荒漠植物柠条产ACC脱氨酶根际促生菌的筛选及其促生特性研究

代金霞，周波，田平雅

宁夏大学生命科学学院，宁夏 银川 750021

荒漠植物柠条产ACC脱氨酶根际促生菌的筛选及其促生特性研究

代金霞，周波，田平雅

宁夏大学生命科学学院，宁夏 银川 750021

为获得荒漠植物柠条（Caragana korshinskii）根际促生菌并阐明其促生特性，为发掘和应用抗逆、促生优良菌种资源提供理论依据，采用定向富集方法，以1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）为唯一氮源从柠条根际土壤中筛选产ACC脱氨酶的菌株，测定菌株的酶活性、产IAA、固氮、解磷和产铁载体等促生特性，通过高效促生菌接种试验进行促生效果验证，结合形态特征和16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定。结果表明：从柠条根际分离出产ACC脱氨酶菌株5株，其ACC脱氨酶活性在0.33～2.43 U·mg-1之间。5株菌株全部具有固氮、产IAA和产铁载活性，菌株AC3和AC5同时具有解无机磷能力。经鉴定，菌株AC1～AC4隶属于肠杆菌属Enterobacter，AC5隶属于节杆菌属Arthrobacter。以筛选出的具有高效促生潜能菌株AC3为供试菌株进行接种试验，结果显示接种后柠条幼苗的生物学指标较对照都有显著提高，其株高、根长、叶片数分别增长24.97%、29.21%和37.68%，地上鲜质量和干质量分别增长20.09%和23.08%，地下鲜质量和干质量分别增长39.19%和47.37%，AC3促生效果明显，尤其促进了幼苗地下部分的生长，具有进一步开发为微生物肥料的潜能。该研究结果为丰富荒漠区促生菌资源、促进促生菌的开发和利用奠定了基础。

柠条；ACC脱氨酶；根际促生菌；促生作用

植物根际促生菌（plant growth-promoting rhizobacteria，PGPR）是一类生存于植物根际、根表，能直接或间接地促进或调节植物生长的微生物（Vacheron et al.，2013）。PGPR能够通过固氮、解磷和解钾等活性改善土壤理化性质，增强植物根系吸收能力，提高养分利用率，也可以通过抑制土壤中致病菌的生长、产生赤霉素和吲哚乙酸等植物激素促进植物的生长（Bhattacharyya et al.，2012）。其中产1-氨基环丙烷-1-羧酸（1-aminocyclopropane-1-carboxylate，ACC）脱氨酶的细菌通过抑制植物体内乙烯合成的胞内聚合酶，将乙烯合成前体ACC分解为α-丁酮酸和氨，从而有效缓解植物体内乙烯的积累，减轻逆境下乙烯对植物的伤害，促进植物的生长和产量的提高（Arshad et al.，2008），并在促进植物抗盐碱、干旱及重金属胁迫等方面都有显著作用（Glick，2014；郭军康等，2015）。

作为一种极其丰富的微生物资源，根际促生菌兼有“促生、营养、生防”三重作用，将是未来生物型农业和可持续发展中不可缺少的生物资源。因此，利用高效的PGPR来研制新型微生物菌肥成为国内外研究的热点。然而，目前对PGPR的研究主要集中于农作物和经济植物上，绝大多数植物特别是生长在特殊生境或极端环境下的植物，其PGPR的遗传多样性、促生特性、促生机理及其与宿主交互的过程等，仍有待更加深入的研究。

柠条（Caragana korshinskii）为豆科锦鸡儿属落叶灌木植物，其根系发达，能够吸收深层土壤的水分，对环境条件具有广泛的适应性，其抗旱性、抗寒性和耐盐碱性都很强，是中国西北、华北、东北西部水土保持和固沙造林的重要植物之一。柠条枝叶可作为饲草饲料，根、花、种子均可入药，花开繁茂，是很好的蜜源植物。作为宁夏荒漠区长期发展的重要植物资源，柠条在维护干旱荒漠区的生态平衡、改善沙区环境、发展畜牧业生产、提高沙区的经济效能中发挥着十分重要的作用（程杰等，2016）。目前有关柠条的分类、区系分布、资源开发利用以及土壤养分利用等方面已进行了大量研究，而对其根际促生菌的遗传多样性、促生特性及促生作用机制等方面的研究尚属空白。

作为防风固沙的先锋物种，柠条的生态学意义远大于其经济学意义，那么它所具备的广泛的适应能力与超强的抗逆能力是否与其根际促生菌有关？这些促生菌有哪些，能否被分离培养并应用于生产实践？鉴于以上问题，本研究拟对柠条根际产ACC脱氨酶活性菌株进行筛选鉴定，并对菌株的促生特性和促生效果进行分析，以期为丰富荒漠区促生菌资源、促进促生菌的开发和利用提供基础资料，也为进一步深入研究根际土壤-微生物-植物互作的生态调控机制和PGPR的促生机理奠定基础。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 研究区概况和土壤样品来源

土壤样品采自宁夏白芨滩国家级自然保护区人工柠条林地。该保护区属我国典型的荒漠类型自然保护区，年降雨量255.2 mm，年均蒸发量为2862.2 mm，生态环境十分脆弱，是全国最大的柠条林和西北最大的猫头刺（Oxytropis aciphylla）荒漠区。于2016年5月柠条盛花期，在2 km×2 km范围内设置5个采样点，每个采样点在10 m×10 m范围内选取3棵植株，用铁铲挖去根部周围土壤，待根部露出后用毛刷将根上附着的土壤收集到50 mL无菌离心管中混匀，共采集5份土样置于冰盒立即带回实验室4 ℃冰箱保存备用。

1.1.2 主要试剂和培养基

PAF、DF和ADF培养基用于产ACC脱氨酶菌株的分离筛选（冯维维等，2016）；PKO和CAS培养基分别用于检测菌株溶磷、产铁载体能力；固氮活性检测采用阿须贝无氮培养基；分泌生长素（IAA）能力测定采用Salkowski试剂；菌株的发酵培养和保存采用LB培养基（张建，2016）。

1.2 方法

1.2.1 含ACC脱氨酶活性细菌的富集与分离纯化

用无菌称量纸分别称取1 g根际土于50 mL的PAF培养基中，28 ℃条件下200 r·min-1培养24 h。取1 mL土壤悬液转移至另一装有50 mL PAF培养液的三角瓶中，同等条件下培养24 h。再转接1 mL菌悬液至50 mL的DF培养液中，在28 ℃、200 r·min-1条件下培养24 h。连续2次转接上述DF菌悬液1 mL至50 mL ADF培养液中，振荡培养48 h后用于ACC脱氨酶活性细菌的富集。取1 mL富集菌体的ADF培养液，梯度稀释后吸取200 µL涂布于ADF固体培养基上，在28 ℃条件下培养48 h，挑取单菌落在ADF平板上划线5次，纯化后的菌株转接到LB试管斜面4 ℃保存备用。

1.2.2 菌株的ACC脱氨酶活性测定

ACC脱氨酶能够将乙烯形成的化学前体物质ACC分解成为α-丁酮酸和氨。本实验菌株ACC脱氨酶活性测定参考韩坤等（2015）的方法。蛋白质测定采用Bradford法，以牛血清蛋白为标准蛋白。以单位蛋白含量的细菌菌体在单位时间内产生α-丁酮酸的量作为ACC脱氨酶活性。每分钟ACC脱氨酶催化ACC产生1 μmol的α-丁酮酸量（μmol)，即为1个酶活单位（U），用单位酶活力除以总蛋白质量即为比活力（U·mg-1），以此表示细菌的ACC脱氨酶活性。

1.2.3 16S rDNA序列测定和菌株鉴定

筛选获得的产ACC脱氨酶菌株用LB液体培养基振荡培养48 h，离心收集菌体，用细菌基因组DNA提取试剂盒（北京天根生化科技有限公司）进行菌株总DNA提取。采用细菌16S rDNA通用引物27F、1492R进行PCR扩增。扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测合格后委托上海生工生物工程技术服务有限公司进行16S rDNA全序列测定。将所测序列在GenBank中进行blast同源性搜索，通过16S rDNA序列比对，结合菌落和菌体形态观察进行菌株的鉴定。

1.2.4 菌株促生活性测定

（1）产铁载体能力检测：将待测菌株在LB培养基上划线，28 ℃培养24 h后点接于CAS检测平板上，28 ℃培养48～72 h，观察菌落周围培养基的颜色变化，并进行产铁载体能力的定性检测，若产生橘黄色或无色晕圈则表明其菌株具有产生铁载体的能力。采用CAS比色法进行定量测定，以测定菌株的吸光值A与对照的吸光值Ar的比值（A/Ar）作为定量指标，比值越小，反映铁载体的产量越大。一般参考标准为：A/Ar：0～0.2+++++；0.2～0.4++++；0.4～0.6+++；0.6～0.8++；0.8～1.0+。

（2）溶磷能力的测定：采用无机磷[Ca3(PO4)2]固体培养基溶磷圈法测定菌株的溶磷能力。将待测菌株点接于PKO平板上，28 ℃恒温箱中培养10 d后，测定菌落溶磷透明圈直径与菌落直径的比值。比值越大，溶磷能力越强；比值越小，溶磷能力越弱；比值为1时，表示菌落无溶磷能力。

（3）固氮活性检测：将菌株接种到阿须贝培养基上，连续转接5次都能正常生长的菌株视为具有固氮活性。

（4）分泌IAA能力检测：将菌株接种于含有L-色氨酸（100 mg·L-1）的LB液体培养基，在30 ℃、150 r·min-1条件下培养24 h，取50 μL菌悬液滴于96孔板上，同时加入等体积的Salkowski比色液，室温下避光放置30 min后观察颜色变化，颜色变红者表示能够分泌IAA。以加入50 μL的LB液体培养基与等体积比色液的混合溶液为阴性对照，以加入含50 mg·L-1的IAA标准液作为阳性对照。采用分光光度法对菌株产IAA的能力进行定量测定。

以上促生特性的定性和定量检测各设置3个重复。

1.2.5 菌株的促生效果验证

将筛选获得的菌株AC3在LB液体培养基中振荡培养24 h，在4 ℃、800 r·min-1条件下离心10 min，弃去上清液，加无菌水洗涤菌体后制成OD600为(1.0±0.05)的菌剂，置于4 ℃冰箱内备用。取研究区非根际表层土壤（0～20 cm），碾碎风干后过2 mm 筛，剔除碎石和杂质，与蛭石按照3∶1比例（V/V）配制为供试土壤基质。花盆规格为直径13 cm，高10 cm，每盆500 g土壤基质。

选择健康饱满的柠条种子，表面消毒处理后分为2组，一组用上述菌剂浸泡2 h，另一组用相同体积的无菌水浸泡2 h作为对照（CK），置恒温培养箱中萌发处理3 d。将发芽势一致的种子均匀播种于装有供试土壤的花盆中，每盆播种6～8粒种子，各处理10盆，待幼苗长出时每盆保持5株幼苗，置于人工气候箱中培养（培养条件为光照14 h，黑暗10 h，28 ℃，相对湿度70%）。定期、定量补充无菌水以保持土壤湿度。实验组在生长至第5天和第10天时，每盆浇灌50 mL的AC3菌悬液以保持菌浓度，对照组浇灌相同体积的无菌水。幼苗生长至60 d时随机选取5盆，连根取出所有幼苗（每组各25株），洗净根部附着的土壤，平铺测量每株幼苗的株高和根长，统计叶片数，称质量法测定幼苗鲜质量和干质量等指标。

1.2.6 数据处理

采用Microsoft Excel 2003软件对数据进行处理，采用SPSS 17.0统计分析软件进行差异显著性分析（LSD法）。

表1 分离菌株ACC脱氨酶活性及其他促生特性Table 1 ACC deaminase activity and plant growth promoting characteristics of the isolates

2 结果和分析

2.1 菌株产ACC 脱氨酶活性分析

采用定向富集方法，以ACC为唯一氮源，从柠条根际土壤中定性筛选ACC脱氨酶活性菌株，经5次传代后有5株菌能够在ADF固体平板上正常生长，表明这5株菌具有ACC脱氨酶活性，菌株编号为AC1～AC5。定量测定结果显示，5株菌株产ACC脱氨酶能力差别较大，产量在0.33～2.43 U·mg-1之间。其中AC3活性最高，为2.427 U·mg-1，与其他菌株相比差异显著，AC4次之，为1.799 U·mg-1，各菌株产ACC脱氨酶活性强弱顺序为AC3＞AC4＞AC2＞AC1＞AC5（见表1）。

2.2 菌株的鉴定结果

通过菌落和菌体形态观察，菌株AC1～AC4菌落呈乳白色圆形，湿润粘稠，边缘较整齐。革兰阴性杆菌，无芽孢，无荚膜。AC5菌落颜色、形态与其他4株明显不同，菌落呈黄色圆形，略凸起，湿润粘稠，革兰阳性杆菌，无芽孢，无荚膜。16S rDNA序列分析结果表明，AC1～AC4隶属于肠杆菌属Enterobacter，与Enterobacter cloacae和Enterobacter cancerogenus的16S rDNA序列同源性为99%；AC5隶属于节杆菌属Arthrobacter，与Arthrobacter sp.和Arthrobacter nitroguajacolicus序列同源性为100%（表2），各菌株的16S rDNA序列提交至Genbank获得序列号KX608917～KX608921。

2.3 菌株的促生潜能分析

各菌株促生特性检测结果表明，5株具有ACC脱氨酶活性的菌株都具备产铁载体、产IAA和固氮的能力，菌株AC3和AC5同时可以产生溶磷圈，能够溶解无机磷（表1）。各菌株产IAA活性在2.04～6.602 mg·L-1之间，产IAA活性强弱表现为AC3＞AC5＞AC2＞AC1＞AC4，其中AC3分泌IAA的能力显著强于其他菌株；各菌株产铁载体能力相差不大，A/Ar的比值都在0.4～0.6之间。总体而言，菌株AC3不仅具备最高的ACC脱氨酶活性和产IAA活性，又可溶磷固氮，同时能够产生铁载体，推测其可能具有较强的促生活性，在后续实验中选取该菌株进行促生功能验证。

2.4 菌株AC3接种对柠条幼苗生长的影响

以菌株AC3进行接种试验，由表3可知，经菌悬液处理的柠条幼苗在生长至60 d时，其株高、根长、叶片数等生长指标均显著高于对照，分别增长了24.97%、29.21%、37.68%，地上和地下部分的生物量与对照相比也显著增加，且地下生物量（地下鲜质量和干质量）增长率高于地上部分，表明接种AC3对柠条幼苗生长具有明显的促进作用，尤其促进了根系的发育。

表3 菌株AC3对柠条幼苗的促生效果Table 3 growth-promoting effects of strain AC3 on Caragana spp. Seedlings

3 讨论

ACC脱氨酶通过水解乙烯的前体ACC来抑制植物体内乙烯的合成，减少过量乙烯对植物生长造成的不利影响而增强植物的抗逆性，同时通过增加根际土壤中C源和N源来促进植物生长（侯俊杰等，2014）。自Honma et al.（1978）首次从土壤中分离出一株产ACC脱氨酶活性的假单胞菌并证实其具有促进植物生长的作用，目前国内外学者已从多种植物体内及根际土壤中筛选出具有ACC脱氨酶活性的菌株，而且这些菌株的遗传多样性丰富，促生特性极为广泛，并证明某些活性菌株具有明显促进植物生长的功能。有报道显示，当ACC脱氨酶活性（以单位时间内，单位质量ACC脱氨酶所产生的α-KA的物质的量计）高于或等于20 nmol·mg-1·h-1时，即能对植物起到促生作用（Penrose et al.，2003）。本研究利用富集筛选的方法，从荒漠固沙植物柠条根际土壤中分离得到5株具有产ACC脱氨酶活性的菌株，各菌株的ACC脱氨酶活性在0.33～2.43 U·mg-1之间，比从旱地小麦根际土壤中筛选出的菌株高出数10倍（魏素娜等，2011；张国壮等，2014）。但秦宝军等（2012）、赵龙飞等（2016）分别从小麦和大豆内生菌中筛选出菌株，其ACC脱氨酶活性均高于本研究结果。此外，各菌株在其他促生活性方面也各有差异，即使是同属的菌株促生特性也会相差很大。如菌株AC1～AC4均隶属于肠杆菌属，其中AC3产IAA的能力达到6.60 mg·L-1，高于同属其他菌株3倍，此外其还具有解磷能力。这进一步说明菌株促生活性的高低受菌株种类和植被类型等多种综合因素的影响。

已有的研究结果表明，ACC脱氨酶活性菌株吸附在植物根系，有助于促进植物体内激素IAA的产生。通过增加根的长度，促进了根系的发育，加强了植物对养分的吸收利用。接种试验结果显示，菌株AC3可有效促进柠条幼苗的生长，对地下部分的促生效果尤为显著，这可能也与其较强的产IAA活性有关。此外，分离的5株产ACC脱氨酶菌株中有4株隶属于肠杆菌属。肠杆菌是植物根际促生菌的重要组成部分，目前已从多种植物根际土壤中分离出具有明显促生作用的肠杆菌，比如霍氏肠杆菌E. hormaechei、路德维希肠杆菌E. ludwigii、阿氏肠杆菌E. asburiae和阴沟肠杆菌E. cloacae等。而且该属的许多菌株促生特性广泛，除具有ACC脱氨酶活性外，还具备溶磷固氮、分泌生长素和铁载体、抑制植物病原菌、耐盐碱等特性（廉法钦等，2016；许进娇等，2014）。如接种肠杆菌Enterobacter sp. UPMR18可增强植物的抗氧化酶活性，减轻活性氧对植物细胞的损伤（Habib et al.，2016）；在盐胁迫下，Enterobacter sp.EJ01可以通过产生挥发性化合物来调控植物逆境胁迫的相关基因进行组织特异性表达，从而减轻盐分对植物的伤害，增强植物的环境修复能力和生态适应性（Kim et al.，2014）。Yousaf et al.（2011）研究表明分离自意大利黑麦草（Lolium multiflorum）根际土壤的肠杆菌E. ludwigii能够降解烷烃类污染物，并可有效定殖在根际土壤和植物组织中，从而促进植物的生长。这些研究表明作为根际促生菌的肠杆菌具有分布的普遍性和促生的多样性。而属于放线菌的节杆菌属菌株也是土壤中的重要微生物类群，除具有促生作用外，还可以脱硫及降解土壤中的多种物质。如中华补血草（Limonium sinensis）内生和根际产ACC脱氨酶活的优势属以及酶活最高的菌都为节杆菌属菌株（冯维维等，2016）；节杆菌Rs 15-4能在盐胁迫下提高棉花种子的发芽率并促进棉花的生长（莫文萍等，2006）。本研究从柠条根际分离出的节杆菌属菌株AC5，尽管其ACC脱氨酶活性较其他4株肠杆菌略低，但其具备较强的产IAA和铁载体能力，也可溶解无机磷、固氮，有较强的促生潜能，后续的试验将对AC5与AC3促生能力进行对比验证。

4 结论

本研究从柠条根际土壤中筛选获得5株产ACC脱氨酶的促生菌株，其中肠杆菌为优势菌群。这些菌株除具备较强的ACC脱氨酶活性外，还具有固氮、解磷、产IAA等多种促生潜能。菌株AC3能够有效促进柠条幼苗的生长，有进一步开发应用的潜力。本研究可为丰富荒漠区促生菌资源、促进促生菌的开发和利用提供基础资料。

ARSHAD M, SHAHAROONA B. 2008. Inoculation with Pseudomonas spp. containing ACC deaminase partially eliminates the effects of drought stress on growth, yield, and ripening of Pea (Pisum sativum L.) [J]. Pedosphere, 18(5): 611-620.

BHATTACHARYYA P N, JHA D K. 2012. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture [J]. World Journal of Microbiol Biotechnol, 28(4): 1327-1350.

GLICK B R. 2014. Bacteria with ACC deaminase can promote plant growth and help to feed the world [J]. Microbiological Research, 169(1): 30-39.

HABIB S H, KAUSAR H, SAUD H M. 2016. Plant growth-promoting rhizobacteria enhance salinity stress tolerance in okra through ROS-scavenging enzymes [J]. BioMed Research International,

DOI:10.1155/2016/6284547.

HONMA M, SHIMOMURA T. 1978. Metabolism of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid [J]. Agricultural and Biological Chemistry, 42(10): 1825-1831.

KIM K, JANG Y J, LEE S M, et al. 2014. Alleviation of salt stress by Enterobacter sp. EJ01 in tomato and Arabidopsis is accompanied by up-regulation of conserved salinity responsive factors in plants [J]. Molecules and Cells, 37(2): 109-117.

PENROSE D M, GLICK B R. 2003. Methods for isolating and characterizing ACC deaminase-containing plant growthpromoting rhizobacteria [J]. Physiologia Plantarum, 118(1): 10-15 .

YOUSAF S, AFZAL M, REICHENAUER T G, et al. 2011. Hydrocarbon degradation, plant colonization and gene expression of alkane degradation genes by endophytic Enterobacter ludwigii strains [J]. Environmental Pollution, 159(10): 2675-2683.

VACHERON J, DESBROSSES G, BOUFFAUD M L, et al. 2013. Plant growth-promoting rhizobacteria and root system functioning [J]. Frontiers in Plant Science,

DOI:10.3389/fpls.2013.00356.

程杰, 刘永辉, 田瑛. 2016. 宁夏半干旱区柠条锦鸡儿灌木林生长特征[J]. 水土保持学报, 36(1): 332-336.

冯维维, 武美贤, 司雨婷, 等. 2016. 中华补血草内生与根际具ACC脱氨酶活性细菌的筛选及其生物多样性[J]. 微生物学报, 56(4): 719-728.

郭军康, 董明芳, 丁永祯, 等. 2015. 根际促生菌影响植物吸收和转运重金属的研究进展[J]. 生态环境学报, 24(7): 1228-1234.

韩坤, 田曾元, 刘珂, 等. 2015. 具有ACC脱氨酶活性的海滨锦葵(Kosteletzkya pentacarpos) 内生细菌对小麦耐盐性的影响[J]. 植物生理学报, 51(2): 212-220.

侯俊杰, 康丽华, 陆俊锟, 等. 2014. 芽孢杆菌对桉树幼苗的促生效果及其ACC脱氨酶活性的研究[J]. 微生物学通报, 41(10): 2029-2034.

廉法钦, 孙亮, 胡义钰, 等. 2016. 橡胶树根际2株产ACC脱氨酶促生菌的分离鉴定[J]. 热带作物学报, 37(4): 766-774.

莫文萍, 李春, 郑元元, 等. 2006. 盐胁迫下解盐促生菌对棉花种子发芽过程的影响[J]. 农业工程学报, 22(8): 260-263.

秦宝军, 罗琼, 高淼, 等. 2012. 小麦内生固氮菌分离及其ACC脱氨酶测定[J]. 中国农业科学, 45(6): 1066-1073.

魏素娜, 蒋帅, 黄锡云, 等. 2011. 旱地小麦根际细菌中产生1-氨基环丙烷-1-羧酸 (ACC) 脱氨酶菌株的分离和鉴定[J]. 微生物学通报, 38(5): 722-728.

许进娇, 宋萍, 封磊, 等. 2014. 雷公藤内生细菌的促生作用及其对雷公藤甲素生成的影响[J]. 应用生态学报, 25(6): 681-1687.

张国壮, 李海超, 孙永林, 等. 2014. 5株产ACC脱氨酶细菌的筛选与鉴定[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版), 42(6): 189-196.

张建. 2016. 小麦根际菌的筛选鉴定、多色FISH检测PGPR菌在根部的定殖[D]. 合肥: 安徽农业大学: 19-20.

赵龙飞, 徐亚军, 常佳丽, 等. 2016. 具ACC脱氨酶活性大豆根瘤内生菌的筛选、抗性及促生作用[J]. 微生物学报, 56(6): 1009-1021.

Screening and Growth-promoting Effects of Rhizobacteria with ACC Deaminase Activity from Rhizosphere Soil of Caragana korshinskii Grown in Desert Grassland

DAI Jinxia, ZHOU Bo, TIAN Pingya
School of Life Science, Ningxia University, Yinchuan 750021, China

Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) is known to be a highly promising approach to achieving green and sustainable agriculture goals by reducing chemical inputs in agricultural production. Screening strains of PGPR and exploring the growth promoting effect were conducive to further develop microbial fertilizers and increase agricultural yield. In this paper, rhizobacteria producing 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase were isolated from rhizosphere soil of Caragana korshinskii grown in desert grassland of Ningxia, with the method of enrichment culture using ACC as the sole nitrogen source. ACC deaminase activity of the strains were determined and their diversity were identified based on morphological features and 16S rDNA sequences analysis. Their ability of nitrogen fixation, phosphate solubilization, indoleacetic acid (IAA) and siderophores production were evaluated. The effect on promoting growth of C. korshinskii were tested by inoculating experiment with strain AC3. The result showed that five strains with ACC deaminase were isolated from rhizosphere soil of C. korshinskii. The ACC deaminase activity of the strains were among 0.33～2.43 U·mg-1. All of isolates had ability of nitrogen fixation, IAA secretion and siderophore producition. Among them, strains AC3 and AC5 also had the ability to dissolve phosphorus. Morphological and 16S rDNA sequence identification results showed that the four strains AC1-AC4 belonged to genus Enterobacter, but strain AC5 belonged to Arthrobacter. The AC3 inoculation experiment demonstrated that the strain had obvious effect on promoting plant growth. The plant height, root length and leaf number of seedlings increased by 24.97%, 29.21% and 37.68%, respectively. The fresh weight and dry weight on the ground increased by 20.09% and 23.08%, and which underground increased by 39.19% and 47.37%, respectively. The strain AC3 was effective in promoting the growth of the underground part of the seedlings, and had the potential to further develop microbial fertilizers. The results of this study laid a foundation for development and utilization of microorganism resources in arid area.

Caragana korshinskii; ACC deaminase; PGPR; growth-promoting effects

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.03.004

Q939.9; X17

A

1674-5906（2017）03-0386-06

代金霞, 周波, 田平雅. 2017. 荒漠植物柠条产ACC脱氨酶根际促生菌的筛选及其促生特性研究[J]. 生态环境学报, 26(3): 386-391.

DAI Jinxia, ZHOU Bo, TIAN Pingya. 2017. Screening and growth-promoting effects of rhizobacteria with ACC deaminase activity from rhizosphere soil of Caragana korshinskii grown in desert grassland [J]. Ecology and Environmental Sciences, 26(3): 386-391.

宁夏自然科学基金项目（NZ1601）

代金霞（1973年生），女（回族），教授，博士，研究方向为微生物资源与利用。E-mail: daijx05@163.com

2017-01-20