全 文 ：中国生态农业学报 2009年 3月 第 17卷 第 2期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, March 2009, 17(2): 335−338


* 科技部国际科技合作项目(2006DFB02480)和河北省科技支撑计划项目(08220302D)资助
** 通讯作者, E-mail: zhanwuw@126.com
王素芳(1976~), 女, 汉, 硕士, 研究方向为微生物学。E-mail: sfkf@163.com
收稿日期: 2008-05-14 接受日期: 2008-08-25
DOI: 10. 3724/SP.J.1011.2009.00335
土壤因子对链霉菌 S506定殖和促生功能的影响*
王素芳 1, 2 王占武 1** 李洪涛 1 张翠绵 1 赵宝华 2
(1. 河北省农林科学院遗传生理研究所 石家庄 050051; 2. 河北师范大学生命科学院 石家庄 050016)
摘 要 链霉菌 S506是从植物根际分离获得的具有促生、防病和降解根系毒素功能的根际微生物, 为了解土
壤环境条件对其在根际定殖和功能表达的影响, 以链霉菌 S506 为试材, 研究了土壤质地、环境温度和土壤湿
度对 S506 在番茄根际土壤定殖及番茄植株生长的影响。结果表明, 适宜链霉菌 S506 在番茄根际定殖和促生
作用发挥的土壤质地为壤土, 其次为砂土和黏土; 试验所设温度梯度中, 利于 S506 在根际定殖的环境温度为
30 ℃, 其次为 22.5 ℃和 15 ℃, 而利于目的菌株促生功能表达的环境温度则依次为 22.5 ℃、30 ℃和 15 ℃; 适
宜于目的菌株在根际定殖和促生功能发挥的土壤相对湿度为 20%、25%, 其次为 15%和 30%。
关键词 链霉菌 S506 土壤因子 定殖 促生
中图分类号: S154.3 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2009)02-0335-04
Effect of soil on colonization and growth promotion-function of
Streptomyces sp. S506
WANG Su-Fang1,2, WANG Zhan-Wu1, LI Hong-Tao1, ZHANG Cui-Mian1, ZHAO Bao-Hua2
(1. Institute of Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Shijiazhuang 050051, China;
2. College of Life Sciences, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China)
Abstract Isolated Streptomyces sp. S506 from tomato rhyzosphere is one of the beneficial strains which can promote root growth,
control soil-borne diseases and attenuate root autotoxicity. In this paper, the effect of soil texture, temperature and moisture on Strep-
tomyces sp.S506 colonization in tomato rhizosphere and growth-promotion effect of Streptomyces sp. S506 on tomato seedling were
studied through pot experimentation. The results show that optimum soil texture order for Streptomyces sp. S506 colonization in
tomato rhizosphere and the corresponding expression of growth-promotion function is loamy soil, followed by sandy soil and then
clay soil. In the tested temperature gradient, the optimum temperature order for Streptomyces sp. S506 colonization is 30 ℃, 22.5 ℃
and the 15 ℃; and that for growth-promotion function expression is 22.5 ℃, 30 ℃and 15 ℃ respectively. The optimum soil relative
moisture order for colonization and growth-promotion function expression of Streptomyces sp. S506 is 20%, 25%, 15% and 30%.
This study enhances our knowledge on the role of soil environment on the colonization and function expression of target strains in
tomato rhizosphere.
Key words Streptomyces sp. S506, Soil factor, Colonization, Growth-promotion function
(Received May 14, 2008; accepted Aug. 25, 2008)
放线菌是目前研究和应用最广泛的生防因子之
一[1], 开发的产品包括杀菌剂、杀虫剂、除草剂、生
长调节剂、抗病毒制剂等 [2,3]。但大多以抗生素、激
素等发酵代谢产物的利用为主, 将活菌体用于根际
微生态调控研究的还较少。链霉菌 (Streptomyces
sp.)S506 是河北省农林科学院遗传生理研究所微生
物工程实验室从蔬菜根际土壤中分离获得的一株具
有多种功能的根际益生菌, 具有广谱防治多种根部
病害 , 降解根系自毒物质和促生长等功能 [4], 在有
效防治土传病害, 解决设施栽培连作障碍方面具有
较大的应用潜力[5]。目的菌能否在根际土壤中定殖
是影响其功能表达的关键因素之一。许多研究表明,
336 中国生态农业学报 2009 第 17卷


除菌株自身的生物学特性以外, 土壤质地、土壤温
湿度、pH值等土壤理化结构等是影响目的菌株存活
与繁殖的重要因素 [6−8], 另外还存在着土壤抑菌作
用[9]。本文重点研究了土壤质地、环境温度和土壤
湿度对链霉菌 S506 在番茄根际的定殖和促生功
能表达的影响, 以期为该菌株的合理利用提供科学
依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试番茄品种为“中蔬番茄 5号”。以草碳和蛭
石混合物为基质, 催芽后播种育苗, 待番茄苗长到
三叶一心时, 备用。
将供试菌剂 S506制成活菌含量 2×109 cfu·g−1
的麸皮培养物, 备用。
栽培用土壤为从农田挖取的耕层土壤 , 风干 ,
过筛, 检测土壤营养和有机质含量。
目的菌检测培养基采用改良高氏一号培养基 ,
添加适量氨苄青霉素为标记物。
1.2 试验方法
1.2.1 盆栽试验 取试验土壤, 添加 S506菌剂使活
菌含量达到 1×107 cfu·g−1(干土), 以添加高温高
压灭活菌剂为对照。将处理土壤分别填装于直径 25
cm 的花盆中, 移栽整齐一致的番茄苗, 放入日光温
室中管理, 温室温度 22~25 ℃, 相对湿度 70%~ 80%,
自然日照。每处理 3个重复。定植后 20 d、30 d、
40 d 整株挖取番茄苗, 分别检测根际土壤目的菌群
体数量, 测定番茄株高、植株鲜重、根系干重等生
物学指标。
不同土壤质地的影响 : 设供试土壤分别为砂
土、壤土和黏土 3个处理。其他同盆栽试验。
培养温度的影响: 设培养环境温度为 15 ℃、
22.5 ℃、30 ℃ 3个处理, 在全温型光照培养箱内进
行。其他同盆栽试验。
土壤湿度的影响: 设 15%、20%、25%、30% 4 个
土壤绝对含水量, 每天采用称重法补充土壤水分。
在定植 20 d、30 d、40 d、50 d后, 进行各项指标的
检测。其他同盆栽试验。
1.2.2 目的菌数量的检测 根际土壤链霉菌 S506
数量的检测采用平板计数法[10]。
1.2.3 数据分析 采用 Excel XP 和 DPS(Data Pro-
cessing System)软件对试验数据进行统计分析。
2 结果与分析
2.1 土壤质地对目的菌定殖和功能表达的影响
从图 1可见, 在番茄定植 20 d、30 d、40 d时, 根
际链霉菌 S506 群体数量在不同质地土壤中表现趋
势一致, 圴为壤土>砂土>黏土。统计分析表明, 壤土
和砂土、壤土和黏土间差异极显著(P<0.01), 砂土和
黏土间差异不显著(P>0.05)。表明壤土环境最利于链
霉菌 S506的生长繁殖, 砂土和黏土较差。可能由于
砂土虽然通透性较好, 但有机质含量少, 保水性差
而不利于菌体繁殖; 黏土透气性较差不利于目的菌
的存活与繁殖。从链霉菌 S506对番茄生物学特征的
影响(表 1)可见, 不同质地土壤中链霉菌 S506 对番
茄根系发育均表现出较强的促进作用, 且对根茎生
长具有协同促生作用。番茄株高、鲜重、地上干重、
根系干重和毛细根等指标都是壤土显著优于砂土和
黏土, 砂土和黏土间差别不大, 与根际目的菌群体
数量的表现一致, 说明根系与根际目的菌是一种互
相依存的关系。土壤质地不利于根系生长, 也会影
响根际菌群数量, 从而影响其功能表达, 这与土壤
通透性、保水性和根系分泌物都有关系。

图 1 土壤质地对链霉菌 S506定殖的影响
Fig. 1 Effects of soil texture on colonization of
Streptomyces sp.S506

2.2 土壤温度对目的菌定殖和功能表达的影响
从图 2 可知 , 随环境温度提高 , 目的菌在根
际定殖的群体数量逐渐增加。30 ℃处理显著高于
15 ℃和 20 ℃(P<0.05)。说明较高的环境温度有利于
链霉菌 S506在根际的生长和繁殖。

图 2 土壤温度对链霉菌 S506定殖的影响
Fig. 2 Effects of soil temperature on colonization of
Streptomyces sp.S506
第 2期 王素芳等: 土壤因子对链霉菌 S506定殖和促生功能的影响 337


从不同温度处理番茄生物学特征指标(表 2)差
别可见, 利于番茄生长的温度次序为 22.5 ℃、30 ℃
和 15 ℃, 与根际目的菌的群体数量变化不一致, 一
方面 , 可能是试验用番茄品种的适宜生长温度在
22.5 ℃ ; 另一方面 , 可能与培养箱的环境有关 , 试
验中发现 , 温度较高 , 番茄叶部水分蒸腾量较大 ,
失水较多, 栽培基质失水也较快, 对番茄的生长产
生影响。
2.3 土壤含水量对目的菌定殖和功能表达的影响
从图 3可见, 番茄定植后的 50 d内, 根际 S506
的群体数量以土壤含水量 20%处理最高 , 其次是
25%处理, 二者间差异不显著(P>0.05); 土壤含水量
15%、30%处理最少, 与 20%和 25%处理差异显著

图 3 土壤含水量对链霉菌 S506定殖的影响
Fig. 3 Effects of soil moisture on colonization of
Streptomyces sp. S506
(P<0.05)。说明 S506 与其他链霉菌一样, 不适于在
湿度较大的环境中生存[11]。湿度太大导致土壤通气
不良、厌气缺养, 微生物生长发育受到抑制。另外,
低湿条件下, 也不利于链霉菌 S506生长和繁殖。
不同土壤含水量对番茄生长的影响(表 3)表明,
利于番茄生长的土壤含水量次序为 25%、20%、30%
和 15%。20%~25%的土壤含水量最有利于番茄生长,
这与根际目的菌群体数量结果基本一致。
3 结论与讨论
土壤是微生物的大本营, 土壤中习居微生物的
种群与群体数量主要与土壤物理结构、化学组成、
温湿度、生长的植被及其他微生物等因素有关, 而
根际微生物的结构与数量的影响因素更复杂, 除上
述因素外还与宿主植物的基因型、生长期、上茬作
物等有关[12]。因此, 要获得适于根际某一微生物菌
株定殖的生存环境条件十分困难。本研究结果提示,
根际微生物链霉菌 S506 的生长繁殖与宿主根系关系
紧密 , 彼此互受影响 , 利于宿主生长的环境条件 ,
也利于目的菌株的生长与繁殖及其生物功能的表
达。因此, 对植物益生菌特别是根际益生菌的研究,
应该与对宿主植物生长的研究一并进行才有意义 ,
这也是植物微生态学的研究范畴和基本要求[13]。
本试验表明, 壤土、20%~25%的土壤含水量、
环境温度 30 ℃, 是适于链霉菌 S506在番茄根际定

表 1 土壤质地对番茄苗期生物学特征的影响
Tab.1 Effects of soil texture on growth of tomato seedling
处理
Treatment
株高
Plant height (cm)
整株鲜重
Whole plant
fresh weight (g)
地上干重
Over-ground
dry weight (g)
根系干重
Root dry weight (g)
毛细根数量
Root hair
number
对照 CK 22.01 8.24 0.61 0.12 + 砂土
Sandy soil S506 25.13 10.12 0.75 0.14 ++
对照 CK 23.21 9.32 0.68 0.13 ++ 壤土
Loam soil S506 28.58 12.08 0.91 0.16 +++
对照 CK 21.23 8.02 0.58 0.11 + 黏土
Clay soil S506 24.20 9.41 0.69 0.13 ++

表 2 土壤温度对番茄苗期生物学特征的影响
Tab. 2 Effects of soil temperature on growth of tomato seedling
处理
Treatment
株高
Plant height
(cm)
整株鲜重
Whole plant
fresh weight (g)
地上干重
Over-ground
dry weight (g)
根系干重
Root dry
weight (g)
毛细根数量
Root hair
number
对照 CK 14.9 6.62 0.54 0.08 + 15 ℃
S506 17.0 7.36 0.61 0.09 ++
对照 CK 15.4 7.02 0.60 0.11 ++ 22.5 ℃
S506 18.1 8.78 0.67 0.13 +++
对照 CK 15.1 6.89 0.57 0.10 + 30 ℃
S506 17.8 8.65 0.64 0.12 ++
338 中国生态农业学报 2009 第 17卷


表 3 土壤含水量对苗期番茄生物学特征的影响
Tab. 3 Effects of soil moisture on growth of tomato seedling
处理
Treatment
株高
Plant height
(cm)
整株鲜重
Whole plant
fresh weight (g)
地上干重
Over-ground
dry weight (g)
根系干重
Root dry
weight(g)
毛细根数量
Root hair
number
对照 CK 15.3 6.67 0.53 0.09 + 15 %
S506 17.4 7.56 0.61 0.11 ++
对照 CK 19.9 8.21 0.75 0.12 ++ 20 %
S506 23.9 9.38 0.86 0.15 +++
对照 CK 20.2 8.58 0.77 0.13 ++ 25 %
S506 24.6 9.66 0.88 0.16 +++
对照 CK 18.1 7.61 0.69 0.11 + 30 %
S506 19.6 8.45 0.74 0.13 ++

殖的最适环境条件, 除温度外, 其他指标基本与番
茄的最适生长条件一致。在其他土壤质地及环境条
件下, S506 也能在番茄根际定殖, 群体数量均保持
在 106 cfu·g−1以上, 且对植株生长具有一定的促进
作用, 说明 S506 适应性较广, 对改善根系生长, 提
高植株免疫力具有重要作用。
通过本研究, 探明了 S506 在番茄根际定殖和
促生功能表达所需的最适土壤环境条件, 对进一步
提高其应用效果具有重要指导意义。以后还应针对
化肥、有机肥及其他土壤添加物及植物基因型等对
其定殖和功能表达的影响进行研究, 以指导农事操
作和高效微生物调控剂的研制。
参考文献
[1] Hardt I. H., Steinmeta H. New natural epothilones from spo-
rangium cellulosum, strains Soce 90/B2 and Scoce 90/DB:
isolation, structure, elucidation and SAR studies[J]. J. Nat.
Prod., 2001, 64(7): 847
[2] 陈红军 , 郭明冯 . 我国生物农药的研究应用近况[J]. 植物
保护, 2000, 20(3): 21−22
[3] 徐汉虹 , 安玉兴 . 生物农药的发展动态与趋势展望[J]. 农
药科学与管理, 2001, 22(1): 32−34
[4] 李洪涛 , 张翠绵 , 沈江卫 ,等. 黄瓜根接线虫拮抗菌筛选及
作用机理初探[J]. 河北大学学报:自然科学版, 2006, 26(1):
91−96
[5] 王占武, 李晓芝, 张翠绵, 等. 防病促生功能性微生物的筛
选及应用研究[J]. 河北农业科学, 2004, 8(2): 28−31
[6] Larkin R. P., Fravel D. R. Effects of varying environmental
conditions on biological control of Fusarium Wilt of tomato
by nonpathogenic Fusarium spp.[J]. Phytopathology, 2002, 92:
1160−1166
[7] Narisawa K. Effects of pathogen density, soil moisture, and
soil pH on biological control of Clubroot in Chinese cabbage
by Heteroconium chaetospira[J]. Japan. Plant Dis., 2005, 89:
285−290
[8] Porter L. D. Effects of tuber depth and soil moisture on infec-
tion of totato tubers in soil by Phytophthora infestans[J].
Plant Dis., 2005, 89: 146−152
[9] 潘玮 , 穆常青 , 蒋细良 , 等 . 木霉的孢子与土壤抑菌作用
[J]. 中国生物防治, 2006, 22(2): 87−91
[10] 许光辉 , 郑洪元 . 土壤微生物分析方法手册[M]. 北京: 农
业出版社, 1986: 102−109
[11] 康萍芝 , 沈瑞清 ,张丽荣 , 等 . 湿度对新垦地土壤微生物区
系影响初探[J]. 内蒙古农业科技, 2004 (4): 17−18
[12] 张炳欣 , 张平 , 陈晓斌 . 影响引入微生物根部定殖的因素
[J]. 应用生态学报, 2000, 11(6): 951−953
[13] 康白. 微生态发展的历史轨迹[J]. 中国微生态学杂志, 2002,
14(6): 311−314