异养氨氧化细菌通过双重作用机制促进多花黑麦草的再生

作     者：于浩 王晓凌 段义忠 司振强 熊翔英 吴迪 李亚楠 YU Hao;WANG Xiaoling;DUAN Yizhong;SI Zhenqiang;XIONG Xiangying;WU Di;LI Ya’nan

作者机构：河南科技大学农学院河南洛阳471000 榆林学院生命科学学院陕西榆林719000 

出 版 物：《微生物学通报》 (Microbiology China)

年 卷 期：2024年第51卷第8期

页      面：2962-2973页

核心收录：

学科分类：090503[农学-草业科学] 0909[农学-草学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：国家自然科学基金(U1304326) 河南省科学委员会优秀青年基金(174100510004) 河南省自然科学基金(162300410070) 

主　　题：异养氨氧化细菌 细胞分裂素 多花黑麦草 再生 土壤硝化作用 

摘      要：【背景】异养氨氧化细菌(heterotrophic ammonia-oxidizing bacteria,HAOB)通过增加叶片细胞分裂素含量促进多花黑麦草的再生,但其促进植物再生的具体机制尚未探明。【目的】揭示HAOB调控细胞分裂素的合成促进多花黑麦草再生的机制。【方法】以一株HAOB菌株(S2_8_1)为试验菌株,盆栽多花黑麦草作为植物材料。试验处理设计包括:常规供水(TA);添加空白富集培养基(TB);添加硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(3,4-dimethylpyrazole phosphate,DMPP)(TN1);添加DMPP和20 mmol/L的NO_(3)^(−)-N(TN2);添加DMPP和30 mmol/L的NO3−-N(TN3);添加DMPP和40 mmol/L的NO_(3)^(−)-N(TN4);接种菌株S2_8_1(TI)。【结果】30−40 mmol/L NO_(3)^(−)-N对提高叶片细胞分裂素含量和根向叶片传递效果最好,从而促进叶片再生。在根际土壤硝化作用诱导的细胞分裂素增加达到最大限度时,接种菌株S2_8_1进一步增加了根中细胞分裂素的合成,提高了叶片中细胞分裂素的浓度。所测试的HAOB菌株S2_8_1通过双重作用显著提高了叶片细胞分裂素的浓度,促进了多花黑麦草再生。【结论】本研究揭示了HAOB菌株在根际发挥双重作用促进植物生长的机制,为提高牧草产量和农业可持续发展提供直接应用价值。