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我国化肥的平均用量是美国和欧盟的2.5～2.6倍，农药用量是全球平均水平的2.5倍，肥料和农药利用率远远低于世界均值。长期大量使用化肥农药，造成一系列生产、环境和安全问题，如土地生产力下降、重金属积累(主要源于化学磷肥)、水体富营养化、病原菌耐药性增强、药效降低(或失效)、生物多样性减少、食品农药残留超标等。在连作高产条件下，仅依靠传统技术减施化肥农药远远不够，亟待开创新思路、发展新技术、研制新产品。
微生物生物技术是活化土壤养分、促进植物生长、增强作物抗逆性、提高肥效药效、减施化肥农药的重要手段之一。微生物制剂安全无毒、资源节约、环境友好，但种类较少、效果欠佳、成本偏高，急需增加种类、降低成本、提高肥效药效。本项研究以云南省长期轮作的土壤为对象，自主筛选获得兼具促生防病功能的产酶溶杆菌新株LysobacterenzymogenesLE16，利用分子生物学、生物化学、土壤学、植物营养学和植物病理学等手段，研究了相关效应及机理，为减施化肥农药等提供了科学依据和潜在手段。主要研究结果如下：
(1)产酶溶杆菌LysobacterenzymogenesLE16(以下简称菌株LE16)能分泌磷酸酶、蛋白酶、溶菌酶、植物生长激素(IAA)和铁载体，可能具有活化土壤有机氮磷和拮抗作物病原菌等生物学功能；在液体培养条件下，菌株LE16会发生自溶，最终形成无菌发酵液。分子鉴定和全基因测序结果表明，菌株LE16不同于已知的产酶溶杆菌OH11、C3、3.1T8等，为产酶溶杆菌新株。利用生物信息技术研究后发现，该菌株的核基因序列上存在指导合成分泌蛋白酶、磷酸酶、铁载体、IAA和多种抗菌物质的结构机构和调节基因，具有一定的植物促生防病潜力。
(2)液培试验表明，菌株LE16能分泌酸性、中性和碱性蛋白酶，水解牛血清白蛋白产生NH4+；培养温度从12℃升高至28℃，菌株水解有机氮的能力逐渐增强；在pH4.0～10.0范围内，菌株水解牛血清白蛋白产NH4+能力无显著变化。此外，该菌株还能分泌酸性、中性和碱性磷酸酶，在12～28℃和pH4.0～10.0条件下均能水解卵磷脂；等量的硝态氮、铵态氮和尿素对该菌株水解有机磷的能力无显著影响，适量的外源氮和无机磷能显著提高该菌株水解有机磷的效率。
(3)土培试验表明，菌株LE16能在供试紫色土中成功定殖，并分泌蛋白酶和磷酸酶活化土壤有机氮磷；培养30d后，接菌土壤中的碱解氮、铵态氮、Olsen磷和水溶性磷含量均显著增加，比未接菌处理分别提高17.82%～22.26%、46.54%～47.86%、64.33%～81.67%和48.82%～55.88%。
(4)盆栽试验表明，接种菌株LE16能提高生菜和辣椒根系活力，显著促进植株生长和养分吸收；与单施化肥处理相比，化肥配施LE16菌剂使生菜和辣椒分别增产6.43%～11.30%和43.82%～70.33%，品质改善。其主要机理可能是菌株LE16活化了土壤有机氮磷、增加了土壤有效养分含量。
(5)在50mL等体积培养条件下，培养温度从12℃升高至36℃，LE16菌体全部自溶所需时间由336h缩短至96h；在28℃等温培养条件下，培养体积由50mL增加至400mL，菌体全部自溶所需时间由120h增加至216h；但培养pH5.0、7.0、9.0和接种量1%、2%、5%对该菌株的自溶过程无显著影响。因此，菌株LE16可能通过群体感应诱导菌体发生自溶，并通过细胞间的接触进行传播，最终形成无菌发酵液。
(6)平板拮抗试验表明，菌株LE16能显著抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、烟草野火病菌(Pseudomonas syringae pv. tabaci)、柑橘炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、意大利青霉(Penicillium italicum)、烟草赤星病菌(Alternaria alternate)、松立枯丝核病菌(Rhizoctonia solani)、瓜类蔓枯病菌(Didymella bryoniae)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum )、烟草疫霉(Phytophthora nicotiana )和辣椒疫霉(Phytophthora capsici)的生长。其发酵液经100℃高温处理30min或在常温下储存1年后，仍能显著抑制植物病原真菌和卵菌的生长、导致菌丝畸形，其抑菌机理可能是分泌蛋白酶、磷酸酶、溶菌酶、铁载体和热稳定性抗菌物质等。
(7)抗病试验表明，盆栽土壤施用菌株LE16发酵液能诱导植株产生获得性系统抗性，对烤烟黑胫病和辣椒疫病的防治效果分别为54.96%～75.67%和86.20%～93.10%；叶面喷施该发酵液能有效抑制瓜类蔓枯病菌侵染黄瓜，对黄瓜蔓枯病的预防和治疗效果分别为50.65%和53.67%，类似农药甲基托布津。该发酵液经100℃高温处理30min或常温储存1年后，均能显著抑制白粉病孢子萌发并有效防治烤烟和黄瓜白粉病，温室防治效果分别为92.25%～100%(烤烟)和91.30%～96.78%(黄瓜)，优于常用农药三唑酮；此外，该发酵液对田间烤烟白粉病的治疗效果较好并具有持续作用。
总之，产酶溶杆菌LysobacterenzymogenesLE16能活化土壤有机氮磷，促进植物生长，拮抗多种病原微生物，预防和治疗植物病害，高效防治作物白粉病，表现出较好的应用前景。
微生物生物技术是活化土壤养分、促进植物生长、增强作物抗逆性、提高肥效药效、减施化肥农药的重要手段之一。微生物制剂安全无毒、资源节约、环境友好，但种类较少、效果欠佳、成本偏高，急需增加种类、降低成本、提高肥效药效。本项研究以云南省长期轮作的土壤为对象，自主筛选获得兼具促生防病功能的产酶溶杆菌新株LysobacterenzymogenesLE16，利用分子生物学、生物化学、土壤学、植物营养学和植物病理学等手段，研究了相关效应及机理，为减施化肥农药等提供了科学依据和潜在手段。主要研究结果如下：
(1)产酶溶杆菌LysobacterenzymogenesLE16(以下简称菌株LE16)能分泌磷酸酶、蛋白酶、溶菌酶、植物生长激素(IAA)和铁载体，可能具有活化土壤有机氮磷和拮抗作物病原菌等生物学功能；在液体培养条件下，菌株LE16会发生自溶，最终形成无菌发酵液。分子鉴定和全基因测序结果表明，菌株LE16不同于已知的产酶溶杆菌OH11、C3、3.1T8等，为产酶溶杆菌新株。利用生物信息技术研究后发现，该菌株的核基因序列上存在指导合成分泌蛋白酶、磷酸酶、铁载体、IAA和多种抗菌物质的结构机构和调节基因，具有一定的植物促生防病潜力。
(2)液培试验表明，菌株LE16能分泌酸性、中性和碱性蛋白酶，水解牛血清白蛋白产生NH4+；培养温度从12℃升高至28℃，菌株水解有机氮的能力逐渐增强；在pH4.0～10.0范围内，菌株水解牛血清白蛋白产NH4+能力无显著变化。此外，该菌株还能分泌酸性、中性和碱性磷酸酶，在12～28℃和pH4.0～10.0条件下均能水解卵磷脂；等量的硝态氮、铵态氮和尿素对该菌株水解有机磷的能力无显著影响，适量的外源氮和无机磷能显著提高该菌株水解有机磷的效率。
(3)土培试验表明，菌株LE16能在供试紫色土中成功定殖，并分泌蛋白酶和磷酸酶活化土壤有机氮磷；培养30d后，接菌土壤中的碱解氮、铵态氮、Olsen磷和水溶性磷含量均显著增加，比未接菌处理分别提高17.82%～22.26%、46.54%～47.86%、64.33%～81.67%和48.82%～55.88%。
(4)盆栽试验表明，接种菌株LE16能提高生菜和辣椒根系活力，显著促进植株生长和养分吸收；与单施化肥处理相比，化肥配施LE16菌剂使生菜和辣椒分别增产6.43%～11.30%和43.82%～70.33%，品质改善。其主要机理可能是菌株LE16活化了土壤有机氮磷、增加了土壤有效养分含量。
(5)在50mL等体积培养条件下，培养温度从12℃升高至36℃，LE16菌体全部自溶所需时间由336h缩短至96h；在28℃等温培养条件下，培养体积由50mL增加至400mL，菌体全部自溶所需时间由120h增加至216h；但培养pH5.0、7.0、9.0和接种量1%、2%、5%对该菌株的自溶过程无显著影响。因此，菌株LE16可能通过群体感应诱导菌体发生自溶，并通过细胞间的接触进行传播，最终形成无菌发酵液。
(6)平板拮抗试验表明，菌株LE16能显著抑制金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、烟草野火病菌(Pseudomonas syringae pv. tabaci)、柑橘炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides)、意大利青霉(Penicillium italicum)、烟草赤星病菌(Alternaria alternate)、松立枯丝核病菌(Rhizoctonia solani)、瓜类蔓枯病菌(Didymella bryoniae)、油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum )、烟草疫霉(Phytophthora nicotiana )和辣椒疫霉(Phytophthora capsici)的生长。其发酵液经100℃高温处理30min或在常温下储存1年后，仍能显著抑制植物病原真菌和卵菌的生长、导致菌丝畸形，其抑菌机理可能是分泌蛋白酶、磷酸酶、溶菌酶、铁载体和热稳定性抗菌物质等。
(7)抗病试验表明，盆栽土壤施用菌株LE16发酵液能诱导植株产生获得性系统抗性，对烤烟黑胫病和辣椒疫病的防治效果分别为54.96%～75.67%和86.20%～93.10%；叶面喷施该发酵液能有效抑制瓜类蔓枯病菌侵染黄瓜，对黄瓜蔓枯病的预防和治疗效果分别为50.65%和53.67%，类似农药甲基托布津。该发酵液经100℃高温处理30min或常温储存1年后，均能显著抑制白粉病孢子萌发并有效防治烤烟和黄瓜白粉病，温室防治效果分别为92.25%～100%(烤烟)和91.30%～96.78%(黄瓜)，优于常用农药三唑酮；此外，该发酵液对田间烤烟白粉病的治疗效果较好并具有持续作用。
总之，产酶溶杆菌LysobacterenzymogenesLE16能活化土壤有机氮磷，促进植物生长，拮抗多种病原微生物，预防和治疗植物病害，高效防治作物白粉病，表现出较好的应用前景。