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微基生物|农业微生物功能菌株分离培养:从筛选到应用

农业微生物是土壤健康的“守护者”和作物增产的“发动机”。但在科研中,如何从复杂的土壤或植物样本中精准分离目标菌株?如何验证其功能?

微基生物专注农业微生物分离培养-菌株鉴定-功能验证-组学解析全链条技术服务覆盖土壤、植物堆肥等全类型样本高效分离获得纯培养功能菌株,助力科研院所与高校快速获得优质菌株资源,支撑高分文章发表与菌剂产品开发。

土壤微生物的使用研究与应用过程

 

一、微基生物提供广筛型(探索未知)、靶向型(定向挖掘)分离培养服务


微基生物提供微生物需氧/厌氧活菌保存液,保障样本运输与菌株保存活性。

二、常见功能菌株类型


功能菌株

代表菌株

典型功能

植物促生菌(PGPR

内生菌、枯草芽孢杆菌

IAA铁载体ACC脱氨酶抗逆

养分转化菌

根瘤菌、假单胞菌

固氮、解磷、解钾、纤维素降解

生物防治菌

链霉菌、贝莱斯芽孢杆菌

抗病毒、抗线虫、诱导系统抗性

胁迫缓解菌

芽孢杆菌、不动杆菌

重金属固定胞外多糖分泌、耐盐碱

 

三、文献分享  冬小麦根际促生细菌筛选

标题:Study on the isolation of rhizosphere bacteria and the mechanism of growth promotion in winter wheat in response to drought stress

期刊:Frontiers in Plant Science(2025年8月)

DOI:10.3389/fpls.2025.1595554

核心亮点:从冬小麦根际分离7株促生细菌,系统评价固氮、解磷、产IAA、ACC脱氨酶、铁载体等功能;通过盆栽试验验证3株高效菌株对小麦抗旱与生长的促进效应;结合全基因组测序与比较基因组分析,首次揭示海藻糖合成、渗透调节、磷转运等基因簇介导的抗旱促生机制,为小麦抗旱生物菌剂开发提供优质菌种与理论支撑。

1.样本类型:冬小麦根际土壤(根际细菌分离);冬小麦根组织(分离内生菌)。

2.细菌分离培养流程

冬小麦根内生细菌分离:根组织无菌水冲洗5min→70%酒精30s→1/100(v/v)次氯酸钠处理3min→无菌水冲洗5次,LB平板验证无菌落;消毒后根组织于无菌水培养皿过夜,复苏内生菌。取1mL根组织研磨悬液加入99mL无菌水/PBS,30℃、160rpm振荡2h,梯度稀释至10-8。选取10-610-710-8梯度,各取100μL涂布TSA平板,连续培养2周,标记单菌落。

根际细菌分离:根际土壤经梯度稀释后,采用稀释涂布平板法在TSA培养基上分离纯化,获得单菌落菌株。

3.功能验证技术方法


1)促生功能体外测定固氮、解磷、铁载体、IAA、ACC脱氨酶的体外测定。

2)盆栽抗旱试验设置正常与干旱胁迫组,测定株高、根长等生长指标。

3)基因组与功能基因分析全基因组测序+比较基因组分析,定位关键基因簇。

4)菌株耐旱性测定PEG6000模拟干旱(5%~30%),测定OD600评价生长情况。

三、结果与图表解读

1. 菌株分离与鉴定:7 株放线菌门功能菌成功筛选

基于16S rRNA基因的菌株系统发育树

基于16S rRNA基因测序构建系统发育树,成功分离7株根际细菌,均属于放线菌门:Microbacterium、Arthrobacter、Paenarthrobacter等属。

2. 促生功能验证:3 株菌具备全能促生特性

1 7株细菌的促生功能指标

4株菌具有解磷能力,T19解磷量最高(51.81mg/L);I2、R4、K2同时具备固氮、解磷、产IAA、铁载体、ACC脱氨酶五大功能;I2铁载体活性最高(37.32%),R4 ACC脱氨酶活性最强。

3. 干旱胁迫下促生效果:K2菌株抗旱潜力突出

 

不同菌株对小麦株高与根长的影响

正常条件下I2、R4、K2使小麦株高分别提升5.17%、13.02%、12.14%;干旱条件下仅K2显著促进根系生长,根长提升11.94%,抗旱优势突出。

4. 基因组解析:功能基因簇揭示促生抗旱机制

3株高效菌株KEGG功能注释

I2、R4、K2 菌株基因组圈图

I2、R4、K2进行全基因组测序与KEGG注释:3株菌基因组均富集碳水化合物代谢、氨基酸代谢、次生代谢产物合成核心通路,具备完整的环境适应与促生遗传基础;菌株含解磷(pstABCS)、固氮(nifUHJ)、ACC 脱氨酶(accABD)、海藻糖合成(treXYZ/ostAB)等功能基因簇,其中K2独有多重海藻糖合成通路,是其抗旱能力突出的核心原因。

本研究建立分离→功能筛选→盆栽验证→基因组解析”完整体系,筛选出的高效抗旱促生菌株,为小麦生物菌剂开发提供优质菌种与理论支撑。

农业微生物研究旨在通过分离、培养并筛选具有促进农作物增产、防治病害和调节土壤肥力等优良功效的微生物菌株,微基生物以专业的技术及多年经验累积为农业微生物菌株的研究提供更高效的解决方案,助力科研实验

参考文献

1. Luo C H, He Y J, Chen Y P. Rhizosphere microbiome regulation: Unlocking the potential for plant growth[J]. Curr Res Microb Sci, 2024, 8:100322.

2. Zhang L J, Pan Y S, Qi Y J, et al. Study on the isolation of rhizosphere bacteria and the mechanism of growth promotion in winter wheat in response to drought stress[J]. Front Plant Sci, 2025, 16:1595554.

 

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