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Screening and Application Effect Evaluation of Rhizobia in Chinese Herbal Medicines
YANGBo, MACong, SHAYuexia
Chin Agric Sci Bull ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (14) : 41-46.
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Abbreviation (ISO4): Chin Agric Sci Bull
Editor in chief: Yulong YIN
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Screening and Application Effect Evaluation of Rhizobia in Chinese Herbal Medicines
This study aims to screen rhizobia strains that demonstrate antagonistic effects against pathogens causing root rot in Chinese herbal medicines materials and exhibit significant growth-promoting properties. The target strains isolated from soil were purified using the plate streaking method. Following purification, the antagonistic activity of the strains, their fermentation broths, and sterile supernatants was evaluated against 4 pathogenic bacteria. The species identification of the tested strains was conducted using morphological and molecular biological techniques. The control effect and growth-promoting effect of the tested strains on root rot disease of Chinese medicinal materials were evaluated by seed soaking and root irrigation experiments. The results showed that the isolated strain LQR-15 was identified as Sinorhizobium meliloti. The antagonistic effect of this strain on four pathogenic bacteria ranged from 10.61% to 24.17%. The indoor control effect on Astragalus root rot was 78.58%, and the field control effect was 68.42%. In addition, after treatment with LQR-15 strain, the plant height of Astragalus membranaceus, Scutellaria baicalensis, and Hedysarum polybotrys increased by 30.39%, 32.79%, and 67.99% respectively compared to the control group (CK), and the biomass increased by 0.14 g, 0.26 g, and 0.26 g respectively. The root length, aboveground and underground dry weight was significantly higher than those of the control group. In summary, the selected Sinorhizobium meliloti strain demonstrates strong antagonistic effects and certain control effects on the root rot pathogens of Chinese medicinal materials, while also significantly promoting the growth of Chinese medicinal materials.
Chinese herbal medicines / Sinorhizobium meliloti / antagonism / growth-promoting effect / efficacy
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王卫栋, 杨培志, 张攀, 等. 共生根瘤菌对NaCl胁迫下紫花苜蓿抗氧化和渗透调节能力的影响[J]. 草业学报, 2013, 22(5):120-127.
以NaCl胁迫下不同根瘤菌处理的紫花苜蓿为材料,通过测定丙二醛(MDA)、超氧阴离子、超氧化物歧化酶(SOD)、还原型谷胱甘肽(GSH)、脯氨酸、可溶性糖等生理指标,研究共生根瘤菌对紫花苜蓿渗透调节和抗氧化能力的影响。结果表明,接种根瘤菌尤其是接种根瘤菌激活的紫花苜蓿丙二醛含量较低,在处理第15天时根、茎、叶中的含量分别为3.90,0.53,4.16 mmol/g DW,均低于其他2种处理;超氧阴离子含量则在0 ~ 15 d中一直为最低;超氧化物歧化酶活性较高,在处理第15天时最高,根、茎、叶中含量分别为1 592.48,1 317.86,2 068.88 U/g DW·h;还原性谷胱甘肽含量稳定;脯氨酸和可溶性糖含量波动较大,总体呈先增长后下降的趋势。说明接种根瘤菌激活的紫花苜蓿具有较强的抗氧化和渗透调节能力。
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文霞, 李艺妆, 李世平, 等. 我国草地植物根际促生菌种类及其作用研究进展[J]. 草学, 2024(3):1-7.
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郑豆豆, 牛世全, 周璇, 等. 黄芪根腐病复合生防放线菌筛选鉴定及防治作用[J]. 生态学杂志, 2019, 38(3):753-761.
为了研制出有效的黄芪根腐病生物防治产品，本研究利用从疏勒河流域盐碱土壤中分离出对其致病菌有良好防治作用的放线菌进行多菌复配，以期提高生防菌对黄芪根腐病的防效。采用平板对峙法和生长速率法筛选高效生防菌，并对其进行形态特征、生理生化和16S rRNA基因序列鉴定，并采用盆栽试验对黄芪根腐病的防治效果进行测试。结果表明：从供试的244株放线菌中，经初筛有11株放线菌对黄芪根腐病菌的抑菌率均高于50%，复筛后对黄芪根腐病菌的抑菌率为7%～57%。结合筛选效果和菌株间亲和性试验，将菌株DA4-3-12、DA8-4-10和221作为复合菌的研究对象。经鉴定，菌株DA4-3-12和221为Streptomyces alboflavus，DA8-4-10为Streptomyces alanosinicus。单一菌株DA4-3-12、DA8-4-10和221及其不同组合混合菌株（DA4-3-12 + DA8-4-10、DA4-3-12 + 221、DA8-4-10 + 221、DA4-3-12 + DA8-4-10 + 221）对黄芪根腐病均有防治效果，其防效分别为60%、46%、70%、55%、70%、64%、72%，以混合菌株DA4-3-12 + DA8-4-10 + 221的效果最为理想，混合菌株中各菌株间通过协同作用充分发挥其生防效果，且抑菌谱较广。
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韦兴迪, 曾庆飞, 韦鑫, 等. 贵州岩溶山区多花木蓝根瘤菌及高效菌株筛选[J]. 草地学报, 2021, 29(11):2413-2421.
为了筛选获得寄主识别范围广、结瘤固氮能力强的抗逆高效多花木蓝（Indigofera amblyantha）根瘤菌资源，本研究从贵州省22个县（市）5个不同生态功能区采集多花木蓝根瘤样品，经分离、纯化根瘤菌株，观察菌体形态结构，结合16S rRNA基因序列分析比对结果后，选择来自不同地域、不同种类的多花木蓝根瘤菌，采用盆栽回接方法，结合菌株固氮酶活性的测定，筛选结瘤固氮能力强、植物促生效果好的优良根瘤菌株。结果发现：共分离纯化获得33个根瘤菌株，经鉴定分属6属22种。筛选出优良促生固氮根瘤菌6株，其中分离自罗甸县沫阳镇多花木蓝根瘤样品的菌株LMIR32-1为最优促生根瘤菌，其固氮酶活性高达263.05 IU·L<sup>-1</sup>，酶活力及植物促生效果与另外5个优良菌株的差异均达显著（PP<0.01）水平。本研究结果为豆科牧草共生体系在本地区农牧业生产及生态环境建设中的综合应用提供了理论基础。
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晏姝, 林千禧, 韦如萍, 等. 根瘤菌对南洋楹幼苗生长效应的研究[J]. 热带生物学报, 2024, 15(3):299-305.
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李琦, 姚拓, 阿不满, 等. 根际促生菌微胶囊剂研发及对苜蓿、燕麦促生效果评价[J]. 草地学报, 2019, 27(5):1392-1399.
为研制促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria，PGPR）微胶囊剂，探究其对苜蓿、燕麦的促生效果，本研究以海藻酸钠（Sodium alginate，SA）为包埋剂，CaCl<sub>2</sub>为交联剂，对单一菌株和复合菌株进行包埋，以微胶囊操作性和成球性为评价指标，并进行包埋率、活菌数及增殖倍数测定，确定最佳配比。以液体剂型为参比，测定微胶囊菌剂的耐盐和耐碱性，并对微胶囊菌剂进行盆栽试验，测定PGPR微胶囊剂对苜蓿和燕麦株高、总根长、根表面积、根平均直径和根体积的影响。结果表明：处理SA 3%-CaCl<sub>2</sub> 4%制作的微胶囊菌剂机械强度较好，包埋率达到91.70%，增殖后的微胶囊活菌数达到1.08×10<sup>10</sup> cfu·g<sup>-1</sup>，增殖9.19倍。不同盐碱浓度下微胶囊菌剂菌液浓度均高于液体菌剂，显著提高了菌株对盐碱胁迫的耐受能力。PGPR微胶囊剂对苜蓿和燕麦的促生效果显著，施用微胶囊菌剂使苜蓿株高增加31.79%，总根长、根表面积和根体积增加35.25%，40.02%和30.43%；使燕麦株高增加11.60%，总根长、根平均直径和根体积增加41.56%，25.01%和105.83%。确定PGPR微胶囊剂最佳配方为SA 3%-CaCl<sub>2</sub> 4%，施用PGPR微胶囊剂可明显提高苜蓿和燕麦的株高，以及不同根直径下的总根长，并改善根系形态，对苜蓿和燕麦根系生长的促生效果好于液体菌剂和固体菌剂。
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田佳鑫, 刘四义, 王文富, 等. 东北地区大豆根瘤菌的多样性及应用[J]. 应用生态学报, 2024, 35(7):1850-1858.
生物固氮是生态系统氮素的主要来源,而土壤根瘤菌的多样性及其在大豆上的应用效果还需深入研究。本研究采集了东北黑土大豆种植区8个样点的大豆土壤根瘤样本,共分离出94株菌,经16S rRNA及共生基因(nodC、nifH)分析鉴定,其中70株为根瘤菌,且均属于慢生根瘤菌属。为进一步验证根瘤菌的应用效果,根据系统发育分析结果挑选了7株代表性土著根瘤菌,基于实验室条件开展了菌株与大豆结瘤及促生能力测定试验。结果表明: 与不接种根瘤菌的对照相比,7株土著根瘤菌都具有较好的促生及结瘤能力,其中,菌株H7-L22和H34-L6的表现尤为突出,前者处理的大豆株高显著提高了25.7%,后者处理的大豆根瘤干重比其他土著根瘤菌处理高20.9%～67.1%。选取这两株高效根瘤菌进一步开展大豆根瘤菌接种田间试验,发现接种混合根瘤菌剂的促生效果显著优于单一接种处理,与不接种对照相比,H7-L22处理的大豆增产8.4%,而混合菌剂处理的大豆产量增加了17.9%,同时大豆的四粒荚数也显著提升。综上,根瘤菌菌剂的应用能够显著提升大豆产量,从而减少大豆生产过程中对氮肥的依赖,有助于提升土壤健康水平,促进东北黑土地区农业的绿色发展。
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郭英, 杨萍, 张丹雨, 等. 野大豆多功能根际促生菌的筛选鉴定和促生效果研究[J]. 生物技术通报, 2018, 34(10):108-115.
为获得野大豆根际促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR）并明确其促生特性,采用选择培养方法从沈阳沈北新区蒲河沿岸生长的野大豆根瘤及根际土壤中分离筛选固氮菌与解磷菌,进行形态学、生理生化指标和16S rDNA分子生物学鉴定。采用Touch-Up PCR（上升PCR）的方法扩增固氮酶nifH结构基因,对菌株的解磷、分泌3-吲哚乙酸（IAA）的能力及ACC脱氨酶的活性进行测定分析,筛选出优良菌株进行盆栽大豆的促生作用研究。结果得到12株野大豆PGPR 菌,经鉴定分别归属于芽孢杆菌属（Bacillus）、伯克霍尔德菌属（Burkholderia）、根瘤菌属（Rhizobium）、詹森氏菌属（Janthinobacterium）、鞘氨醇单胞菌（Phingomonas）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、假单胞菌属（Pseudomonas）和根癌农杆菌属（Agrobacterium）;其中 2株可解有机磷,11株可解无机磷,3株具分泌IAA能力,5株具ACC脱氨酶活性。盆栽试验表明：3株菌（GD11、GD17、GD58）可使大豆幼苗株高增长,5株菌（GD9、GD11、GD17、GD30、GD58）可使根长增长;6株菌可提高大豆幼苗的茎干重、叶干重、根干重。野大豆根瘤和根际土壤含有多功能根际促生菌,其在农业生产上具有潜在的应用价值。
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