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基于基因组信息挖掘的内生细菌Kocuria rosea促进地黄生长的机制研究

文献类型: 中文期刊

作者: 王林林 1 ; 腊贵晓 2 ; 苏秀红 1 ; 杨林林 1 ; 初雷霞 1 ; 郭军旗 3 ; 练从龙 1 ; 张宝 1 ; 董诚明 1 ; 陈随清 1 ; 王春艳 1 ;

作者机构: 1.河南中医药大学药学院

2.河南省农业科学院中药材研究所

3.沁阳市农业技术推广中心

关键词: 玫瑰色考克菌;地黄;促生效应;营养元素;基因组测序;互作机制

期刊名称: 中国中药杂志

ISSN: 1001-5302

年卷期: 2024 年 49 卷 022 期

页码: 6119-6128

收录情况: 北大核心 ; CSCD

摘要: 明确地黄内生细菌玫瑰色考克菌Kocuria rosea对地黄生长的促进效应及机制,为研发绿色生态菌肥提供科学依据。以地黄“金九”为试验材料,经K.rosea处理后每隔15 d测定地上部参数(叶长、叶宽、株幅、茎粗),120 d后收获地上部及根系,测定根系指标(块根数、根长、根粗、根鲜重、根干重、根体积、根系活力)和次生代谢产物(梓醇、地黄苷A、地黄苷D、毛蕊花糖苷、益母草苷)。通过K.rosea对地黄和根际土壤中营养元素及其基因组分析探讨了K.rosea促进地黄生长的机制。施用K.rosea菌悬液后地黄叶长、叶宽、株幅和茎粗增幅最大分别为35.67%(60 d)、25.39%(45 d)、40.17%(60 d)、113.85%(45 d);块根数、根长、根粗、根体积、根鲜重、根干重和根系活力增加分别为41.71%、45.10%、48.61%、94.34%、101.55%、147.61%、42.08%;块根中地黄苷A和毛蕊花糖苷含量分别提高了76.67%、69.54%。K.rosea能够促进根际土壤中氮(N)、磷(P)、钾(K)向有效态转化,处理组速效氮(54.60 mg·kg-1)、速效磷(1.83μmol·g-1)、速效钾(83.75 mg·kg-1)的含量分别提高了138.78%、44.89%、14.34%,处理组N、P、K元素的含量在地黄根中分别提高了293.22%、202.63%、23.80%,叶中提高了23.60%、107.23%、134.53%。通过对K.rosea基因组分析发现,K.rosea中有与定殖相关的基因(rbsB、efp、bcsA、gmhC),与N、P、K代谢相关的基因(narG、narH、narI、nasA、nasB、GDH2、pyk、aceB、ackA、CS、ppa、ppk、ppk2、pstS、pstA、pstB、pstC),同时也含有与吲哚乙酸、玉米素合成相关的基因(iaaH、miaA),进一步研究发现K.rosea可定殖于地黄根系并分泌吲哚乙酸(3.85μg·mL-1)、玉米素(0.10μg·mL-1)。综上所述,K.rosea通过促进地黄植株的营养吸收促进地黄生长,可为研制促生微生物菌剂产品提供理论依据。

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