生物所揭示联合固氮菌与根际有益菌的协同增效机制

近日,中国农业科学院生物技术研究所农业微生物技术创新组解析了次级代谢物表面活性素(Surfactin)介导的固氮施氏假单胞菌与贝莱斯芽孢杆菌的协同增效机制,为构建高效微生物促生复合菌剂提供了新策略。相关成果发表于美国微生物学会经典期刊《应用与环境微生物学(Applied and Environmental Microbiology)》。

作为根际微生物群落中的重要组成部分,固氮菌与芽孢杆菌在促进植物生长方面均发挥着积极作用。本研究发现,联合固氮施氏假单胞菌A1501可与生防菌贝莱斯芽孢杆菌BRI3结成“细菌盟友”,显著增强其在玉米根际的定殖效率和促生效果。在纯培养条件下,BRI3的加入显著提升了A1501的固氮生物膜形成能力,固氮酶活性提高3.2倍,实验也证实,BRI3分泌的表面活性素能显著诱导A1501生物膜形成相关基因的表达。根际定殖和盆栽实验表明,BRI3的加入提高了A1501的玉米根际定殖能力2.3倍,同时显著提高玉米叶绿素含量、株高、生物量。连续两年的田间实验进一步显示,两菌混合接种可在氮肥减施15%条件下玉米产量提高11.3%,表现出增产与节肥的双重潜力。该研究为研发高效复合微生物菌剂、推动化肥减施与绿色农业发展提供了工作基础。

本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、海南省种子实验室与中国种子集团项目以及中国农业科学院科技创新工程等项目资助。博士生刘尧尧、硕士生朱敏为论文共同第一作者,燕永亮研究员、柯秀彬副研究员为共同通讯作者,林敏研究员为本研究提供悉心指导。

原文链接:

https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.00498-26


图示:施氏假单胞菌—贝莱斯芽孢杆菌互作模式图