一种油菜根瘤显著促进油菜生长

【作者】 刘仁虎； 王伏林； 谢芳； 郎春秀； 胡张华； 吴关庭； 郑滔；

【机构】 浙江省农业科学院病毒学与生物技术所； 上海生命科学研究院植物生理生态研究所；

【摘要】 可使植物根部组织增生形成瘤状物的微生物很多,但除豆科植物上的根瘤菌为有益共生菌外,多数为有害的寄生微生物。在油菜及其近缘的十字花科植物中,可使植物根部组织增生成瘤状物的微生物发现得并不多,常见的仅有根肿菌,其寄生引起十字花科蔬菜如甘蓝、萝卜、大白菜等作物的根肿病。感染根肿菌的植物根系对营养物质和水分的吸收功能受阻从而出现矮小、萎蔫和枯死等症状。促进植物生长的油菜根瘤微生物尚未见报道。本研究在油菜上发现一种根瘤,可显著促进油菜的营养生长。对N、P、K、Na、Zn、Mg、Al、Fe、Ca等大量元素测定发现根瘤显著促进油菜对N,P,Zn的吸收,在老叶中促进了Ca和Fe的吸收。植物激素分析发现根瘤组织中生长素含量提高了5～10倍,ABA降低了10倍左右。对根瘤组织进行光学切片,发现植物根瘤组织细胞不存在类似豆科植物根瘤的拟菌体,但电子显微切片在根瘤细胞观察到大量细菌状颗粒。分离该细菌后,16S rDNA测序显示该细菌属假单胞菌属,电子显微镜观察到该细菌为长约1～3μm,粗约0.4～0.5μm的杆状细菌,单边着生鞭毛,鞭毛数为1根,鞭毛长度可达5倍菌体长度以上。人工接种该菌后可使油菜根部大量结瘤并大大促进油菜的营养生长。苗期接种50d可使油菜生物量比对照增加3～5倍。氮同位素¹⁵N吸收研究表明,接种油菜根瘤菌可以降低土壤中¹⁵N的吸收,暗示该根瘤菌具有固氮活性。乙炔还原活性测定为检测豆科植物固氮活性的常用方法,采用该方法测定油菜根瘤显示该油菜根瘤具有显著的乙炔还原活性,约为大豆根瘤固氮活性的10%左右。但分离获得的菌株在无氮培养基上不能生长,显示了油菜根瘤作用机制的复杂性。更多还原