采用改进培养方法结合现代分子生态学技术,根据华东地区主要土壤类型调查不同作物、同一作物不同品种的根际和非根际土壤以及耕作土和自然土中的钾矿物分解细菌资源及其种群多样性,筛选高效稳定钾矿物分解细菌,运用多相分类技术揭示钾矿物分解细菌的遗传多样性和系统发育关系。预期研究结果将对丰富微生物资源库、基因库以及深入阐明钾矿物分解细菌生物多样性具有重要理论意义,为进行生物多样性保护提供有力依据。
钾矿物分解细菌是一类能分解硅铝酸盐矿物释放钾、硅等元素的微生物,对其进行资源调查和生物多样性研究对丰富微生物资源库和基因库和可持续农业生产具有重要理论意义。本研究采集山东、江西、安徽、江苏、福建、浙江等省市主要土壤类型、不同植物根际土壤约750份,分离纯化长势良好的钾矿物分解细菌约120株,约23%的钾矿物分解细菌能产生植物激素IAA和铁载体。采用16S rDNA PCR-RFLP方法对菌株的遗传多样性进行了分析,并对高效释钾、释硅菌株运用16S rDNA同源性分析方法进行了鉴定,结果表明钾矿物分解细菌具有丰富的遗传多样性,高效释钾菌株AFM2鉴定为土壤杆菌属(Agrobacterium sp.),高效释硅菌株H2c鉴定为根瘤菌属(Rhizobium sp.)。建立了钾矿物分解细菌脂肪酸分析的标准方法。结合微生物生态学原理,对南京某钾矿区植物根际细菌多样性进行了研究,为矿物-植物-土壤系统中钾矿物分解细菌提高植物抗逆性和机制提供试验材料和依据。对高效菌株采用UV+LiCl联合诱变技术,筛选获得表型无差异而释钾效能不同的突变株,盆栽试验表明接种产荚膜较多的突变株能显著提高作物钾素营养。