中证明具有植物促生能力的芽孢杆菌与桔黄假单胞菌根据 *D2 .@(>构建系统发育树#以便对其应用潜力进行分析' ;FK 大田实验设计 于 #)*" 年 ! 月&H 月开展大田实验'大田共分为 D 块#每块面积为 *'G 6eC'G 6#纵向间隔 CG =6 移栽一株西红柿幼苗#横向间隔 C) =6移栽一株西红柿幼苗#每块地共移栽 !G 株幼苗#总计移栽幼苗 *") 株!图 *"' 图 * 大田实验设计图 按上文方式活化 2CK* 与 ,@CH 后#以 *[的接种量接种于新的 Rf与 oLf液体培养基中#过夜培养 #! 3#得到发酵液'空白对照使用未经接种的 Rf与 oLf液体培养基'将两者均以 * yG) 的体积比加水稀 释'*#( '每隔 H T 以灌根的方式对西红柿进行菌液浇灌#每天在每块地块定量浇水 *) R以保持土壤湿润' ;FM 西红柿根际可培养微生物数量及其根长(株高和植株干重的测定 种植前采集土壤样品 >#待到西红柿成熟时将西红柿植株连根拔出#收集其根系土壤 f'*C( '将 * 4 土壤置于 + 6R无菌水中#震荡均匀#再取 * 6R溶液至 + 6R无菌水中#该过程重复 C 次#分别制备成体 积分数为 * e*) FC 与 * e*) F! 的混悬液 *#)'用移液枪取 *)) $R混悬液 )分别涂布于 (f固体培养基与 高氏一号固体培养基上#计数细菌与放线菌%吸取*)) $R混悬液 *涂布于孟加拉红固体培养基#计数真 菌数量%待菌体形成明显菌落后#记录菌落数'*!( ' 通过以下公式来观察不同处理组西红柿根际可培养微生物数量的变化$ 9#) &' ) a*))b# 其中#9为变化率#) 为土壤 >中的微生物数量#'为土壤 f中的微生物数量' 将西红柿植株在烘箱内以 *)G x恒温烘干至恒重后测量其根长)株高和干重' ;FN 西红柿果实品质的测定 采集同一批成熟的西红柿果实#进行匀浆后#使用手持式折光仪分别测定其可溶性固形物%用滴定 法测定其可滴定酸%用二氯酚靛酚染料滴定法测定其抗坏血酸%用蒽酮法测定其可溶性糖%用考马斯亮 蓝比色法测定其可溶性蛋白%用紫外分光光度法测定其硝酸盐的含量'*G( ' ;FW 土壤酶活性测定 对根际土壤分别测定了脲酶和蔗糖酶的酶活性'*D( ' *++

200 上海师范大学学报(自然科学版)J. Shanghai Normal univ.(Nat.Sci.)2019年 18实验数据处理 使用以下软件处理数据:SPSS24.0, Origin2017,MEGA7.0.21 2结果与分析 2.1菌种性质 图2(a)为得到的IAA质量浓度与535mm波长下吸光度(即光密度OD3s)值的标准曲线,图2(b) 为利用标准曲线得到的S3-与J37产IAA的量随时间变化的趋势图由图2可知:S3-1的IAA最高产 量虽不如JD37,且也不能快速地产生IAA,但其最高产量(7.80g·m)能维持2d才出现缓慢下 降;而JD37能快速达到其最高产量(8.75g·mL1),但其下降也非常迅速,第3d开始处于较稳定阶 段时其IAA产量已经较低所以S3-1相较于JD37,在产IAA的能力方面稳定性更强,更为可靠 ∴员菜辉即3 R=0.99188 AA质量浓度/(gmL) 时间/d 图2(a)AA标准曲线,(b)s3-与JD37产AA的量随时间的变化趋势 S3-1与JD37都具有产蛋白酶的活性以及产1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶(ACC)脱氨酶的活 性,而S3-1具有产铁载体的能力,JD37具有溶磷活性.以上性质均是良好的植物促生细菌所具有的能 力,所以适合后续实验的开展 表1S3-1与JD37的促生能力 贝莱斯芽孢杆菌S3-1 桔黄假单胞菌JD37 IAA产量/(μg·mL1) 脂肪酶活性 蛋白酶活性 纤维素酶活性 几丁质酶活性 ACC脱氨酶活性 溶磷活性 铁载体 注:“+"表示有能力,“-”表示无能力 2.2菌种生物信息学分析 通过与已知的具有植物促生能力的功能菌株{-3进行比对发现,S3-1与JD37与这些菌株的亲缘 关系较近(图3).例如:桔黄假单胞菌SR1是一种已有报道可用于大豆的生物防治以及促生的菌株 JD37与其具有较近的亲缘关系,说明该菌株在生物防治与促生应用方面可能具有良好的潜力{2

上海师范大学学报!自然科学版" ,'230/4305(%.60&7/58'!(0;'2=5'" #)*+ 年 ;FX 实验数据处理 使用以下软件处理数据$2h22 #!')#A.545/ #)*H#LJM>H')'#*' # 结果与分析 >质量浓度与 GCG /6波长下吸光度!即光密度 A@GCG "值的标准曲线#图 #!V" 为利用标准曲线得到的 2CK* 与 ,@CH 产 B>>的量随时间变化的趋势图'由图 # 可知$2CK* 的 B>>最高产 量虽不如 ,@CH#且也不能快速地产生 B>>#但其最高产量!H'") $4*6RF* "能维持 # T 才出现缓慢下 降%而 ,@CH 能快速达到其最高产量!"'HG $4*6RF* "#但其下降也非常迅速#第 C T 开始处于较稳定阶 段时其 B>>产量已经较低'所以 2CK* 相较于 ,@CH#在产 B>>的能力方面稳定性更强#更为可靠' 图 # !0"B>>标准曲线#!V"2CK* 与 ,@CH 产 B>>的量随时间的变化趋势 2CK* 与 ,@CH 都具有产蛋白酶的活性以及产 * F氨基环丙烷 F* F羧酸脱氨酶!>SS"脱氨酶的活 性#而 2CK* 具有产铁载体的能力#,@CH 具有溶磷活性'以上性质均是良好的植物促生细菌所具有的能 力#所以适合后续实验的开展' 表 * 2CK* 与 ,@CH 的促生能力 促生能力 贝莱斯芽孢杆菌 2CK* 桔黄假单胞菌 ,@CH B>>产量 E!$4*6RF* " H'") "'HG 脂肪酶活性 F F 蛋白酶活性 ^ ^ 纤维素酶活性 F F 几丁质酶活性 F F >SS脱氨酶活性 ^ ^ 溶磷活性 F ^ 铁载体 ^ F 注$0 ^1表示有能力#0 F1表示无能力 <F< 菌种生物信息学分析 通过与已知的具有植物促生能力的功能菌株'*H FC*( 进行比对发现#2CK* 与 ,@CH 与这些菌株的亲缘 关系较近!图 C"'例如$桔黄假单胞菌 2\* 是一种已有报道可用于大豆的生物防治以及促生的菌株# ,@CH 与其具有较近的亲缘关系#说明该菌株在生物防治与促生应用方面可能具有良好的潜力'C#( ' #))

第2期鲁凯珩,金清,曹沁,等:不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响201 Bacillus thunngiensis strain TS110 Bacillus thunngiensis strain DCI Bacillus cereus strain CMCC 63305 Bacillus pumilus strain JK-SXoo Bacillus subtlis strain RB14 Bacillus subtlis strain Y-IVI Bacillus subtlis strain ATCC 1177. Bacillus velezensis s strain S3-1 Bacillus velezensis strain FZB42 Bacillus amyloliquefaciens strain L-l I Bacillus amyloliquefaciens strain BAS23 Pseudomonas fluorescens strain WCS365 Pseudomonas fluorescens strain P13 Pseudomonas fluorescens strain LBUM223 Pseudomonas fluorescens strain FP7 nas aeruginosa strain SL-72 Pseudomonas aeruginosa strain RM3 Pseudomonas aeruginosa strain BJ10-86 Pseudomonas proteges stain CS Pseudomonas proteges stain ASI Pseudomonas chlororaphis stain SRI Pseudomonas chlororaphis stain JD37 图3(a)贝莱斯芽孢杆菌S3-1和(b)桔黄假单胞菌JD37的进化树 2.3西红柿果实干重、根际可培养微生物数量变化率及其根长、株高的测定结果 不同处理组的果实干重、根际微生物数量变化率、根长和株高分别如图4(a)~4(c)所示 放线菌变化率 0.12r(a) 真菌变化率 0.10 0.8 0.6 0.06 划04 要02 KMB JD37 ■株高 100 JD37 KMB 图4不同处理组的西红柿(a)果实干重、(b)根际微生物数量变化率、(c)株高与根长.a,b分别表示两者 具有统计学上显著差异

第 # 期 鲁凯珩#金 清#曹 沁#等$不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响 图 C !0"贝莱斯芽孢杆菌 2CK* 和!V"桔黄假单胞菌 ,@CH 的进化树 <F= 西红柿果实干重(根际可培养微生物数量变化率及其根长(株高的测定结果 不同处理组的果实干重)根际微生物数量变化率)根长和株高分别如图 !!0" c!!="所示' 图 ! 不同处理组的西红柿!0" 果实干重)!V" 根际微生物数量变化率)!=" 株高与根长'0#V 分别表示两者 具有统计学上显著差异 #)*

202 上海师范大学学报(自然科学版)J. Shanghai Normal univ.(Nat.Sci.)2019年 由图4可知:S3-1与JD37菌液并没有对提高西红柿的果实干重起到显著的促进作用;JD37对增加 西红柿株高有显著效果,同时也抑制了西红柿根部的生长(P0.05),如 图5(a)所示施加S3-1的处理组相较于只施加IB基质的对照组,在可溶性蛋白质量分数的提升上并 不显著(P>0.05),但是与施加J37的处理组与仅施加KMB基质的对照组相比,可溶性蛋白质量分数 显著提升(p0.05) 如图5(b)所示本实验用消耗的二氯酚靛酚体积来表示抗坏血酸含量,施加了S3-1,JD37的处理组与 仅施加基质的对照组相比,均显著提升了西红柿的抗坏血酸含量(P0.05),如图5(c)所示 ■可溶性糖 ■可溶性蛋白 口硝酸盐 口可滴定酸 beab 76 燃08 面2.0 S3-1JD37 S3-1 JD37 LB KMB ■可溶性糖 口硝酸盐 百塔1 要 R2=098845 g0.6 0020.040.060.080.10 JD37 LB KMB 葡萄糖质量浓度/(mgL) 图5不同处理组的果实品质比较.(a)可溶性糖与硝酸盐;(b)可溶性蛋白与可滴定酸;(c)消耗的 氯酚靛酚体积与白利度;(d)蒽酮法葡萄糖标准曲线 图6为果实品质主成分分析(PCA)图.由图6可知,横坐标解释了33.904%的变异度,纵坐标解释 了26.362%的变异度,具有比较良好的解释度.施加S3-1的处理组的果实品质明显聚为一类,仅施加 LB基质的对照组的果实品质聚为一类,而施加JD37的处理组与仅施加KMB基质的对照组的果实品质 无法区分,表明两者之间的差异并不明显.因此S3-1能较好地提升西红柿的果实品质,而浇灌LB基质

上海师范大学学报!自然科学版" ,'230/4305(%.60&7/58'!(0;'2=5'" #)*+ 年 由图 ! 可知$2CK* 与,@CH 菌液并没有对提高西红柿的果实干重起到显著的促进作用%,@CH 对增加 西红柿株高有显著效果#同时也抑制了西红柿根部的生长!Mb)')G"'而 2CK* 对于西红柿株高与果实干 重的影响与不接种菌株的 Rf培养基相比的差异并不显著'由于植物根际存在根际效应#所以其微生物 数量仅有非根际土壤中的 G[左右#绝大部分文献均以富集率来表示根际微生物的根际效应'CC( '但这 种方式却忽略了不同地块本身存在的微生物数量之间的差异#因此本实验采用变化率来表征根际微生 物数量的变化'施加 2CK*#,@CH 的处理组与未接种细菌的对照组相比#其细菌)放线菌的变化率均显著 增高!Mb)')G"' "图'由图 D 可知#横坐标解释了 CC'+)![的变异度#纵坐标解释 了 #D'CD#[的变异度#具有比较良好的解释度'施加 2CK* 的处理组的果实品质明显聚为一类#仅施加 Rf基质的对照组的果实品质聚为一类#而施加 ,@CH 的处理组与仅施加 oLf基质的对照组的果实品质 无法区分#表明两者之间的差异并不明显'因此 2CK* 能较好地提升西红柿的果实品质#而浇灌 Rf基质 #)#

第2期鲁凯珩,金清,曹沁,等:不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响203 也具有一定的促生作用 1.25 peal(33.904%) 图6果实品质PCA图 2.5对土壤酶活性的影响 施加S3-1的处理组在3个月后,与仅施加KMB基质的对照组相比,土壤中的脲酶活性(用NH4的 质量分数表征)显著降低(P0.05),如图7所示 KMB S3-1 JD37 LB KMB 图7不同处理组的土壤酶活性比较.(a)脲酶活性;(b)蔗糖酶活性 3讨论 AA是植物体内普遍存在的生长激素,该生长激素在一定浓度条件下能够促进植物的生长发 育叫而蛋白酶能够转化土壤中的氮素,使其更易利用同时,ACC脱氨酶能够将抑制植物生长的乙烯 分解成氨和α-酮丁酸,从而保护植物免受胁迫3.溶磷能力能够将土壤中的难溶性的磷转换成水溶 性磷,从而提升土壤的质量.铁在地球上多以难溶性的氧化物形式存在,所以铁离子的高效获取对植 物的生长至关重要.通过测定发现,3-1与JD37均具有以上促生能力,且通过对比已有文献报道系 统发育树,发现两株菌株也具有非常良好的生物防治潜力. 土壤中微生物数量的变化率可作为土壤环境质量评价的指标].通过田间实验发现,更多可培养 的细菌与放线菌被根际效应阻挡,说明施加S3-1与J37增加了西红柿根际的选择性.当然这也有可能 是由于S3-1与JD37具有较强的定殖能力,从而抢占了其他细菌与放线菌原本的生态位.两种菌剂对于 真菌数量变化率的影响并不明显,其原因可能为两株菌与真菌均不处于同一生态位,或者两者之间的相 互关联效应较弱

第 # 期 鲁凯珩#金 清#曹 沁#等$不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响 也具有一定的促生作用' 图 D 果实品质 hS>图 >是植物体内普遍存在的生长激素#该生长激素在一定浓度条件下能够促进植物的生长发 育'C!( '而蛋白酶能够转化土壤中的氮素#使其更易利用'同时#>SS脱氨酶能够将抑制植物生长的乙烯 分解成氨和 *F酮丁酸#从而保护植物免受胁迫'CG( '溶磷能力能够将土壤中的难溶性的磷转换成水溶 性磷#从而提升土壤的质量'CD( '铁在地球上多以难溶性的氧化物形式存在#所以铁离子的高效获取对植 物的生长至关重要'CH( '通过测定发现#2CK* 与 ,@CH 均具有以上促生能力#且通过对比已有文献报道系 统发育树#发现两株菌株也具有非常良好的生物防治潜力' 土壤中微生物数量的变化率可作为土壤环境质量评价的指标'C"( '通过田间实验发现#更多可培养 的细菌与放线菌被根际效应阻挡#说明施加 2CK* 与 ,@CH 增加了西红柿根际的选择性'当然这也有可能 是由于 2CK* 与 ,@CH 具有较强的定殖能力#从而抢占了其他细菌与放线菌原本的生态位'两种菌剂对于 真菌数量变化率的影响并不明显#其原因可能为两株菌与真菌均不处于同一生态位#或者两者之间的相 互关联效应较弱' #)C

204 上海师范大学学报(自然科学版)J. Shanghai Normal univ.(Nat.Sci.)2019年 3个月后,施加S3-1的处理组与对照组相比,西红柿果实中的可溶性糖、可溶性蛋白、可滴定酸、抗坏血酸 的含量分别提升了5%,31%,11%,50%,这与侯乐梅等的研究结果的趋势是一致的说明施加s31能够有 效提升西红柿果实的品质,这可能是贝莱斯芽孢杆菌在土壤中的存活能力与抗逆性更强所导致的而仅施 加IB培养基的土壤也能略微提升果实品质,但效果并不明显.推测其原因可能是IB培养基也吸引了来自土 壤中的芽孢杆菌属细菌.相较之下,施加J37的处理组与仅施加KMB培养基的对照组的果实品质提升并不 显著,这可能是由于JD37在土壤中的适应性相对较差,而KⅧB培养基无法吸引土壤中有提升果实品质能力 的微生物所以就应用方向而言,贝莱斯芽孢杆菌更适合作为微生物肥料 酶是土壤或基质中生物活性最强的部分,反映了土壤或基质中各种生化过程的强度.酶活性可以作 为评价土壤或基质肥力状况的生物活性指标.曹银珠等研究表明脲酶的活性较低,可以有效地降 低田间氮素的损失.本研究中发现施加S3-1能显著地降低土壤中脲酶的活性(P<0.05),所以推测S3-1 能够有效地留存土壤中的氮素,从而提升果实的品质.而土壤中的蔗糖酶对土壤的碳循环有显著影响, 但本研究中发现4组处理组的蔗糖酶活性并没有显著性的差异.植物根际的微生物变化率显示S3-1可 能替代了土壤根际中与氮循环相关的微生物,因此S3-Ⅰ能抑制土壤中的氮循环,但对土壤中的碳循环 没有明显的抑制作用 4结论 研究了贝莱斯芽孢杄菌S3-1与桔黄假单胞菌J37的促生能力,结果显示:贝莱斯芽孢杆菌S3-l 能够更有效地提升西红柿的可溶性糖、可滴定酸、可溶性蛋白等物质的含量,也能增加根际可培养微生 物的变化率,同时能够降低土壤的脲酶活性以减少氮素损失.相较于桔黄假单胞菌,贝莱斯芽孢杆菌 S3-1有更强的定殖能力抢占生态位,更稳定的产IAA能力,以及通过改变土壤酶活性来提升植物的果 实品质,更适合作为微生物肥料 参考文献: [1]尹显慧,田雪莲,龙友华,等.微生物菌剂对番茄生长发育及产量的影响[J].湖北农业科学,2016,55(6):1466-1469 YIN X H, TIAN X L, LONG Y H, et al. Effects of microbial agents on growth and yield of tomato [J]. Hubei Agricultural es,2016,55(6):l [2]赵雯,李金叶.中国番茄国际竞争力分析[J].新疆社会科学(汉文版),2008(6):19-21. ZHAO W. LI J Y. Analysis of Chinese tomato international competitive [J]. Xinjiang Social Sciences(Chinese Edition),2008(6):19-21. 3]孟瑶,徐凤花,孟庆有,等.中国微生物肥料研究及应用进展[J].中国农学通报,2008,24(6):276-283 MENG Y, XU F H, MENG Q Y, et al. Progress in research and application of microbial fertilizers in China [J].Chines Agricultural Science Bulletin, 2008, 24(6): 276-283 [4]赵惠,范海燕,赵丹,等.芽孢杄菌Sneb09控制番茄根结线虫病及其促生效果研究[J].中国植保导刊,2018, 38(7):13-19 ZHAO H, FAN H Y, ZHAO D, et al. Study on the control of tomato root-knot nematode disease by Bacillus Sneb709 [J] China Plant Protection Guide, 2018, 38(7): 13-19 [5]杨晓云,陈志谊,蒋盼盼,等.解淀粉芽孢杆菌Bl69对番茄的促生作用[J].中国生物防治学报,2016,32(3):349-356 YANG X Y, CHEN Z Y, JIANG PP, et al. Promoting effect of Bacillus amyloliquefaciens B1619 on tomato [J].Chinese Journal of Biological Control, 2016, 32(3): 349-356 6] MEENA V S, MISHRA P K, BISHT J K, et al. Agriculturally Important Microbes for Sustainable Agriculture [M]. 2017 [7 KESWANI C, SINGH H B, SARMA B K. Advances in PGPR Research [M]. Wallingford: CABI Publishing, 2017 [8]杨杉杉.假单胞菌BPl6的分离鉴定及其植物促生性状和效应[J].微生物学通报,2018,45(10):2121-2130

上海师范大学学报!自然科学版" ,'230/4305(%.60&7/58'!(0;'2=5'" #)*+ 年 C 个月后#施加 2CK* 的处理组与对照组相比#西红柿果实中的可溶性糖)可溶性蛋白)可滴定酸)抗坏血酸 的含量分别提升了G[#C*[#**[#G)[#这与侯乐梅等'C+( 的研究结果的趋势是一致的'说明施加 2CK* 能够有 效提升西红柿果实的品质#这可能是贝莱斯芽孢杆菌在土壤中的存活能力与抗逆性更强所导致的'!)( '而仅施 加 Rf培养基的土壤也能略微提升果实品质#但效果并不明显'推测其原因可能是 Rf培养基也吸引了来自土 壤中的芽孢杆菌属细菌'相较之下#施加 ,@CH 的处理组与仅施加 oLf培养基的对照组的果实品质提升并不 显著#这可能是由于 ,@CH 在土壤中的适应性相对较差#而 oLf培养基无法吸引土壤中有提升果实品质能力 的微生物'所以就应用方向而言#贝莱斯芽孢杆菌更适合作为微生物肥料' 酶是土壤或基质中生物活性最强的部分#反映了土壤或基质中各种生化过程的强度'酶活性可以作 为评价土壤或基质肥力状况的生物活性指标'C+( '曹银珠等'!*( 研究表明脲酶的活性较低#可以有效地降 低田间氮素的损失'本研究中发现施加 2CK* 能显著地降低土壤中脲酶的活性!Mb)')G"#所以推测 2CK* 能够有效地留存土壤中的氮素#从而提升果实的品质'而土壤中的蔗糖酶对土壤的碳循环有显著影响# 但本研究中发现 ! 组处理组的蔗糖酶活性并没有显著性的差异'植物根际的微生物变化率显示 2CK* 可 能替代了土壤根际中与氮循环相关的微生物#因此 2CK* 能抑制土壤中的氮循环#但对土壤中的碳循环 没有明显的抑制作用' ! 结 论 研究了贝莱斯芽孢杆菌 2CK* 与桔黄假单胞菌 ,@CH 的促生能力#结果显示$贝莱斯芽孢杆菌 2CK* 能够更有效地提升西红柿的可溶性糖)可滴定酸)可溶性蛋白等物质的含量#也能增加根际可培养微生 物的变化率#同时能够降低土壤的脲酶活性以减少氮素损失'相较于桔黄假单胞菌#贝莱斯芽孢杆菌 2CK* 有更强的定殖能力抢占生态位#更稳定的产 B>>能力#以及通过改变土壤酶活性来提升植物的果 实品质#更适合作为微生物肥料' 参考文献! $ * % 尹显慧!田雪莲!龙友华!等'微生物菌剂对番茄生长发育及产量的影响 $,%'湖北农业科学!#)*D!GG"D#&*!DD F*!D+' NB(jP!XB>(jR!RA(MNP!9;0&'J119=;:%165=.%V50&049/;:%/ 4.%W;3 0/T 4.5=-&;-.0& 2=59/=9:!#)*D!GG"D#&*!DD F*!D+' $ # % 赵雯!李金叶'中国番茄国际竞争力分析 $,%'新疆社会科学"汉文版#!#))""D#&*+ F#*' OP>Ag!RB,N'>/0&4.5=-&;-.0&2=59/=9f-&&9;5/!#))"!#!"D#&#HD F#"C' $ ! % 赵惠!范海燕!赵丹!等'芽孢杆菌 2/9VH)+ 控制番茄根结线虫病及其促生效果研究 $,%'中国植保导刊!#)*"! C""H#&*C F*+' OP>AP!m>(PN!OP>A@!9;0&'2;-T(MjN!SPJ(ON!,B>(Mhh!9;0&'h.%6%;5/49119=;%1S)HJDD2Q)?FDPDJ[2KR)HJK=Qf*D*+ %/ ;%60;%$,%'S35/9:9 ,%-./0&%1f5%&%45=0&S%/;.%&!#)*D!C#"C#&C!+ FCGD' $ D % LJJ(>$2!LB2P\>ho!fB2PX,o!9;0&'>4.5=-&;-.0&&4.5=-&;-.9$L%'#)*H! 25/40?%.9&2?.5/49.' $ H % oJ2g>(BS!2B(MPPf!2>\L>fo'>T80/=9:5/ hMh\\9:90.=3 $L%'g0&&5/41%.T&S>fBh-V&5:35/4!#)*H' $ " % 杨杉杉'假单胞菌 fh*D 的分离鉴定及其植物促生性状和效应 $,%'微生物学通报!#)*"!!G"*)#&#*#* F#*C)' #)!

第2期鲁凯珩,金清,曹沁,等:不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响205 YANG SS. Isolation and identification of Pseudomonas BP16 and its plant growth-promoting traits and effects [J] Bulletin of Microbiology, 2018, 45(10): 2121-2130 [9]王琳,魏启舜,周影,等.覆土层益生菌恶臭假单胞菌TK3对双孢蘑菇的促生作用[J].食用菌学报,2018,25(3) 23-29 WANG L, WEI Q S, ZHOU Y, et al. Promoting effect of probiotics Pseudomonas putida TK3 on Agaricus bisporus [J] Journal of Edible Fungi, 2018, 25(3): 23-29 [10]刘萧湘.具有植物促生活性的耐盐菌的筛选及微生物法改良盐渍化土壤初探[D].上海:上海师范大学,2016. IU XX. Screening of salt-tolerant bacteria with plant-promoting life and preliminary study on microbial improvement of salinized soil [D]. Shanghai: Shanghai Normal University, 2016 [11] EGAMBERDIEVA D, WIRTH S J, SHURIGIN VV, et al. Endophytic bacteria improve plant growth, symbiotic rformance of chickpea( Cicer arietinum L. )and induce suppression of root rot caused by Fusarium solani under salt stress [J]. Frontiers in Microbiology, 2017, 8: 1887 [12]李颂硕.解淀粉芽孢杆菌S3-1的田间应用及表面活性素发酵工艺优化[D].上海:上海师范大学,2017 LI SS. Field application of Bacillus amyloliquefaciens S3-1 and optimization of surfactant fermentation process [D] Shanghai: Shanghai Normal University, 2017 [13] CHEN J, LI SS, XU B, et al. Characterization of Burkholderia sp. XTB-5 for phenol degradation and plant growth promotion and its application remediation of contaminated soil [J]. Land Degradation and Development, 2017 28(3):1091-1099 [14]胡婵娟,刘国华,吴雅琼土壤微生物生物量及多样性测定方法评述[J]生态环境学报,2011,20(6):1161-1167 HU C J, LIU G H, WU Y Q Review on methods for determination of soil microbial biomass and diversity [J].Chinese 2011,20(6) [15]曹建康,姜微波,赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:中国轻工业出版社,2007 CAO J K, JIANG W B, ZHAO Y M. Physiological and Biochemical Experiment Guidance for Postharvest Fruits and Vegetables [M]. Beijing: China Light Industry Press, 2007. [16]关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京:中国农业出版社,1986. GUAN S Y Soil Enzymes and Their Research Methods [M]. Beijing: China Agriculture Press, 1986. [17] MINAXI, SAXENA J Characterization of Pseudomonas aeruginosa RM-3 as a potential biocontrol agent [J]. Mycopatholo- gia,2010,170(3):181-193 [18]管珺.蜡样芽孢杆菌的培养及其在农业领域中的应用研究[D].南京:南京工业大学,2008 GUAN J Culture of Bacillus cereus and its application in agriculture [D]. Nanjing: Nanjing Tech University, 2008 [19]GHOSH T S, CHATTERJEE S, AZMI S A, et al. Virulence assay and role of Bacillus thuringiensis TS1 10 as biocontrol agent against the larval stages of rice leaf folder Cnaphalocrocis medinalis [J] Journal of Parasitic Diseases, 2017, 41(2) [20 REN J H, LI H, WANG Y F, et al. Biocontrol potential of an endophytic Bacillus pumilus JK-SX001 against poplar canker [J] Biological Control, 2013, 67(3): 421-430 [21] CHEMELTORIT P P, MUTAQIN K H, WIDODO W. Combining Trichoderma hamatum THSW13 and Pseudomonas aeruginosa BJ10-86: a synergistic chili pepper seed treatment for Phytophthora capsici infested soil [J]. European Journal of Plant Pathology, 2017, 147(1): 157-166 [22] GEORGE A B, ANASTASIA LL, KALLIOPI K, et al. Biological control of three Colletotrichum lindemuthianum races using Pseudomonas chlororaphis PCL1391 and Pseudomonas fluorescens WCS365 [J]. Biological Control, 2009, 49(2): 139-145 [23]ZHAO Q Y, RAN W, WANG H, et al. Biocontrol of Fusarium wilt disease in muskmelon with Bacillus subtilis Y-IVI [J] cOntrol,2013,58(2):283-292 [24] UMME S Z, TAKASHI A, Mohammad S R. Biocontrol of Rhizoctonia solani kl by iturin a producer Bacillus subtilis RB14 [25] SAECHOW S, THAMMASITTIRONG A, KITTIKOOP P, et al. Antagonistic activity against dirty panicle rice fungal athogens and plant growth promoting activity of Bacillus amyloliquefaciens BAS23 [J] Journal of Microbiology and Biotechnology,2018,28(9):1527-1535 [26]CHOWDHURY S P, HARTMANN A, GAO X, et al. Biocontrol mechanism by root-associated Bacillus amyloliquefaciens

第 # 期 鲁凯珩#金 清#曹 沁#等$不同微生物菌剂对田间西红柿品质以及土壤酶活性的影响 N>(M2 2'B:%&0;5%/ 0/T 5T9/;515=0;5%/ %1CQK25P?P=)Qfh*D 0/T 5;:?&0/;4.%W;3K?.%6%;5/4;.05;:0/T 9119=;:$ ,%' f-&&9;5/ %1L5=.%V5%&%4(MR!gJBk2!OPA7N!9;0&'h.%6%;5/49119=;%1?.%V5%;5=:CQK25P?P=)QM2"J5) XoC %/ AL)LfJ\@BJ$>@! gB\XP 2 ,! 2P7\BMB( $ $! 9;0&'J/T%?3A,o!,B>(Mg f! OP>A N L'h3(2 N'2%5&J/Q4.5=-&;-.9h.9::!*+"D' $*H% LB(>jB!2>jJ(>,'S30.0=;9.5Q0;5%/ %1CQK25P?P=)Q)K(,'S-&;-.9%1S)HJDD2QHKXXJ\,JJ2!>OLB2 >!9;0&'$5.-&9/=90::0(MNm!9;0&'f5%=%/;.%&?%;9/;50&%10/ 9/T%?3kB( o P! gB@A@A g'S%6V5/5/4:f!>(>2X>2B>RR!o>RRBAhBo!9;0&'f5%&%45=0&=%/;.%&%1;3.999PDDK"P"AkN!\>(g!g>(MP!9;0&'f5%=%/;.%&%162Q)o>2PB>!L%30660T 2 \'f5%=%/;.%&%11XJWPH"P=J) QPD)=Ji* VT80/=9:5/ L5=.%V5%&%4JSPAg 2!XP>LL>2BXXB\A(M >! oBXXBoAAhh! 9;0&'>/;04%/5:;5=0=;585;2#C $ ,%',%-./0&%1L5=.%V5%&%4\XL>((>!M>Aj!9;0&'f5%=%/;.%&69=30/5:6V<.%%;K0::%=50;9T S)HJDD2Q)?FDPDJ[2KR)HJK=Q #)G

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