不同培养基对多粘类芽孢杆菌产孢量•IAA含量及花生生长的影响
作者： 方宇 郑芬 马磊 王学义 李丹丹 付成欣 李昌春
摘要 ［目的］提高多粘类芽孢杆菌产孢和产IAA能力以及对花生的促生效果。［方法］选择LB、YD和YDC 3种发酵培养基进行条件优化，并通过盆栽试验测定多粘类芽孢杆菌不同发酵液拌种对花生发芽率、根长和鲜重的影响。［结果］多粘类芽孢杆菌在LB、YD和YDC 3种发酵培养基中产孢和产IAA能力存在显著差异。YDC培养基（马铃薯200 g、玉米粉25 g、黄豆粉25 g、葡萄糖5 g、茶饼粉10 g、水 1 000 mL）更有利于芽孢和IAA的产生，芽孢数达57.62×108 CFU/mL，是LB、YD培养基中芽孢数量的9.29倍和5.85倍；IAA含量为3.08 μg/mL，较LB和YD发酵培养基分别增加了52.48%和22.71%；盆栽试验显示，多粘类芽孢杆菌各发酵液对花生的发芽率、根长和鲜重均有一定的促生效果，能够有效促进花生种子的萌发和幼苗的生长，且YDC发酵液促生效果优于其他处理；此外相关性分析发现，芽孢数、IAA含量与花生发芽率、根长等呈显著正相关。［结论］多粘类芽孢杆菌能够有效促进花生种子的萌发和幼苗生长，且该菌在YDC发酵培养基更有利于多粘类芽孢杆菌芽孢的形成和IAA的产生。
关键词 多粘类芽孢杆菌；芽孢；IAA；发酵；花生
中图分类号 S 144.9 文献标识码 A
文章编号 0517-6611（2025）04-0129-04
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.04.026
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Effects of Different Media on Spore Production of Paenibacillus polymyxa，IAA Content and Peanut Growth
FANG Yu，ZHENG Fen，MA Lei et al
（Hefei Gao’er Life and Health Science Research Institute Co.，Ltd.，Hefei，Anhui 230088）
Abstract ［Objective］ To improve the ability of Bacillus polymyxoides to produce spores and IAA and to promote the growth of peanut.［Method］ LB，YD and YDC fermentation medium were selected to optimize the conditions，and the effects of different fermentation solution of Bacillus polymyces on peanut germination rate，root length and fresh weight were determined by pot experiment.［Result］There were significant differences in the ability of P.polymyxa to produce spores and IAA in LB，YD and YDC fermentation medium.YDC medium （potato 200 g，corn flour 25 g，soybean flour 25 g，glucose 5 g，tea cake powder 10 g，water 1 000 mL） was more conducive to the production of spores and IAA，the number of spores reached 57.62×108 CFU/mL，which was 9.29 times and 5.85 times of that in LB and YD medium.IAA content was 3.08 μg/mL，which was increased by 52.48% and 22.71% compared with LB and YD medium.The pot experiment showed that each fermentation broth of P.polymyxa had certain promoting effect on the germination rate，root length and fresh weight of peanut，which could effectively promote the germination of peanut seeds and the growth of seedlings，and the growth promotion effect of YDC fermentation broth was better than other treatments.In addition，the correlation analysis showed that spore number and IAA content were significantly positively correlated with peanut germination rate and root length.［Conclusion］Bacillus polymyxis can effectively promote peanut seed germination and seedling growth，and it is more conducive to the formation of P.polymyxa spores and the production of IAA in YDC fermentation medium.
Key words Paenibacillus polymyxa;Spore; IAA;Fermentation;Peanut
基金项目 合肥市自主创新政策“借转补”项目（J2020049）；合肥市科技攻关项目（2021GJ080）。
作者简介 方宇（1994—），男，安徽桐城人，农艺师，硕士，从事健康栽培和病虫害防治研究。*通信作者，研究员，从事健康栽培和病虫害防治研究。
收稿日期 2024-04-15
花生（Arachis hypogaea）又名落花生，属于豆科落花生属，作为我国食用油的重要来源之一，近年来种植面积稳中有升，基本维持在466.67万hm2左右，产量达1 799.3万t，是我国重要的经济作物和油料作物［1］。随着花生主产区可耕种面积的局限性，粮食作物与油料作物的土地资源冲突日趋严重，且花生连作现象严重，使得土壤质量恶化、病虫害加剧、花生产量和质量下降等问题突出［2-4］。其中，夏花生种植方式在一定程度上缓解了粮油作物争地矛盾，缓解花生连作障碍［5-6］。但夏花生与春花生相比普遍存在生育期短和适应环境能力差等问题，引起花生苗期生长量不足、花芽分化和有效花数量少以及单株饱果率低等现象，是限制夏花生高产的重要因素［7］。合理施肥是弥补上述缺陷的重要手段，其中施用化肥是重要的方式之一，化肥的使用虽然能够增加作物产量，但同时也会对作物品质、生态环境和养分利用率等产生一定的负面影响。因此，寻求绿色可持续、对环境友好并具一定增质提效作用的施肥管理措施是目前研究的重要方向。近年来，研究表明植物促生细菌（plant growth promoting bacteria，PGPB）在改善土壤质量、调节根际微生态环境、辅助作物营养吸收、提高作物抗逆性以及促进作物生长等方面发挥重要作用，已逐渐成为新型生物肥料发展的重要来源［8-9］。
多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）为芽孢杆菌科（Bacillaceae）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）的革兰氏阳性细菌，是一种重要的植物促生细菌，不仅能够作为微生物菌肥促进作物生长，提高产量；其产生的杀镰孢菌素、多粘菌素和十三肽素等脂肽类化合物还能够有效抑制植物病原真菌和细菌的生长［10-11］。王建［12］从苹果根际土壤中分离得到的多粘类芽孢杆菌GRY-11对串珠镰孢菌、层出镰孢菌、腐皮镰孢菌和尖孢镰孢菌的抑制率均达70%以上，且能够显著促进平邑甜茶幼苗根系的生长；刘晔等［13］从花生根际土壤中筛选得到的弯曲芽孢杆菌（Bacillus flexus）具有固氮、解磷解钾以及产IAA能力，其中产IAA能力达40.96 mg/L，并通过盆栽试验证明能够显著提高花生植株根总长、根表面积和生物量，对花生具有良好的促生效果。
植物激素对植物的生长发育、营养吸收以及对环境的适应性具有重要影响，其中IAA是植物体内普遍存在的一种内源生长激素，能够有效促进植物根系生长和愈伤组织的形成。研究表明，枯草芽孢（Bacillus subtilis）［14］、解淀粉芽孢杆菌（B.amyloliquefaciens）［15］、柠檬酸杆菌（Citrobacter）［16］和侧孢短芽孢杆菌（Brevibacillus laterosporus）［17］等大部分植物促生细菌均具有合成生长素（IAA）的能力，能够通过调节植物体内IAA浓度水平直接或间接地影响植物的生长发育。吴晓青等［18］研究发现多粘类芽孢杆菌具有产吲哚乙酸（IAA）活性，能够显著提高辣椒根鲜重和地上部分鲜重，促进辣椒幼苗生长。同时，芽孢含量也是影响生物菌剂抑菌和促生效果的关键因素，目前大部分微生物菌剂生产应用过程中普遍存在活菌含量低、防效不稳定等问题。而目前针对多粘类芽孢杆菌的研究大多集中在其抑菌和促生机制上，而对于产芽孢和IAA能力的条件优化鲜见报道，因此，笔者在前人研究基础上对多粘类芽孢杆菌的产芽孢和IAA能力进行探究，并通过室内发芽盆栽试验进一步验证多粘类芽孢杆菌对花生的促生效果，旨在提高多粘类芽孢杆菌产芽孢和IAA能力，提高生防促生活性，为花生产业的增质提效奠定技术基础和提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验菌株
多粘类芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）由安徽省农业科学研究院植物保护与农产品质量安全研究所提供，于青岛海域海泥中分离（GenBank 登录号：KM891591）得到。
1.2 试验材料与设备
LB液体培养基：胰蛋白胨10 g、酵母提取物5 g、NaCl 10 g、水1 000 mL；YD液体培养基：马铃薯200 g、玉米粉25 g、黄豆粉25 g、葡萄糖5 g、水1 000 mL；YDC液体培养基：马铃薯200 g、玉米粉25 g、黄豆粉25 g、葡萄糖5 g、茶饼粉10 g、水1 000 mL。