中国农学通报 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (12): 48-59.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0608
刘嘉雯1(
), 顾沛雯2, 张亮1,3(
), 赵智鹏1, 曹凌霄1, 杨琼1
收稿日期:2025-07-21
修回日期:2025-12-11
出版日期:2026-06-25
发布日期:2026-06-23
通讯作者:
作者简介:刘嘉雯,女,2001年出生,陕西西安人,硕士,研究方向:葡萄根际微生物及土壤矿质营养。通信地址:750021 宁夏回族自治区银川市,宁夏大学,E-mail:12024131733@stu.nxu.edu.cn。
基金资助:
LIU Jiawen1(
), GU Peiwen2, ZHANG Liang1,3(
), ZHAO Zhipeng1, CAO Lingxiao1, YANG Qiong1
Received:2025-07-21
Revised:2025-12-11
Published:2026-06-25
Online:2026-06-23
摘要:
化学肥料过度施用引发土壤退化与生态污染,开发生物绿色替代技术已成为农业可持续发展的迫切需求。植物根际促生菌(PGPR)可通过养分活化、激素调控、信号通讯等途径促进作物生长与抗逆,是生态化栽培的关键生物资源。为系统梳理PGPR 筛选方法、促生机制及研究前沿,支撑宁夏贺兰山东麓产区酿酒葡萄绿色生产需求,本文综述了传统单菌筛选与合成菌群构建策略,总结了PGPR调控根系发育、活化土壤养分、介导激素网络、释放挥发性物质(VOCs)等四大核心促生途径,阐述了转录组学在解析互作分子机制中的应用进展。研究表明,PGPR可通过多重促生途径使作物产量提升14.96%~56.67%,并显著增强抗旱、耐盐、抗病能力;合成菌群能克服单菌定殖不稳、功能单一等短板,表现出更稳定的促生防效。且已鉴定出一批优良菌株及关键功能基因。本文指出,当前研究存在PGPR田间定殖稳定性差、分子互作机制不明确等问题,提出未来需结合多组学技术优化菌群配方、强化田间验证,推动PGPR在精准生态化农业中的可持续应用。
中图分类号:
刘嘉雯, 顾沛雯, 张亮, 赵智鹏, 曹凌霄, 杨琼. 根际促生菌筛选及促生机制研究进展[J]. 中国农学通报, 2026, 42(12): 48-59.
LIU Jiawen, GU Peiwen, ZHANG Liang, ZHAO Zhipeng, CAO Lingxiao, YANG Qiong. Screening of Plant Growth-promoting Rhizobacteria and Research Progress on Growth-Promoting Mechanisms[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2026, 42(12): 48-59.
| PGPR名称 | 来源 | 研究植物 | 促生结果 | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| 贝莱斯芽孢杆菌 SQR9 | 中国某地区黄瓜 根际土壤 | 拟南芥、 水稻、 玉米、 黄瓜 | 与拟南芥共培养8 d,植株总氮含量约增2~3倍,根部氮浓度提升18%。处理6 d后,拟南芥总侧根原基数量增加33%。和水稻共培养两周,地上部氮浓度增加57%,根部及地上部干物质含量均显著上升。在与拟南芥共培养实验中,根系对低浓度硝酸盐吸收速率提升效果最为突出,0.5 mmol/L磷酸盐浓度下吸收速率增加9倍 | [ |
| Sinomonas gamaensis NEAU- HV1 | 中国黑龙江省哈尔滨市 某棉花田土壤 | 生菜、小麦、玉米、花生、拟南芥 | 该菌株可显著促进生菜、小麦、玉米、花生生长,增加茎长、根长及生物量, 以109 CFU/mL浓度处理花生,果实成熟期株高、茎粗和SPAD值分别 较对照增加56.4%、9.6%和12.3% | [ |
| XKG001 | 中国某地区桉树人工林 根际土壤 | 玉米、桉树 | 该菌株促生潜力显著,溶解无机磷能力为172.65 mg/L,且具备产淀粉水解酶、蛋白酶和过氧化氢酶的能力。其菌液可以显著促进玉米种子的萌芽,菌液及菌肥施用于桉树幼苗上后可有效促进植株生长 | [ |
| F05-44 | 中国某地区人参 根际土壤 | 人参 | 不施肥条件下,该菌株能使人参株高和根长分别提高38.53%、24.65%, 展叶期提前3~4 d | [ |
| 大肠杆菌0208 | 广西亚热带植物 根际土壤 | 番茄、 玉米 | 与对照组相比,番茄盆栽株高、茎粗、根长、地上部鲜重和地下部鲜重分别增加53.51%、14.90%、12.28%、43.12%和48.62%。玉米盆栽株高、茎粗、根长、地上部鲜重和地下部鲜重分别增加21.49%、19.35%、42.98%、19.58%和56.67% | [ |
| 假单胞菌sp. CM11 | 长寿树种板栗 根际土壤 | 拟南芥、 生菜、 番茄 | 接种该菌株后,拟南芥主根生长在24 h后受抑制并逐渐停滞,侧根数量显著增加;植株地上部分生物量增加,叶面积增大,抽薹时间提前1.7 d,株高增加1.6倍,种子数量增加2.5倍,单粒种子重量增加1.3倍。与生菜和番茄后,侧根数量分别增加1.5倍和1.4倍。土壤实验中,生菜地上和地下部分鲜重分别增加8.2倍和2.4倍,番茄地上和地下部分鲜重分别增加2.2倍和1.6倍 | [ |
| 粘质 沙雷氏菌 | 稗草根际土 (盐碱土壤) | 紫花苜蓿 | 在盐碱胁迫下,PGPR促进紫花苜蓿生长,提高植物高度、根系长度、 地上与地下组织鲜干重;改善根系状态、叶绿素水平 | [ |
| 荧光 假单胞菌 | 甘肃省兰州市永登县 设施葡萄栽培试验基地 | 葡萄(欧亚葡萄品种“红地球”) | 轻度水分胁迫下,少量菌肥处理的葡萄产量较充分供水提高56.34%,充分 供水条件下,多量菌肥处理产量较不添加菌肥提高42.48%;可促进果粒 纵横茎生长;提高叶片丙二醛含量,促进叶绿素合成;提升产量 | [ |
| 枯草芽孢杆菌R3、泛菌FJ-1 | 西北农林科技大学大学 五泉综合试验示范站 单层薄膜拱棚内 | 草莓 (‘天仙醉’) | 随着菌肥用量增加,草莓生长、产量和品质指标先升后降,小区产量增加14.96%,多项果实品质指标提升,病情指数降低40.14% | [ |
| 淡紫拟青霉菌(DZ) | 贵阳市乌当区3个典型 样地土壤 | 蕹菜 | PGPR提高了土壤有机质、硝态氮、有效磷、速效钾和pH,对铵态氮无显著影响,总鲜重和叶面积在处理组均显著高于对照组 | [ |
| 嗜热球形 脲芽胞杆菌 | 小兴安岭红松原始林林下土壤、绥化市北林区裕奎县卫星镇烤烟种植四年烟地土壤、绥化市望奎县达牧业牧场牛粪采集土样 | 烟草 (龙江911) | 确定最佳配比为1000 kg牛粪+ 25 kg秸秆+ 7.5 kg菌液+ 2.5 kg水。该配比 可显著改善土壤理化性质,提升孔隙度,并将pH调节至作物适宜范围,增加 土壤水解氮、有效磷、速效钾、有机碳和有机质含量,提高土壤酶活性,改变 土壤细菌群落结构,提高细菌多样性并明确了关键菌属及其作用 | [ |
| PGPR名称 | 来源 | 研究植物 | 促生结果 | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| 贝莱斯芽孢杆菌 SQR9 | 中国某地区黄瓜 根际土壤 | 拟南芥、 水稻、 玉米、 黄瓜 | 与拟南芥共培养8 d,植株总氮含量约增2~3倍,根部氮浓度提升18%。处理6 d后,拟南芥总侧根原基数量增加33%。和水稻共培养两周,地上部氮浓度增加57%,根部及地上部干物质含量均显著上升。在与拟南芥共培养实验中,根系对低浓度硝酸盐吸收速率提升效果最为突出,0.5 mmol/L磷酸盐浓度下吸收速率增加9倍 | [ |
| Sinomonas gamaensis NEAU- HV1 | 中国黑龙江省哈尔滨市 某棉花田土壤 | 生菜、小麦、玉米、花生、拟南芥 | 该菌株可显著促进生菜、小麦、玉米、花生生长,增加茎长、根长及生物量, 以109 CFU/mL浓度处理花生,果实成熟期株高、茎粗和SPAD值分别 较对照增加56.4%、9.6%和12.3% | [ |
| XKG001 | 中国某地区桉树人工林 根际土壤 | 玉米、桉树 | 该菌株促生潜力显著,溶解无机磷能力为172.65 mg/L,且具备产淀粉水解酶、蛋白酶和过氧化氢酶的能力。其菌液可以显著促进玉米种子的萌芽,菌液及菌肥施用于桉树幼苗上后可有效促进植株生长 | [ |
| F05-44 | 中国某地区人参 根际土壤 | 人参 | 不施肥条件下,该菌株能使人参株高和根长分别提高38.53%、24.65%, 展叶期提前3~4 d | [ |
| 大肠杆菌0208 | 广西亚热带植物 根际土壤 | 番茄、 玉米 | 与对照组相比,番茄盆栽株高、茎粗、根长、地上部鲜重和地下部鲜重分别增加53.51%、14.90%、12.28%、43.12%和48.62%。玉米盆栽株高、茎粗、根长、地上部鲜重和地下部鲜重分别增加21.49%、19.35%、42.98%、19.58%和56.67% | [ |
| 假单胞菌sp. CM11 | 长寿树种板栗 根际土壤 | 拟南芥、 生菜、 番茄 | 接种该菌株后,拟南芥主根生长在24 h后受抑制并逐渐停滞,侧根数量显著增加;植株地上部分生物量增加,叶面积增大,抽薹时间提前1.7 d,株高增加1.6倍,种子数量增加2.5倍,单粒种子重量增加1.3倍。与生菜和番茄后,侧根数量分别增加1.5倍和1.4倍。土壤实验中,生菜地上和地下部分鲜重分别增加8.2倍和2.4倍,番茄地上和地下部分鲜重分别增加2.2倍和1.6倍 | [ |
| 粘质 沙雷氏菌 | 稗草根际土 (盐碱土壤) | 紫花苜蓿 | 在盐碱胁迫下,PGPR促进紫花苜蓿生长,提高植物高度、根系长度、 地上与地下组织鲜干重;改善根系状态、叶绿素水平 | [ |
| 荧光 假单胞菌 | 甘肃省兰州市永登县 设施葡萄栽培试验基地 | 葡萄(欧亚葡萄品种“红地球”) | 轻度水分胁迫下,少量菌肥处理的葡萄产量较充分供水提高56.34%,充分 供水条件下,多量菌肥处理产量较不添加菌肥提高42.48%;可促进果粒 纵横茎生长;提高叶片丙二醛含量,促进叶绿素合成;提升产量 | [ |
| 枯草芽孢杆菌R3、泛菌FJ-1 | 西北农林科技大学大学 五泉综合试验示范站 单层薄膜拱棚内 | 草莓 (‘天仙醉’) | 随着菌肥用量增加,草莓生长、产量和品质指标先升后降,小区产量增加14.96%,多项果实品质指标提升,病情指数降低40.14% | [ |
| 淡紫拟青霉菌(DZ) | 贵阳市乌当区3个典型 样地土壤 | 蕹菜 | PGPR提高了土壤有机质、硝态氮、有效磷、速效钾和pH,对铵态氮无显著影响,总鲜重和叶面积在处理组均显著高于对照组 | [ |
| 嗜热球形 脲芽胞杆菌 | 小兴安岭红松原始林林下土壤、绥化市北林区裕奎县卫星镇烤烟种植四年烟地土壤、绥化市望奎县达牧业牧场牛粪采集土样 | 烟草 (龙江911) | 确定最佳配比为1000 kg牛粪+ 25 kg秸秆+ 7.5 kg菌液+ 2.5 kg水。该配比 可显著改善土壤理化性质,提升孔隙度,并将pH调节至作物适宜范围,增加 土壤水解氮、有效磷、速效钾、有机碳和有机质含量,提高土壤酶活性,改变 土壤细菌群落结构,提高细菌多样性并明确了关键菌属及其作用 | [ |
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