Storage effects on indigenous soil microbial communities and PGPR efficacy - ScienceDirect

摘要

我们验证了储存引起的土壤微生物群落组成的变化改变了三种芽孢杆菌和三种假单胞菌对云杉幼苗促生效果的假设。森林土壤采集自不列颠哥伦比亚省麦肯齐、三文鱼臂和威廉姆斯湖附近。使用稀释平板法评估土壤微生物种群大小。在4°C和−10°C条件下储存32周后，使用Biolog系统在新鲜森林土壤上测定碳基质利用模式。在PGPR测定中，还使用了含有<2%幼苗生长培养基的小份新鲜和储存土壤。在两种温度下的土壤储存期间，土壤中的活微生物，特别是细菌和菌根真菌的种群数量都下降了10–1000倍。通过香农多样性指数（H′）、主成分分析和BIOLOG数据的聚类分析，还检测了土壤和储存处理后基质利用模式的差异。当在坐标轴或欧几里德距离上绘制时，三种新鲜土壤形成了一个明显的集群。Williams Lake和Salmon Arm土壤在冷冻储存时保持了更大程度的基质利用多样性，但麦肯齐土壤则相反。总的来说，六个PGPR菌株在土壤×贮藏处理中对云杉幼苗生长具有相似的影响。假单胞菌根定植在菌株（未评估芽孢杆菌定植）、森林土壤和储存处理之间没有显著差异，但PGPR的效力取决于森林土壤的来源和处理。例如，在新鲜的威廉斯湖和三文鱼臂土壤中，云杉的生长促进作用最大，但在−10°C下储存后，麦肯齐土壤中的PGPR效果最大。我们的结果支持这样一种假设，即储存引起的土壤微生物区系变化有助于PGPR功效的变异，但我们无法确定这些森林土壤与植物生长反应变异性直接相关的特定特征。

表1 从麦肯齐、三文鱼臂和威廉姆斯湖林采集的森林土壤的化学特性

图1 从麦肯齐（a）、麦肯齐、三文鱼臂（b）和威廉斯湖（c）的云杉林中采集的森林土壤基质利用的香农多样性指数（H’）：新鲜土壤（●-●）；土壤在-10℃（■-■）和4℃（▲-▲）下储存32周。

图2 从麦肯齐（M）、三文鱼臂（S）和威廉斯湖（W）的云杉林采集的新鲜土壤及在-10℃（-10）和4℃（4）下储存32周后基质利用模式的主成分分析（a）和聚类分析（b）

表2 在-10℃和4℃条件下储存前和32周后从土壤中分离出的活微生物种群数量

图3 接种芽孢杆菌（菌株L6-16R、Pw-2R或S20-R）或假单胞菌（菌株Sm3-RN、Ss2-RN或Sw5-RN）后的云杉幼苗的根生物量（以未接种细菌的对照幼苗的生物量的标准误差变化百分比表示），以及从麦肯齐（a）、三文鱼臂（b）和威廉斯湖（c）采集的新鲜（）、-10℃储存（）或4℃储存（）的森林土壤

图4 接种芽孢杆菌（菌株L6-16R、Pw-2R或S20-R）或假单胞菌（菌株Sm3-RN、Ss2-RN或Sw5-RN）后的云杉幼苗的茎生物量（以未接种细菌的对照幼苗的生物量的标准误差变化百分比表示），以及从麦肯齐（a）、三文鱼臂（b）和威廉斯湖（c）采集的新鲜（）、-10℃储存（）或4℃储存（）的森林土壤

图5 假单胞菌Sm3-RN，Ss2-RN和Sw5-RN在新鲜的（）、-10℃储存的（）或4℃储存的森林土壤（选自麦肯齐（a）、三文鱼臂（b）和威廉姆斯湖（c）） 云杉根际的定殖（平均cfu g^-1±标准误差）