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有ACC(1-氨基环丙烷-1-羧酸)脱氨酶的细菌能通过催化降解植物合成乙烯前体ACC而降低植物在逆境下产生胁迫乙烯的水平,从而缓解植物在逆境下遭受的生长抑制。有ACC脱氨酶细菌的促植物生长特性在农林业和环保上有广泛的应用前景。建立高效的筛选有ACC脱氨酶细菌的方法对其应用有重要意义。本实验室之前建立了用茚三酮比色法检测细菌消耗ACC和用广谱特异的CODEHOP(共有序列-简并杂合寡核苷酸)引物扩增ACC脱氨酶结构基因(acdS)的方法,并筛选出一批有ACC脱氨酶的细菌。本研究进一步完善了用CODEHOP引物扩增acdS的方法,筛选出了有ACC脱氨酶的高效结瘤的刺槐根瘤菌,发现了有ACC脱氨酶细菌的致病性,检测了促植物生长内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)有无ACC脱氨酶,并尝试利用有ACC脱氨酶的细菌和印度梨形孢协同防治油菜菌核病。本研究基于ACC脱氨酶的Leu322保守区设计了CODEHOPacdSr4新引物,与CODEHOPacdSf3引物一起扩增的片段涵盖了ACC脱氨酶的Glu295保守区,有利于鉴定acdS的真伪。用CODEHOPacdSf3/acdSr4引物扩增测序从水稻根中分离筛选到的有ACC脱氨酶细菌的acdS,发现在水稻根部定殖细菌没有发生acdS的属间水平转移,但Herbaspirillum和口Pseudomonas属的细菌在进化中可能通过水平转移获得acdS.乙烯能够抑制根瘤菌在豆科植物根部的侵染和结瘤,有ACC脱氨酶活性的根瘤菌能够通过降解ACC降低乙烯的水平而具有强的侵染和结瘤能力。本研究利用CODEHOPacdSf3/acdSr3和CODEHOPacdSf3/acdSr4引物从中国农业大学提供的CCBAU菌种库82个刺槐根瘤菌中筛选出29个有acdS的菌株。分析它们的16S rDNA序列发现了在系统发育上不同于其他来源刺槐根瘤菌的新颖菌株。对它们的16S rDNA和口acdS序列的系统发育进行比较发现6个菌株有可能通过水平转移获得了acdS。本研究又从湖北武汉刺槐根瘤中分离到的25个分离物中发现一个菌株2-4有acdS,而茚三酮比色法没有检测到它在自由培养状态能消耗ACC。用该菌株接种刺槐后,刺槐苗根部的根瘤数量明显比对照组高,长势更好,叶色更绿。这表明acdS-PCR法是快速筛选高效结瘤根瘤菌的有效方法。本研究试图从以前获得的有ACC脱氨酶的细菌中筛选能促进水稻生长的菌株,但发现部分伯克氏菌和草螺菌能致病或抑制水稻生长。接种烟草叶片、洋葱鳞茎、杏和金橘果实的结果也证实了这些菌株的致病性。这些结果提醒我们在应用有ACC脱氨酶细菌前要严格检测其致病性。通过acdS-PCR和茚三酮比色法检测发现能在逆境下促进植物生长的印度梨形孢没有ACC脱氨酶,印度梨形孢帮助植物抗逆的机制与ACC脱氨酶无关。有ACC脱氨酶细菌Variovorax sp. SaNR1和印度梨形孢不拮抗核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum),通过接种油菜发现Variovorax sp. SaNR1能促进油菜幼苗的生长,可能防治油菜菌核病。印度梨形孢不能防治油菜菌核病,但可能与Variovorax sp. SaNR1一起防治油菜菌核病。