西瓜根際促生菌篩選及生物育苗基質研制*

張 楊王甜甜孫玉涵胡官墨李 榮?俞 萍沈其榮

（1 南京農業大學資源與環境科學學院/國家有機肥類肥料工程技術研究中心/江蘇省固體有機廢棄物資源化高技術研究重點實驗室/

江蘇省有機固體廢棄物資源化協同創新中心，南京 210095）

（2 南京秦邦吉品農業開發有限公司，南京 211516）

西瓜根際促生菌篩選及生物育苗基質研制*

張 楊1王甜甜1孫玉涵1胡官墨1李 榮1?俞 萍2沈其榮1

（1 南京農業大學資源與環境科學學院/國家有機肥類肥料工程技術研究中心/江蘇省固體有機廢棄物資源化高技術研究重點實驗室/

江蘇省有機固體廢棄物資源化協同創新中心，南京 210095）

（2 南京秦邦吉品農業開發有限公司，南京 211516）

通過從西瓜根際分離篩選具根際定殖能力的植物根際促生菌，將其保活添加至普通育苗基質研制生物育苗基質，以確保功能菌株能夠在苗期定殖根際，進而在移栽后發揮促生功能。結果表明，分離獲得一株同時具有產吲哚乙酸（IAA）和NH3，且對尖孢鐮刀菌和茄科勞爾氏菌均有拮抗作用的植物根際促生菌（PGPR）菌株N23；在三季育苗試驗中，與普通基質處理（CK）相比，添加菌株N23的生物育苗基質所育種苗，在多項苗期生長指標上均表現出穩定的促生作用；盆栽試驗表明，除葉綠素相對含量測量值（SPAD）外，生物基質所育西瓜種苗的其他檢測指標均顯著高于對照（普通育苗基質所育種苗，下同）；田間試驗表明，生物基質所育種苗西瓜、黃瓜、辣椒和番茄種苗移苗后，在苗期植株株高和莖粗均顯著優于對照，在產量上均增產10% 以上。結合形態、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析，初步鑒定菌株N23為芽孢桿菌屬細菌（Bacillus sp.）。綜上，利用芽孢桿菌N23研制的生物育苗基質能夠有效促進所育不同作物種苗質量，增強移栽后作物的生長和田間產量。因此，本研究能夠為根際有益微生物的應用提供新的思路，為生物育苗基質的研制提供理論支撐。

根際有益促生菌；生物基質；育苗；促生；芽孢桿菌

植物根際微生物由于受根系生長及其分泌物的影響，其數量和種群結構顯著不同于非根際土壤，構成了根際特有的微生物區系［1］。植物根際促生菌（plant growth-promoting rhizobacteria，PGPR）是指生存于植物根際或根表，可以通過直接或間接的方式促進或調節植物生長并能防治病害的一類有益微生物［2-6］。隨著研究的深入，康貽軍等［7］提出，細菌成為PGPR的先決條件是接種后的菌株能在根際土壤微生物群體中表現出相當的競爭力。張小蘭等［8］的研究也指出，溶磷菌的篩選不僅要考慮其溶磷能力，還有必要基于菌株在植物根際的定殖能力。可見，PGPR在根際土壤中是否有良好的定殖和競爭能力對其發揮應有的生物功能至關重要。因此，分離獲得具有高效定殖能力的PGPR菌株，并開發出其最優的施用模式對現代生態農業和有機農業的發展具有重要意義［9］。

隨著我國蔬菜產業的發展，工廠化育苗因有出苗整齊，成活率高，省工省力等優點而越來越受到人們的重視［10］，從而加速了固體栽培基質的開發研究。然而，傳統的育苗基質（草炭、珍珠巖等）的配方因草炭的來源有限，大大制約著穴盤育苗應用的推廣。國外工廠化育苗發展較早，技術較為成熟，進口基質保水性能及營養成分明顯優于國產泥炭基質［11］，因此，提升國內育苗基質的整體水平尤為迫切。

本研究將PGPR菌株與普通育苗基質相結合，預計能夠有效促進PGPR菌株在作物苗期的根際定殖，從而保障其促生功能的發揮，增強所育種苗的質量，提高移植后作物的產量。研究結果預計能夠為PGPR菌株的高效應用提供新的思路，也為現代高效農業的發展提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

用于菌株分離的植株樣品采至南京市蔬菜花卉科學研究所南京市江寧區橫溪鎮南京現代園藝科技示范園；供試西瓜品種為“早佳8424”；黃瓜品種為“津優1號”；辣椒品種為“紅巨椒”； 番茄品種為“紅粉佳人”。供試普通育苗基質由淮安柴米河基質肥料公司提供：總氮13.4 g kg-1，有機質227.8 g kg-1，含水量≤50%，pH 6.96，電導率（EC）1.94 mS cm-1。

1.2 根際及內生菌的初步篩選

參照張楊等［12］的方法。

1.3 菌株產吲哚乙酸（IAA）和產NH3能力的測定

菌株產IAA能力參照Glickmann和Dessaux［13］的方法測定。

菌株產NH3能力的測定：分別將待測菌株接種于蛋白胨氨化培養基中，30℃培養24 h。以不接種的蛋白胨氨化培養基作對照。在培養液中加入3～5滴納氏試劑，出現黃色或棕紅色沉淀則為正反應。未接種的培養基加入納氏試劑后無黃色或棕紅色沉淀出現［3，14］。

1.4 菌株拮抗能力的測定

采用平板對峙培養法，分別篩選對尖孢鐮刀真菌西瓜專化型（Fusarium oxysporum f. sp. niveum，FON）和茄科勞爾氏菌（Ralstonia solanacearum，RS）有拮抗功能的菌株。將尖孢鐮刀菌（FON）接種至PDB（Potato dextrose broth馬鈴薯牛肉湯培養基）上［15］，28℃ 下培養7 d，用直徑為5 mm的打孔器在菌落邊緣取菌塊，放置于新的 PDB 平板中央；并在其周圍3 cm處點接被篩選菌株，每處理4次重復，然后放入28℃ 恒溫箱中培養，3 d后，檢查有無抑制作用，并測量抑菌圈的大小（取4次重復的平均值）。將被篩選菌株點接于NA （Nutrient agar營養瓊脂）培養基上，黑暗中恒溫30℃培養12 h；將茄科勞爾氏菌（RS）接種于NA液體培養基中，30℃，170 r min-1震蕩18 h，制成對數期的菌懸液（OD600=1.0），將菌懸液倒入無菌的噴瓶中，并將菌液均勻適量地噴至被篩選菌株的NA平板上。每處理設3次重復，然后放入30℃恒溫箱中黑暗培養，1 d 后，檢查有無抑制作用，并測量抑菌圈的大小（取3次重復的平均值）。

1.5 生物育苗基質的研制

將菌株接種至PDB培養基中發酵生產，條件為：pH 7.0，溫度30℃，170 r min-1震蕩，發酵中后期形成芽孢，發酵時間為48 h。將各菌株的50 ml發酵液添加至1 kg普通育苗基質中，混合均勻。

1.6 穴盤育苗試驗

1.6.1 生物基質對西瓜的育苗效果 本試驗于2013年7月—10月在南京農業大學溫室內進行。將西瓜種子消毒浸種催芽，露白后埋入基質中，每處理8個重復。育苗試驗設計如下：處理為含5%（體積質量比，下同）N23菌株發酵液的育苗生物基質；對照1為添加等量清水的普通育苗基質（CK1）；對照2為添加等體積未接菌的PDB培養基育苗基質（CK2）。30 d后取植株樣品，分別測定株高、莖粗、葉綠素相對含量測量值（SPAD）和葉面積。育苗試驗進行3次，分別為育苗試驗1～試驗3。

1.6.2 生物基質對其他作物育苗效果 本試驗于2014年7月―8月在淮安柴米河基質肥料公司科技示范園內進行。分別將黃瓜、辣椒和番茄種子浸種催芽，露白后埋于基質中，每種作物均設兩個處理：1）使用普通育苗基質育苗（CK）；2）使用添加功能菌株N23發酵液的生物基質育苗（N23），每處理設置3個重復（每重復采用72孔苗盤育苗72棵）。30 d后取植株樣品，分別測定株高、莖粗以及地上部鮮重和干重。

1.7 盆栽試驗

將生物基質以及普通基質所育西瓜種苗分別于2014年6月—9月在溫室內進行兩季盆栽試驗。共設2個處理：1）普通基質所育種苗（CK）；2）含N23菌株發酵液的生物基質所育種苗。每處理6個重復，每盆缽裝土2.5 kg，并添加15 g kg-1的普通雞糞有機肥與土拌勻作為基肥，選取長勢均一的種苗移栽，于40 d時測定各處理的株高、莖粗和SPAD值。

1.8 田間試驗

1.8.1 西瓜實驗 生物育苗基質所育西瓜種苗田間增產效果兩季田間試驗分別于 2014年8月—11月和2015年4月—7月在南京市蔬菜花卉科學研究所南京市江寧區橫溪鎮南京現代園藝科技示范園內進行。待種苗長勢兩葉一心時移栽至蔬菜大棚中進行田間實驗，共設2個處理（同盆栽試驗處理）。所有處理均施用普通雞糞有機肥。有機肥施用量按7500 kg hm-2施用，基肥總氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）養分分別為120 kg hm-2、90 kg hm-2和120 kg hm-2（不足之處用化肥補齊）；在花期和果期進行兩次追施化肥，兩次追肥氮、磷（P2O5）和鉀（K2O）養分分別為90 kg hm-2、60 kg hm-2和60 kg hm-2，90 kg hm-2、0 kg hm-2和60 kg hm-2。試驗每個處理設3次重復，隨機區組設計。每個小區面積為2 m×4 m，基肥于耕層混合均勻。每個小區移栽西瓜株數為10株。在西瓜移栽30 d時測定植株的株高和莖粗，移栽60 d開始測定各處理作物的產量，所采記產作物按統一規格采摘，且之后每隔一段時間計產一次，共計產3次。

1.8.2 其他作物實驗 生物育苗基質所育其他作物種苗田間增產效果田間試驗于2014年8月—11月在淮安柴米河基質肥料公司科技示范園內進行，將功能型基質和普通基質分別育黃瓜、辣椒和番茄種苗，待種苗長勢兩葉一心時移栽至蔬菜大棚中進行田間實驗，共設2個處理（同1.6.2試驗處理）。施肥計劃一律按企業常規管理施用量施以化肥。移栽約30 d后分別測定黃瓜、辣椒和番茄植株的株高、莖粗。移栽60 d開始計處理作物的產量，所采記產作物按統一規格采摘，且之后每隔一段時間計產一次，共計產4次。

1.9 菌株的鑒定

以總 DNA 為模板，采用通用引物 27F/1492R［16］進行 16S r DNA 擴增。PCR 產物切膠回收后，委托美吉生物工程（上海）有限公司測序，測序結果在RDP數據庫中進行比對，選取同源性較高的序列使用MEGA 4.1 軟件構建系統發育樹，采用1 000次重復取樣進行 Bootstrap 檢驗，確定菌株的分類地位。

1.10 數據分析

使用Excel 2007程序和SPSS 19.0軟件進行數據統計分析，使用最小顯著差異法（LSD）進行多重比較（p＜0.05），采用T檢驗法（Student’s t test）進行兩個樣本間的顯著性差異比較。

2 結 果

2.1 初篩菌株的促生及拮抗性能

分離獲得根際菌株（編號前為G）及內生菌株（編號前為N）共84株，選取其中6株能夠產生IAA菌株，再進行產NH3及拮抗能力測定，6株菌分別命名為G36、G35、G8、G3、N23、N14。測定結果表明，G36、G35、G8和G3對尖孢鐮刀菌及茄科勞爾氏菌均無拮抗作用，其中G36產NH3的能力大于G3，G35和G8無明顯產NH3能力；N23和N14兩株菌具有最高的產IAA和產NH3的能力，且對尖孢鐮刀菌和茄科勞爾氏菌均有拮抗作用，由抑菌圈大小可以看出N23的拮抗效果顯著強于N14，基于此，具有較強復合功能的菌株N23被選取進行進一步研究，如表1。

2.2 含菌株N23生物基質的穴盤育苗效果

在1.6.1生物基質對西瓜育苗效果的三次育苗試驗的試驗1和試驗2中，相比于添加等量清水的普通育苗基質（CK1）及添加等體積未接菌液體PDB培養基育苗基質（CK2）所育種苗，添加菌株N23研制成的生物育苗基質對西瓜苗的生長有明顯促生效果，除莖粗和SPAD值外，其他生長指標均顯著高于CK1和CK2。在育苗試驗3中，生物基質處理（N23）相比CK1和CK2，除葉面積和SPAD外，其他生長指標均顯著高于對照，如表2。綜上，添加功能菌發酵液的生物基質對西瓜種苗的生長有明顯促生作用，同時，三次育苗試驗結果表明，發酵液中培養基并未對本試驗結果產生顯著影響。

添加N23菌株生物育苗基質對黃瓜、辣椒和番茄幼苗均具有促生效果。生物育苗基質所育黃瓜種苗，除莖粗外，其他生長指標均顯著優于CK；所育辣椒種苗，所有生長指標均顯著優于CK；所育番茄種苗，所有生長指標均有顯著差異，如表3。綜上，添加菌株N23的生物育苗基質不僅對西瓜苗期生長有促進作用，對其他多種作物苗期生長均有促進作用。

2.3 含菌株N23生物基質的盆栽試驗效果

兩季盆栽試驗結果一致，相比于使用普通育苗基質（CK）所育種苗，添加功能菌生物育苗基質所育種苗在移栽30 d后仍然有優異生長特性，除SPAD值外，其他生長指標均顯著高于對照，如表4。

表1 初篩菌株的促生及拮抗性能Table 1 Plant growth-promoting and antagonistic characteristics of the strains of bacteria out of the first screening

圖1 所分離菌株的功能特性Fig.1 Functions of the isolated bacteria

表2 以菌株N23為功能菌的生物基質對西瓜育苗效果Table 2 Effects of inoculation of nursery substance with Strain N23 on watermelon seedling growth

表3 以菌株N23為功能菌的生物基質對黃瓜、辣椒和番茄的育苗效果Table 3 Effects of inoculation of nursery substance with strain N23 on seedlings growth of different crops

表4 生物基質和普通基質所育西瓜種苗盆栽生長效果Table 4 Growth characters of watermelon seedlings transplanted from bio-nursery substrate and ordinary nursery substrate after transplanting in the pots

2.4 含菌株N23生物基質所育種苗的田間生長效果

相比于普通育苗基質所育種苗（CK），添加功能菌N23研制成的生物育苗基質所育種苗移栽后，兩季西瓜田間結果株高和莖粗均顯著優于對照。兩季西瓜田間增產效果一致，第一季，生物基質所育種苗處理（N23）的產量較普通基質所育種苗處理（CK）增產約12.4%；第二季則增產約25.4%，如表5。

相比于普通育苗基質所育種苗（CK），添加功能菌研制成的生物育苗基質的處理（N23）所育番茄、辣椒和黃瓜三種作物的種苗移栽后，在作物株高和莖粗上能保持苗期生長優勢（表6）；在當季產量上，番茄產量為9 710 kg hm-2，辣椒產量為23 816 kg hm-2，黃瓜產量為31 283 kg hm-2，均顯著高于普通育苗基質所育種苗產量，在番茄、辣椒和黃瓜上分別增產60%、25%和18%。

表5 生物基質和普通基質所育西瓜種苗田間生長效果Table 5 Growth characters of watermelon seedlings transplanted from bio-nursery substrate and ordinary nursery substrate after transplanting in the field

表6 生物基質和普通基質所育黃瓜、辣椒和番茄種苗田間生長效果Table 6 Growth of tomato，pepper and cucumber seedlings transplated from bio-nursery substrate and ordinary nursery substrate in the field

2.5 菌株N23鑒定為芽孢桿菌屬細菌

菌株N23在LB（Luria-Bertani培養基）平板上的菌落呈乳白色，皺褶，邊緣不整齊，具有一定的黏性，易挑起。革蘭氏染色陽性，菌體著色均勻，呈桿狀，兩端鈍平，呈不規則形狀。淀粉水解反應、V.P反應（Voges-Proskauer reaction）、接觸酶反應、利用檸檬酸鹽反應、硝酸鹽還原、石蕊牛奶還原胨化、甲基紅反應以及明膠液化反應均呈陽性；D-果糖、麥芽糖、阿拉伯糖、木糖和乳糖利用均呈陽性；發酵葡萄糖產酸不產氣，厭氧條件下不生長；7%NaCl培養條件下生長，能夠產生芽孢。利用N23菌株的16S rDNA序列（登錄號為KP403800）所構建發育樹如圖2所示，與死谷芽孢桿菌Bacillus vallismortis DSM11031T（AB021198）相似性在99%以上。結合菌株的形態特征、理化特征并結合16S rDNA序列分析，將菌株N23初步鑒定為芽孢桿菌屬細菌。

3 討 論

3.1 多功效PGPR的獲得

圖2 菌株N23的系統發育樹Fig. 2 Phylogenetic tree of strain N23

本研究首先從西瓜植株根系篩選出6株產IAA優勢菌株，進一步復篩出具有產NH3能力4株菌株G36、G3、N23和N14，最后通過對尖孢鐮刀菌和茄科勞爾氏菌的拮抗測試獲得具有復合功能的根際促生菌株N23。目前，已有大量關于植物根際促生菌（PGPR）促進植物生長及防控土傳病害的報道［17-19］。菌株促生性能主要體現在產生一些植物促生物質，如吲哚乙酸（IAA）、赤霉素和玉米素等植物生長激素［13］，如：Cattelan等［20］研究發現接種產IAA的促生菌可以促進大豆地上部及根系的生長；Kumar和 Singh［21］提出氨作為提供氮素的重要原料，為微生物產氨促進植物生長重要因子之一。因此，本研究首先利用產IAA和氨能力初篩具促生能力的潛在根際細菌，通過多級篩選，首先獲得潛在的促生菌株。PGPR菌株的防病功能主要體現在其具有抑制土傳病原菌生長的功效［22-23］，因此，本文繼續通過測定菌株對設施蔬菜兩種常見病害——枯萎病和青枯病［24-26］病原菌拮抗能力進行復篩，選擇目標細菌，最終獲得一株具有多種功效的細菌，預計所分離細菌不僅能夠促進作物生長，同時具有防控設施蔬菜土傳病害的能力。

3.2 生物育苗基質的應用效果與可能促生機理

功能菌株N23保活添加至普通育苗基質中研制成的生物育苗基質，在3次育苗試驗中均體現出促生優勢。這與張楊等［12］利用辣椒根際枯草芽孢桿菌研制的生物基質促生效果一致。表明將PGPR與普通育苗基質聯合研制成生物育苗基質后能夠有效促進所育種苗的生長。目前大量的有關PGPR的研究均是直接添加至作物根際或研制成生物有機肥或復合微生物肥料施用后促進作物生長［27］。相比于先前研究，本研究開發出了新的PGPR利用模式，能夠為PGPR的研究提供新思路。

兩季盆栽試驗結果表明，西瓜苗移栽后的株高、莖粗、和真葉數等生長指標均顯著高于對照處理（CK）。將生物基質所育種苗（N23）移栽大田試驗中，西瓜、黃瓜、辣椒和番茄四種作物的生長指標和產量均顯著優于普通育苗基質所育種苗處理（CK）。由于盆栽和田間試驗均保證了作物生長充足的養分供應，因此，處理的促生功效推斷由PGPR發揮。現有大量PGPR菌株的研究均表明，該類微生物能夠有效促進植株的生長［12，15，25-27］，這與本研究結論一致。但與先前研究不同的是，本研究將PGPR與普通育苗基質聯合形成生物育苗基質，育苗過程中，PGPR菌株即能夠在苗期定殖于作物根際，預計到田間后能夠進一步發揮促生功能；另一方面，本試驗所篩選并研制的生物育苗基質能有效提高作物苗期質量，推測苗期的生長優勢同樣是取得盆栽試驗促生效果的原因之一。因此，生物育苗基質能夠首先提高所育種苗的質量，促進功能菌在苗期的定殖，進而兩者協同作用，促進種苗移植后田間的增產。最后，本文篩選的功能菌株被鑒定為芽孢桿菌屬細菌（Bacillus sp.），其與死谷芽孢桿菌、龍舌蘭芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的同源性較近，但具體到種的分類地位尚需在以后的工作中進一步確定。

4 結 論

本研究分離篩選獲得1株同時具有產IAA和NH3能力，既對尖孢鐮刀菌又對茄科勞爾氏菌有拮抗作用且能力較高的PGPR菌株。將其保活添加至普通的育苗基質中而研制成對作物苗期生長具有促進作用的生物育苗基質，在三次育苗試驗中，與普通基質處理（CK）相比添加菌株N23的生物基質處理（N23），多項作物苗期生長指標均表現出穩定的促生及根際定殖能力；移栽后，通過盆栽試驗及田間試驗證實使用生物基質所育種苗在移苗后其株高、莖粗和田間產量均具有顯著優勢。最后，結合形態、生理生化特征和16S rDNA 基因序列分析，初步鑒定菌株N23為芽孢桿菌屬細菌（Bacillus sp.）。

［1］ Adesemoye A O，Torbert H A，Kloepper J W. Enhanced plant nutrient use efficiency with PGPR and AMF in an integrated nutrient management system. Canadian Journal of Microbiology，2008，54（10）：876—886

［2］ Lee S W，Lee S H，Balaraju K，et al. Growth promotion and induced disease suppression of four vegetable crops by a selected plant growth-promoting rhizobacteria（PGPR）strain Bacillus subtilis 21-1 under two different soil conditions. Acta Physiologiae Plantarum，2014，36（6）：1353—1362

［3］ 康貽軍，程潔，梅麗娟，等. 植物根際促生菌的篩選及鑒定. 微生物學報，2010，50（7）：853—861

Kang Y J，Cheng J，Mei L J，et al. Screening and identification of plant growth-promoting rhizobacteria （In Chinese）. Acta Microbiologica Sinica，2010，50 （7）：853—861

［4］ 胡江春，薛德林，馬成新，等. 植物根際促生菌（PGPR）的研究與應用前景. 應用生態學報，2004，15（10）：1963—1966

Hu J C，Xue D L，Ma C X，et al. Research advances in plant growth promoting rhizobacteria and its application prospects（In Chinese）. Chinese Journal of Applied Ecology，2004，15（10）：1963—1966

［5］ Schippers B，Bakker A W，Bakker P A H M. Interactions of deleterious and beneficial rhizosphere microorganisms and the effect of cropping practices. Annual Review of Phytopathology，2003，25（1）：339—358

［6］ 孫珊，黃星，范寧杰，等. 一株溶磷細菌的分離、鑒定及其溶磷特性研究. 土壤，2010，42（1）：117—122

Sun S，Huang X，Fan N J，et al. Studies on phosphorus solubilizing activity of a strain isolated from corp rhizosphere（In Chinese）. Soils，2010，42 （1）：117—122

［7］ 康貽軍，程潔，梅麗娟，等. 植物根際促生菌作用機制研究進展. 應用生態學報，2010，21（1）：232—238

Kang Y J，Cheng J，Mei L J，et al. Action mechanisms of plant growth promoting rhizobacteria（PGPR）：A review（In Chinese）. Chinese Journal of Applied Ecology，2010，21（1）：232—238

［8］ 張小蘭，韋中，梅新蘭，等. 一種基于根際定殖能力篩選溶磷菌的方法. 南京農業大學學報，2014，37 （2）：79—84

Zhang X L，Wei Z，Mei X L，et al. A method for screening phosphate solubilizing bacteria based on the rhizosphere colonization ability of strains（In Chinese）. Journal of Nanjing Agricultural University，2014，37（2）：79—84

［9］ 劉靜洋，崔松松，韓國民，等. 棉花根際細菌的生理活性和促生效果. 中國土壤與肥料，2013（6）：88—92 Liu J Y，Cui S S，Han G M，et al. Physiological activity and promoting effects of rhizobacteria on cotton （In Chinese）. Soil and Fertilizer Sciences in China，2013（6）：88—92

［10］ 李紅. 淺談蔬菜工廠化穴盤育苗生產技術. 現代農業，2015（6）：15

Li H. Introduction to vegetable factory seedling production technology（In Chinese）. Modernizing Agriculture，2015（6）：15

［11］ Chaney R L，Munns J B，Cathey H M. Effectiveness of digested sewage sludge compost in supplying nutrients for soilless potting media. Journal of the American Society for Horticultural Science，1980，105（4）：485—492

［12］ 張楊，文春燕，趙買瓊，等. 辣椒根際促生菌的分離篩選及生物育苗基質研制. 南京農業大學學報，2015，38（6）：950—957

Zhang Y，Wen C Y，Zhao M Q，et al. Isolation of plant growth promoting rhizobacteria from pepper and development of bio-nursery substrates（In Chinese）. Journal of Nanjing Agricultural University，2015，38 （6）：950—957

［13］ Glickmann E，Dessaux Y. A critical examination of the specificity of the salkowski reagent for indolic compounds produced by phytopathogenic bacteria. Applied and environmental microbiology，1995，61 （2）：793—796

［14］ Dye D W. The inadequacy of the usual determinative tests for identification of Xanthomonas spp. New Zealand Journal of Science，1962（5）：393—416

［15］ 韋巧婕，鄭新艷，鄧開英，等. 黃瓜枯萎病拮抗菌的篩選鑒定及其生物防效. 南京農業大學學報，2013，36 （1）：40—46

Wei Q J，Zheng X Y，Deng K Y，et al. Screening and identification of antagonistic Bacillus vallismortis B against cucumber Fusarium wilt and its biologicaleffect（In Chinese）. Journal of Nanjing Agricultural University，2013，36（1）：40—46

［16］ 李引，虞麗，李輝信，等. 一株花生根際促生菌的篩選鑒定及其特性研究. 生態與農村環境學報，2012，28 （4）：416—421

Li Y，Yu L，Li H X，et al. Isolation identification and characteristics of a peanut growth-promoting strain of Rhizobacteria（In Chinese）. Journal of Ecology and Rural Environment，2012，28（4）：416—421

［17］ Xue Q Y，Chen Y，Li S M，et al. Evaluation of the strains of Acinetobacter and Enterobacter as potential biocontrol agents against Ralstonia wilt of tomato. Biological Control，2009，48（3）：252—258

［18］ Zhou T T，Chen D，Li C Y，et al. Isolation and characterization of Pseudomonas brassicacearum J12 as an antagonist against Ralstonia solanacearum and identification of its antimicrobial components. Microbial Research，2012，167（7）：388—394

［19］ 陳巧玲，胡江，汪漢成，等. 生物有機肥對盆栽煙草根際青枯病原菌和短短芽孢桿菌數量的影響. 南京農業大學學報，2012，35（1）：75—79

Chen Q L，Hu J，Wang H C，et al. Effects of bioorganic fertilizer application on population of Ralstonia solanacearum and Brevibacillus brevis in tobacco rhizosphere（In Chinese）. Journal of Nanjing Agricultural University，2012，35（1）：75—79

［20］ Cattelan A J，Hartel P G，Fuhrmann J J. Screening for plant growth–promoting rhizobacteria to promote early soybean growth. Soil Science Society of America Journal，1999，63（6）：1670—1680

［21］ Kumar V，Singh K P. Enriching vermicompost by nitrogen fixing and phosphate solubilizing bacteria. Bioresource Technology，2001，76（2）：173—175

［22］ 陳玉婷，林威鵬，范雪瀅，等. 硅介導番茄青枯病抗性的土壤定量蛋白質組學研究. 土壤學報，2015，52 （1）：162—173

Chen Y T，Lin W P，Fan X Y，et al. Soil quantitative proteomic analysis of silicon-mediated resistance of tomato（Solanum lycopersicum）to Ralstonia solanacearum（In Chinese）. Acta Pedologica Sinica，2015，52（1）：162—173

［23］ 吳學宏，盧志軍，王品品，等. 西瓜枯萎病綜合防治研究進展. 植物保護，2011，37（4）：27—32

Wu X H，Lu Z J，Wang P P，et al. Current advances in integrated management of watermelon Fusarium wilt （In Chinese）. Plant Protection，2011，37（4）：27—32

［24］ 李紅麗，郭夏麗，李清飛，等.抑制煙草青枯病生物有機肥的研制及其生防效果研究. 土壤學報，2010，47 （4）：798—801

Li H L，Guo X L，Li Q F，et al. Tobacco wilt suppressing bio-manure and its bio-control effect（In Chinese）. Acta Pedologica Sinica，2010，47（4）：798—801

［25］ Wang B B，Shen Z Z，Zhang F G，et al. Bacillus amyloliquefaciens strain W19 can promote growth and yield and suppress Fusarium wilt in banana under greenhouse and field conditions. Pedosphere，2016，26 （5）：733—744

［26］ Hu H Q，Li X S，He H，et al. Characterization of an antimicrobial material from a newly isolated Bacillus amyloliquefaciens from mangrove for biocontrol of Capsicum bacterial wilt. Biological Control，2010，54 （3）：359—365

［27］ 鞏子毓，高旭，黃炎，等. 連續施用生物有機肥提高設施黃瓜產量和品質的研究. 南京農業大學學報，2016，39（5）：777—783

Gong Z Y，Gao X，Hang Y，et al. Research on continuous application of bio-organic fertilizer for improving greenhouse cucumber yield and quality（In Chinese）. Journal of Nanjing Agricultural University，2016，39（5）：777—783

Screening of Plant Growth-Promoting Rhizobacteria from Watermelon and Development of Bio-nursery Substrates

ZHANG Yang1WANG Tiantian1SUN Yuhan1HU Guanmo1LI Rong1?YU Ping2SHEN Qirong1
（1 College of Resources and Environmental Sciences / National Engineering Research Center for Organic-based Fertilizer/ Jiangsu Key Laboratory of Solid Organic Waste Utilization/ Jiangsu Collaborative Innovation Center for Solid Organic Waste Resource Utilization，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China）
（2 Nanjing Qinbang Jipin Agricultural Development Co. Ltd. ，Nanjing 211516，China）

【Objective】In order to improve the technical level of industrialized seedling culture andfind new methods to make use of plant growth-promoting rhizobacteria（PGPR），a new strain of functional bacteria that would promote growth of watermelon was isolated，cultured and inoculated into ordinary nursery substrate，thus forming a kind of bio-nursery substrate.【Method】A number of strains of bacteria were isolated randomly from the rhizosphere soil of watermelon plants and screened by plant growth-promoting properties. One strain which was found to possess complex functions and efficient rhizospheric colonization ability was further cultured and then inoculated into in ordinary nursery substrate in developing bionursery substrates. Repeated seedling nursing tests and pot experiments were performed in greenhouse and subsequently in the field to further validate effect of the novel bio-nursery substrate prepared by inoculating this bacterial strain into ordinary nursery substrate. In the end this strain was proved to be the right one for preparation of bio-nursery substance.【Result】Through screening，a strain of bacteria，N23，capable of both producing indole acetic acid and NH3simultaneously and acting in antagonism against Fusarium oxysporum f. sp. niveum and Ralstonia solanacearum，was isolated from the rhizospheric soil of watermelon plants. Seedling raising experiments show that in the substrate inoculated with Strain N23，watermelon seedlings grew much better than those in the ordinary nursery substrate，in plant height，stem diameter and leaf area. Such an effect was further demonstrated in another three seedlings raising experiments，showing that the strain steadily promotes seedling growth in a number of growth indices. The pot experiments show that the plants growing in the bio-nursery substrate were significantly higher than those in the ordinary nursery substrate，in all measured parameters except SPAD（Soil and Plant Analyzer Development），which differed very slightly. In the field experiments，watermelon，cucumber，tomato，and pepper seedlings cultured in the bio-nursery substrate grew better than those cultured in ordinary nursery substrate，in plant height and stem diameter，which coincided with the results in the pot and seedling experiments. And in the two seasons of field experiments，the watermelon in the former was 12.5% and 25.4% higher than that in the latter，respectively. In the field experiments cucumber，tomato，and pepper in the former was 18%，60% and 25%，than their respective one in the latter. Morphological and biochemical analysis and 16S rDNA gene sequencing of Stain N23 shows that the strain is one of Bacillus sp.【Conclusion】All the findings in this study demonstrate that the bio-nursery substrate prepared by inoculating Bacillus sp. N23 into ordinary nursery substances promotes seedlings and plant growth as well as yield of the crop. Consequently，this study has provided some novel ideas for making use of rhizobacteria and some theoretical and technical support to the development of PGPR agents for preparation of bio-nursery substances.

Plant growth-promoting rhizobacteria；Bio-nursery substrates；Seedling raising；Plant growth promotion；Bacillus sp.

S144.9

A

（責任編輯：陳榮府）

* 江蘇省科技計劃項目（BY2016077-05）、南京市科技計劃項目（201505041）和江蘇省高校品牌專業建設工程資助項目（PPZY2015A061）共同資助 Supported by the Science and Technology Project of Jiangsu Province（No. BY2016077-05），the Science and Technology Project of Nanjing（No. 201505041）and the Top-notch Academic Programs Project of Jiangsu Higher Education Institution （No. PPZY2015A061）

? 通訊作者 Corresponding author，E-mail：lirong@njau.edu.cn

張 楊（1991—），女，吉林人，博士研究生，主要研究領域植物營養學。E-mail：yczhang_0831@163.com

2016-08-30；

2016-12-19；優先數字出版日期（www.cnki.net）：2017-01-13

10.11766/trxb201608300287