新疆大豆根际细菌多样性及应用潜力

doi:10.13287/j.1001-9332.202607.019

应用生态学报 ›› 2026, Vol. 37 ›› Issue (7): 2383-2392.doi: 10.13287/j.1001-9332.202607.019

新疆大豆根际细菌多样性及应用潜力

王鑫^1,2, 胡敏^1,2, 刘阳^1,2, 旷沛^1,2, 周义清³, 丁建莉⁴, 朱杰^1,2*

¹新疆农业大学资源与环境学院, 乌鲁木齐 830052;
²新疆土壤与植物生态过程重点实验室, 乌鲁木齐 830052;
³中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081;
⁴北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所, 北京 100097

收稿日期:2025-11-15 接受日期:2026-05-25 出版日期:2026-07-18 发布日期:2027-01-18
通讯作者: *E-mail: zhujie190520@163.com
作者简介:王鑫, 女, 2001年生, 硕士研究生。主要从事土壤微生物相关研究。E-mail: wangxin233683@163.com
基金资助:
新疆土壤与植物生态过程重点实验室项目(23XJTRZW11,25XJTRZW12,24XJTRZWY13)资助。

Bacterial diversity in the soybean rhizosphere and the application potential in Xinjiang, China

WANG Xin^1,2, HU Min^1,2, LIU Yang^1,2, KUANG Pei^1,2, ZHOU Yiqing³, DING Jianli⁴, ZHU Jie^1,2*

¹College of Resources and Environment, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China;
²Xinjiang Key Laboratory of Soil and Plant Ecological Processes, Urumqi 830052, China;
³State Key Laboratory of Efficient Utilization of Arid and Semi-Arid Arable Land in Northern China, Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;
⁴Institute of Plant Nutrition and Resources, Beijing Aca-demy of Agriculture and Forestry Sciences, Beijing 100097, China

Received:2025-11-15 Accepted:2026-05-25 Online:2026-07-18 Published:2027-01-18

摘要/Abstract

摘要： 为深入解析新疆不同大豆种植区域作物根际可培养细菌多样性及促生功能特征,本研究采集了新疆不同纬度(高纬度、中纬度和低纬度)3个代表性大豆种植区的根际土壤。基于稀释涂布平皿法和平板划线法进行了细菌菌株的分离与纯化,获得了81株细菌菌种资源。通过16S rRNA基因序列分析对所得菌种进行分子鉴定及系统发育学研究,并综合评价其固氮、溶磷与解钾功能特性。结果表明:分离得到的细菌隶属于3门5纲6目9科9属,其中中华根瘤菌和微杆菌为主要优势种属。低纬度大豆根际可培养细菌的Shannon多样性指数和Pielou均匀度指数分别为1.56和0.97,均高于中纬度(分别为0.54和0.49)和高纬度地区(分别为0.90和0.82),但其可培养菌株总数较低。本研究共发现57株具有固氮功能的菌株,1株具有溶磷功能的菌株,3株具有解钾功能的菌株,2株兼具多种促生功能特性的有益菌,分别为不动杆菌属菌株A11和节杆菌属菌株BP7。此外,初步鉴定出5株隶属于微杆菌属的潜在新种。综上,本研究初步揭示了新疆大豆根际细菌的多样性、分布特征及应用潜力,可为西北干旱地区菌种资源库的构建提供核心菌株资源。

关键词: 植物促生作用, 根际可培养细菌, 多样性, 新种, 分布特征

Abstract: To explore the diversity and plant growth-promoting (PGP) traits of culturable rhizosphere bacteria in soybean fields across different planting regions of Xinjiang, we collected rhizosphere soil samples from three representative soybean planting areas along latitudinal gradients (high, middle, and low latitudes). We isolated a total of 81 bacterial strains and purified them from these samples using the dilution spread plate and streak plate methods. Molecular identification and phylogenetic analysis of the obtained strains were performed based on 16S rRNA gene sequence analysis, and evaluated their functional characteristics including nitrogen fixation, phosphate solubilization, and potassium release. The results showed that the isolates were phylogenetically classified into 9 genera, 9 families, 6 orders, 5 classes, and 3 phyla, with Sinorhizobium and Microbacterium as the dominant genera. The Shannon diversity index and Pielou evenness index of culturable soybean rhizosphere bacteria in the low-latitude region were 1.56 and 0.97, respectively, both higher than those in the mid-latitude region (0.54 and 0.49) and the high-latitude region (0.90 and 0.82), despite the smaller total number of culturable strains in this region. A total of 57 nitrogen-fixing strains, 1 phosphorus-solubilizing strain and 3 potassium-solubilizing strains were isolated. Among them, 2 beneficial bacteria with multiple PGP functions were identified, namely Acinetobacter sp. strain A11 and Arthrobacter sp. strain BP7. Five potential novel species of the genus Microbacterium were preliminarily identified. In conclusion, our results revealed the diversity, distribution characteristics and application potential of beneficial bacteria in the soybean rhizosphere of Xinjiang, providing core strain resources for the establishment of microbial strain resource libraries in arid regions of Northwest China.

Key words: plant growth-promotion (PGP), culturable rhizosphere bacteria, diversity, novel species, distribution characteristic

王鑫, 胡敏, 刘阳, 旷沛, 周义清, 丁建莉, 朱杰. 新疆大豆根际细菌多样性及应用潜力[J]. 应用生态学报, 2026, 37(7): 2383-2392.

WANG Xin, HU Min, LIU Yang, KUANG Pei, ZHOU Yiqing, DING Jianli, ZHU Jie. Bacterial diversity in the soybean rhizosphere and the application potential in Xinjiang, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2026, 37(7): 2383-2392.

参考文献

[1] 徐宗昌, 鲁雪莉, 姜奇彦, 等. 50份黄淮产区大豆种质资源苗期耐盐性评价. 中国油料作物学报, 2025, 47(4): 851-860
[2] 杨丹, 朱满德. 我国大豆生产格局与区域比较优势演变探析. 国土与自然资源研究, 2020(1): 58-64
[3] Timofeeva AM, Galyamova MR, Sedykh SE. Plant growth-promoting soil bacteria: Nitrogen fixation, phosphate solubilization, siderophore production, and other biological activities. Plants, 2023, 12: 4074
[4] 房翠莲, 曹婷婷, 尹语申, 等. 毛竹根际多功能解磷菌zafu-111的分离及全基因组解析. 应用生态学报, 2025, 36(10): 3175-3186
[5] 孙韵雅, 陈佳, 王悦, 等. 根际促生菌促生机理及其增强植物抗逆性研究进展. 草地学报, 2020, 28(5): 1203-1215
[6] 苗红萍, 田聪华. 新疆大豆产业发展特征与对策建议. 大豆科技, 2024(1): 39-45
[7] 冯锋, 战勇, 田志喜. 新疆地区发展大豆生产的可行性和初步建议. 植物学报, 2020, 55(2): 199-204
[8] 魏建军, 战勇, 罗赓彤, 等. 再谈新疆大豆种植区划及在引种工作中的应用. 新疆农业科学, 2004,41(3): 179-181
[9] 侯小刚, 张璞, 郑照军, 等. 基于多源数据的阿勒泰地区雪深反演研究. 遥感技术与应用, 2015, 30(1): 178-185
[10] 黄一民, 孙葭, 黄一斌, 等. 基于TES反演数据的亚洲中低纬度地区大气水汽δD的时空分布. 地理学报, 2014, 69(11): 1661-1672
[11] Massion-Boivin C, Sachs JL. Symbiotic nitrogen fixation by rhizobia: The roots of a success story. Current Opi-nion in Plant Biology, 2018, 44: 7-15
[12] Ladha JK, Tirol-Padre A, Reddy CK, et al. Global nitrogen budgets in cereals: A 50-year assessment for maize, rice and wheat production systems. Scientific Reports, 2016, 6: 19355
[13] Timofeeva A, Galyamova M, Sedykh S. Prospects for using phosphate-solubilizing microorganisms as natural fertilizers in agriculture. Plants, 2022, 11: 2119
[14] 崔永亮, 李艳梅, 李利军, 等. 钒钛磁铁矿尾矿土壤解钾细菌的多样性及镉对其解钾能力的影响. 应用与环境生物学报, 2019, 25(1): 76-82
[15] Delgado-Baquerizo M, Oliverio AM, Brewer TE, et al. A global atlas of the dominant bacteria found in soil. Science, 2018, 359: 320-325
[16] Delgado-Baquerizo M, Eldridge DJ. Cross-biome drivers of soil bacterial alpha diversity on a worldwide scale. Ecosystems, 2019, 22: 1220-1231
[17] 张嘉旭. 东北黑土区野生大豆与栽培大豆根际微生物多样性研究. 硕士论文. 长春: 吉林农业大学, 2019
[18] 王晓丽, 秦杰, 王敏, 等. 山西大豆根瘤菌的分离、鉴定及共生匹配性筛选. 生物技术通报, 2022, 38(3): 59-68
[19] 王洁丽. 驯化对大豆根系微生物群落组装和根瘤内生菌多样性影响的研究. 硕士论文. 杨凌: 西北农林科技大学, 2019
[20] 李成晨. 酸性磷酸酶参与微生物共生影响大豆磷利用的生理分子机制研究. 博士论文. 广州: 华南农业大学, 2018
[21] Han TX, Wang ET, Han LL, et al. Molecular diversity and phylogeny of rhizobia associated with wild legumes native to Xinjiang, China. Systematic and Applied Microbiology, 2008, 31: 287-301
[22] Han LL, Wang ET, Han TX, et al. Unique community structure and biogeography of soybean rhizobia in the saline-alkaline soils of Xinjiang, China. Plant and Soil, 2009, 324: 291-305
[23] 张威, 许文静, 许亚男, 等. 基于CRISPR/Cas9基因编辑的高油酸大豆品系创制. 江苏农业学报, 2023, 39(2): 321-327
[24] 刘婧, 董天站, 徐菊祯, 等. 基于CiteSpace的中外大豆2000—2020年研究动态与热点比较分析. 大豆科学, 2022, 41(2): 228-238
[25] 叶文武, 刘万才, 王源超. 中国大豆病虫害发生现状及全程绿色防控技术研究进展. 植物保护学报, 2023, 50(2): 265-273
[26] 方明棵, 罗心诚, 王麒, 等. 菌剂浸种对大豆的促生增产作用及土壤理化特性与解磷菌群落组成的影响. 江苏农业科学, 2024, 52(2): 190-198
[27] 胥雅馨, 徐玥, 李玲, 等. 接种根瘤菌对南疆春大豆结瘤和生长的影响. 大豆科学, 2021, 40(1): 98-105
[28] 胡凤晓, 沈红玲, 郑博, 等. 新疆大豆土著根瘤菌多样性及其与不同大豆品种匹配关系分析. (2025-02-24) [2025-11-06]. 新疆农业科学. https://link.cnki.net/urlid/65.1097.S.20250224.1248.002
[29] Li YJ, Li RR, Liu R, et al. A simplified SynCom based on core-helper strain interactions enhances symbiotic nitrogen fixation in soybean. Journal of Integrative Plant Biology, 2025, 67: 1582-1598
[30] 朱杰. 大豆慢生根瘤菌Bradyrhizobium japonicum 5038耐干燥特性及不同水分胁迫响应机制的研究. 博士论文. 呼和浩特: 内蒙古大学, 2021
[31] 黄金榕, 黄凤蝶, 易萍, 等. 海参肠道来源的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌鉴定及其代谢组学分析. 微生物学通报, 2025, 52(9): 4208-4224
[32] 杨晏哲, 梁静, 隋晓娜, 等. 滨海盐渍土野大豆根瘤菌分离筛选及其在大豆中的应用. 微生物学报, 2023, 63(11): 4154-4166
[33] 东秀珠, 蔡妙英. 常见细菌系统鉴定手册. 北京: 科学出版社, 2001: 370
[34] 余涵霞, 梁浩林, 王子轩, 等. 薇甘菊根际可培养固氮菌和氨化细菌的分离鉴定与促生作用. 微生物学报, 2022, 62(5): 1851-1863
[35] 白洁, 姚拓, 王占军, 等. 欧李内生促生菌分离、鉴定及促生、耐盐碱特性. 干旱地区农业研究, 2022, 40(1): 132-138
[36] 杨顺, 杨婷, 林斌, 等. 两株溶磷真菌的筛选、鉴定及溶磷效果的评价. 微生物学报, 2018, 58(2): 264-273
[37] 吴红艳, 于淼, 冯健, 等. 土壤中解钾菌K02的筛选、鉴定及培养条件优化. 微生物学杂志, 2020, 40(4): 60-65
[38] 陈志远, 刘珺, 杨星鹏, 等. 东乡野生稻可培养内生细菌群落组成及多样性. 生物多样性, 2019, 27(12): 1320-1329
[39] Kim M, Oh HS, Park SC, et al. Towards a taxonomic coherence between average nucleotide identity and 16S rRNA gene sequence similarity for species demarcation of prokaryotes. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2014, 64: 346-351
[40] 王芷瑶, 钟玉君, 王永峰, 等. 植物有益微生物组的生态功能及其在可持续农业中的应用前景. 应用生态学报, 2025, 36(5): 1553-1566
[41] Park I, Seo YS, Mannaa M. Recruitment of the rhizo-microbiome army: Assembly determinants and enginee-ring of the rhizosphere microbiome as a key to unlocking plant potential. Frontiers in Microbiology, 2023, 14: 1163832
[42] Xie JB, Dawwam GE, Sehim AE, et al. Drought stress triggers shifts in the root microbial community and alters functional categories in the microbial gene pool. Frontiers in Microbiology, 2021, 12: 744897
[43] 牟红霞, 刘秉儒, 李子豪, 等. 矿井水对荒漠草原土壤微生物群落结构及多样性的影响. 干旱区研究, 2022, 39(5): 1618-1630
[44] Yang SS, Bellogin RA, Buendia A, et al. Effect of pH and soybean cultivars on the quantitative analyses of soybean rhizobia populations. Journal of Biotechnology, 2001, 91: 243-255
[45] 刘泉成, 张茜茜, 田雪亮, 等. 玉米根际细菌群落特征及生防菌筛选. 中国生物防治学报, 2018, 34(5): 771-778
[46] 顾美英, 葛春辉, 朱静, 等. 促生菌及其组合对新疆干旱区小麦生长和生理特性的影响. 新疆农业科学, 2024, 61(12): 2890-2901
[47] 宋小言, 张晓玲, 宁伟豪, 等. 永胜喀斯特土壤解磷菌群落特征及不动杆菌对桑树的促生作用. 生态学报, 2025, 45(14): 6730-6742
[48] Sachdev D, Nema P, Dhakephalkar P, et al. Assessment of 16S rRNA gene-based phylogenetic diversity and promising plant growth-promoting traits of Acinetobacter community from the rhizosphere of wheat. Microbiological Research, 2010, 165: 627-638

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[1]	郑会森, 陈梓宜, 叶骏霖, 吴永彬. 粤北石漠化区石生苔藓群落空间格局及其影响因素 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(7): 2178-2186.
[2]	殷胜楠, 马庆彩, 李雨萌, 张志东. 基于混合效应模型的华北落叶松-白桦混交林单木冠幅模型构建 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 1808-1818.
[3]	王如, 张碧嘉, 雷金睿, 王小燕, 张学丰, 林芳能, 黄士绮, 廖立国. 海南紫荆木不同分布区群落结构及优势种生态位特征 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 1819-1829.
[4]	韩欣颖, 张道百, 景美玲, 王佳林, 马玉寿. 祁连山区退化斑块恢复演替中高寒草甸植被和土壤特征及其驱动因素 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 1888-1896.
[5]	吴凡, 于松宁, 施利燕, 晁敏. 长江口浮游动物群落β多样性变化及驱动因素 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 2031-2040.
[6]	杨雪雯, 刘志玲, 黄亮亮, 王才广, 黄墨涵, 施军, 林峰, 陈杰. 湘江西源鱼类物种多样性及其分布特征 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 2041-2050.
[7]	李栋, 梁斐斐, 牛淼, 张秀敏, 孔舒, 陈琳琳, 陈静, 王娇. 山东省南四湖夏秋季大型底栖动物β多样性格局及其驱动因素 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(6): 2061-2071.
[8]	孙海铭, 霍常富, 阴黎明, 何杨辉, 王朋. 大兴安岭多年冻土区森林土壤有机碳分子特征及土壤矿化温度敏感性 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(2): 399-408.
[9]	冯汉华, 颜文杰, 王旭, 罗勇, 徐期瑚, 郑全胜, 熊育久. 基于种-面积关系认识石漠化地区植被组成与多样性 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(2): 477-484.
[10]	唐海江, 郭富城, 杨九菊, 肖东浩, 廖婷璐, 罗成科. 种植水稻对盐碱地土壤改良效果的研究进展 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(2): 591-600.
[11]	曾琪, 李丹丹, 蔡泽江, 孙楠, 徐明岗. 石灰和生物炭对酸化土壤pH与微生物性质影响的Meta分析 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(1): 103-114.
[12]	刘钥, 卢训令, 李婉莹, 卢开心, 余金海. 基于文献计量学的城市化对鸟类的影响研究进展 [J]. 应用生态学报, 2026, 37(1): 280-294.
[13]	徐龙飞, 张琰超, 孙国庆, 王志林, 司立伟, 李青霞, 高东奎, 田涛, 吴忠鑫. 北黄海庄河海上风电桩附着生物的垂直分布 [J]. 应用生态学报, 2025, 36(9): 2615-2624.
[14]	赵艳芬, 田浩文. 中国特有植物翅果油树种群遗传多样性与遗传结构 [J]. 应用生态学报, 2025, 36(9): 2712-2718.
[15]	崔瀚文, 杨子, 赵霞, 蒋晓轩, 张安宁, 张淼, 陈书燕, 肖洒. 灌丛化和气候变暖对青藏高原高寒草甸β-土壤多功能性的影响 [J]. 应用生态学报, 2025, 36(9): 2745-2752.