《Horticulturae》：Effects of Individual and Consortium Inoculation of Bacillus velezensis, Burkholderia pyrrocinia, and Streptomyces sp. on Acclimatization and Tuberization of Micropropagated Potato
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马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球第三大重要粮食作物，其生产受到植物病原菌、环境胁迫和大量农用化学品使用的制约。马铃薯微繁殖是一种可生产遗传一致且无病原体植株的生物技术策略。然而，驯化阶段仍是微繁殖的主要瓶颈，常导致成活率低和生长受阻。在
马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球第三大重要粮食作物，其生产受到植物病原菌、环境胁迫和大量农用化学品使用的制约。马铃薯微繁殖是一种可生产遗传一致且无病原体植株的生物技术策略。然而，驯化阶段仍是微繁殖的主要瓶颈，常导致成活率低和生长受阻。在此背景下，植物促生细菌（PGPB）代表了一种可持续的策略，可改善植株建成并减少对合成投入品的依赖。本研究评价了与杜罗河（Douro）葡萄园相关的三株细菌菌株——贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）Nb1、吡咯伯克霍尔德氏菌（Burkholderia pyrrocinia）Gs3和链霉菌属（Streptomyces sp.）42s5——的生物施肥与生物防治潜力，这些菌株通过16S rRNA和gyrB序列分析进行了鉴定。在对峙培养试验中，这些菌株对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、茄病镰刀菌（F. solani）、灰葡萄孢（Botrytis cinerea）和互隔交链孢（Alternaria alternata）表现出拮抗活性。所有菌株还表现出关键的植物促生性状，包括吲哚-3-乙酸和铁载体产生以及磷酸盐溶解能力。在温室条件下驯化期间，这些菌株被单独及以联合菌群方式接种到微繁殖马铃薯植株上。研究评估了8个处理（各6个重复），包括非接种对照。结果表明，接种显著改善了营养生长和产量相关参数。值得注意的是，Gs3+42s5组合产生最高的地上部生物量，而三菌株联合菌群获得最大的总块茎重量（36.91 g/株），对照为7.75 g/株。这些发现凸显了这些本地PGPB（尤其以多菌株组合方式施用）在提高驯化效率和通过减少化学投入品依赖、促进环境友好农业实践来支持可持续马铃薯生产方面的潜力。
马铃薯（Solanum tuberosum L.）是全球第三大粮食作物，但其生产受到植物病原菌、环境胁迫以及化学肥料和农药过度依赖的制约。微繁殖技术虽能快速获得遗传一致且无病原体的植株，但驯化阶段仍是主要瓶颈；离体植株转入温室或田间后，常因湿度、光照、微生物暴露和养分有效性剧变而出现光合能力降低、根系发育不良和高死亡率。已有研究多关注Bacillus和Pseudomonas，而贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis）、吡咯伯克霍尔德氏菌（Burkholderia pyrrocinia）和链霉菌属（Streptomyces sp.）在微繁殖马铃薯驯化阶段的单独及联合接种效应尚未被系统研究。因此，研究人员从葡萄牙北部杜罗河产区葡萄园葡萄浆果和土壤样品中分离筛选细菌菌株，通过体外试验评价其拮抗和植物促生性状，并在温室驯化期检验单菌和联合菌群接种对微繁殖马铃薯营养生长、生理表现和产量相关性状的影响。该研究发表于《Horticulturae》。
研究人员采用的主要技术方法包括：基于16S rRNA和gyrB基因序列的分子鉴定与系统发育分析；利用对峙培养法测定菌株对四种植物病原真菌的拮抗活性；通过Salkowski比色法、CAS琼脂法和NBRIP培养基法分别评估吲哚-3-乙酸（IAA）产生、铁载体产生和磷酸盐溶解能力；在温室条件下以完全随机设计进行为期99天的驯化试验，设置单菌、双菌、三菌联合和非接种对照共8个处理，每处理6个重复，定期测定株高和分枝数，收获后测定地上部/根部干生物量及结薯参数，并采用方差分析和Tukey检验进行统计。菌株来源为葡萄牙杜罗河产区Quinta do Ataíde葡萄园的土壤和葡萄浆果样品。
结果如下。
3.1 有益菌株的分离与鉴定
通过16S rRNA和gyrB基因序列分析，菌株Nb1被鉴定为贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis），菌株Gs3被鉴定为吡咯伯克霍尔德氏菌（Burkholderia pyrrocinia），菌株42s5与玫瑰轮丝链霉菌（Streptomyces roseoverticillatus）亲缘关系最近，但被保守地归为链霉菌属（Streptomyces sp.）。来源方面，Nb1分离自葡萄浆果组织，Gs3和42s5分离自葡萄园土壤。
3.2 对植物病原真菌的拮抗活性
对峙培养试验表明，三株菌均对尖孢镰刀菌、茄病镰刀菌、灰葡萄孢和互隔交链孢表现出不同程度的抑制作用。其中，Streptomyces sp. 42s5对尖孢镰刀菌（76.25%）、茄病镰刀菌（74.58%）和灰葡萄孢（75.83%）的抑制率最高；B. velezensis Nb1对互隔交链孢的抑制率最高（78.33%）；B. pyrrocinia Gs3对茄病镰刀菌和互隔交链孢的抑制率相对较低。
3.3 植物促生性状
3.3.1 吲哚-3-乙酸（IAA）产生
定量测定显示，三株菌在24 h、48 h和72 h均能产生IAA，且产量随时间增加。B. pyrrocinia Gs3在各时间点产量最高，72 h时达57.56 μg IAAE/mL；B. velezensis Nb1次之（31.06 μg/mL）；Streptomyces sp. 42s5最低（20.14 μg IAAE/mL）。
3.3.2 铁载体产生
CAS琼脂法检测显示三株菌均产生铁载体。B. velezensis Nb1的晕圈直径最大（16.00 mm），铁载体产生指数（SPI）最高（3.78）；B. pyrrocinia Gs3的铁载体产生效率（SPE）最高（89.80%）；Streptomyces sp. 42s5的SPE最低（17.03%）。
3.3.3 磷酸盐溶解
在含磷酸三钙（TCP）的NBRIP固体培养基上，三株菌均形成溶解晕圈，其中B. pyrrocinia Gs3的溶解能力最强，其PSI为5.17，PSE为107.3%；在含磷酸铝（AlPO
4）的培养基上未见明显晕圈，但出现培养基酸化变色。液体培养定量测定进一步表明，B. pyrrocinia Gs3在第8天可溶性磷含量最高（822.50 μg/mL），PSE达82.25%，同时伴随培养液pH下降。
3.4 细菌接种对微繁殖马铃薯生长和结薯的影响
3.4.1 细菌接种对营养生长参数的影响
温室驯化试验中，所有接种处理均显著改善了植株分枝数、株高和生物量积累。B. pyrrocinia Gs3单独或与其他菌株组合时，在后期分枝数和株高上表现突出；B. pyrrocinia Gs3与Streptomyces sp. 42s5组合获得最高地上部干生物量（2.36 g/株）；B. velezensis Nb1单菌接种获得最高根部干生物量（0.54 g/株），均显著高于非接种对照。
3.4.2 细菌接种对结薯和产量性状的影响
收获时，所有接种处理均显著提高单株块茎数和总块茎重量。B. pyrrocinia Gs3单菌接种的块茎数最高（20.33个/株），对照为7.17个/株；三菌联合菌群（Nb1+Gs3+42s5）处理的总块茎重量最高（36.91 g/株），其次为Nb1+Gs3双菌组合（36.21 g/株），对照仅为7.75 g/株。三因素方差分析显示，总块茎重量和地上部干生物量均存在显著的菌株间三向交互作用，表明三菌联合具有协同增产效应。此外，内生生防定殖检测显示，仅B. velezensis Nb1能从块茎内部组织中被重新分离，而B. pyrrocinia Gs3和Streptomyces sp. 42s5未被检测到。
讨论部分指出，三株菌在抗菌、IAA产生、铁载体产生和溶磷能力方面具有功能互补性。B. pyrrocinia Gs3兼具较强的拮抗活性、高IAA产生和高效溶磷能力，是功能最全面的菌株；B. velezensis Nb1以促进根系发育和内生定殖能力见长；Streptomyces sp. 42s5提供额外的生长促进与保护功能。多菌株联合菌群主要通过促进同化物分配和块茎增重而非增加块茎数来提高产量，这与菌株间的功能互补有关。研究结论为：本地菌株B. velezensis Nb1、B. pyrrocinia Gs3和Streptomyces sp. 42s5具有重要的植物促生和拮抗特性，包括IAA和铁载体产生、磷酸盐溶解以及对常见植物病原真菌的抑制。单独或联合接种均可显著改善微繁殖马铃薯在温室驯化期的植株建成、营养生长、生物量积累和最终块茎产量。单菌接种尤其是B. pyrrocinia Gs3有利于增加块茎数，而多菌株联合菌群尤其是三菌组合能最大化总块茎重量，体现了菌株间功能互补的优势。B. velezensis Nb1对马铃薯块茎的成功内生定殖进一步表明其在维持植株持续生长方面具有潜力。总体而言，这些发现支持将本地PGPB作为有效生物肥料和生物防治剂，用于促进微繁殖植株向离体条件的过渡，同时减少对合成农用化学投入品的依赖；基于本地PGPB联合菌群设计马铃薯繁殖体系，有望通过改善植株在变化温室环境下的表现并实现低投入管理，为气候适应性生产作出贡献。未来仍需在不同品种和环境条件下进行田间验证，并开展菌株安全性评估，以确定其在实际和商业可持续农业系统中的适用性。
