巨菌草根际土壤微生物群落代谢功能多样性分析

【目的】研究福州平潭巨菌草根际土壤与非根际土壤微生物对不同碳源利用,明确巨菌草对根际土壤微生物功能多样性的影响,为巨菌草生态治理提供理论依据。【方法】在福州平潭基地采集巨菌草(Pennisetum giganteum)根际土和非根际土壤样品,采用Biolog-ECO 技术研究巨菌草根际土与非根际土壤微生物对不同碳源利用特性,揭示不同碳源利用的不同及影响差异的主要因素。【结果】与对照相比,巨菌草根际土壤微生物的代谢活性高于非根际土壤;多样性分析结果表明,与非根际土壤相比,巨菌草根际土壤样品的Simpson指数、Shannon指数、Brillouin多样性指数略高,差异不显著;主成分分析结果表明,对主成分一和主成分二贡献大的碳源种类分别为22 种和6种,糖类是巨菌草根际土壤微生物利用的主要碳源类型。【结论】与非根际土壤相比,巨菌草根际土壤微生物群落在碳源利用及代谢功能多样性高于非根际土壤。     

芦笋根际与非根际土壤微生物群落结构及多样性特征

【目的】探明四川芦笋根际和非根际土壤微生物群落多样性特征,为芦笋土壤生态系统的构建和保持提供理论依据。【方法】以芦笋根际和非根际土壤为研究对象,测定其土壤理化指标,同时利用高通量测序技术分析土壤细菌、真菌群落特征。【结果】芦笋根际土壤pH、全钾、速效钾均低于非根际土壤,而有机质、全氮、水解氮、全磷和有效磷均高于非根际。根际土壤细菌的多样性和丰度高于非根际,根际真菌的丰度高于非根际,而根际真菌的多样性低于非根际。芦笋根际和非根际土壤优势细菌门主要是变形菌门、厚壁菌门、酸杆菌门、放线菌门、绿弯菌门,优势真菌门为担子菌门、子囊菌门。LSfSe分析发现在根际土壤中共鉴定14个细菌类群和20个真菌类群与非根际土壤有显著差异。主成分分析（PCA）表明,根际与非根际在土壤细菌及真菌群落结构多样性上均存在较大差异。冗余分析（RDA）显示,pH是影响土壤微生物群落结构组成最重要的因素。【结论】扩展了芦笋根际微生物的多样性的认知谱系,为探讨通过调控土壤微生物群落结构实现芦笋优质高产栽培提供理论依据。     

赣南脐橙黄龙病植株根际土壤微生物多样性研究

【目的】分析赣南脐橙黄龙病患病植株和健康植株根际土壤微生物多样性和群落组成,为黄龙病新型生态防控提供参考依据。【方法】以赣南脐橙黄龙病典型患病植株、疑似患病植株、健康植株根际土壤和裸地土壤为研究对象,利用高通量测序技术比较分析样品间微生物多样性和群落结构特征,并探讨土壤理化性质与微生物群落的关系。【结果】赣南脐橙患病植株根际土壤细菌群落的丰富度和多样性均高于健康植株根际土壤,其真菌群落的多样性也高于健康植株根际土壤,但真菌群落丰富度低于健康植株根际土壤;脐橙患病植株与健康植株根际土壤微生物群落组成相似,但相对丰度存在差异;在门水平上,患病植株根际土壤中绿弯菌门、酸杆菌门等菌门增加,而放线菌门、担子菌门等菌门有所减少;在属水平上,患病植株根际土壤中芽杆孢菌属、篮状菌属等有益菌属减少,而镰刀菌属、曲霉属等致病菌属则有所增加;患病植株根际土壤中全氮、全磷含量均低于健康植株根际土壤,而全碳含量高于健康植株根际土壤,全磷是影响样本根际土壤微生物多样性和群落组成变化的主要因素。【结论】赣南脐橙感染黄龙病后,其根际土壤理化性质发生了明显变化,土壤微生物多样性和群落组成也有所改变,这些差异在一定程度上...     

柽柳根际土壤放线菌的分离及拮抗活性筛选

【目的】分析柽柳根际土壤放线菌物种多样性，研究其抗菌活性，为新疆主要农牧业病害的防控奠定菌种基础。【方法】选择新疆南疆地区10种柽柳根际土壤的放线菌资源，采用四种培养基，通过菌株16SrDNA测序，采用平板对峙法筛选抗菌活性。【结果】分离出294株菌株，鉴定的150株，分属于7个纲12个目16科24个属，另有9个潜在新种，以金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、解淀粉欧文氏菌、伤寒沙门氏菌、白色念珠菌、链格孢菌、棉花黄萎病菌、棉花枯萎病菌为靶标菌。【结论】筛选出68株活性放线菌。柽柳根际土壤放线菌的分离丰富了微生物资源及菌种的储备。     

mVOCs在根际免疫中的研究进展及思考

由土传病原菌引起的作物病害频发制约着世界农业的可持续发展。以根际微生物群落这一生物屏障为核心的根际免疫在抵御土传病原菌入侵中发挥着至关重要的作用。除竞争营养、产生抗生物质等外,根际微生物还通过分泌易挥发性有机物（Microbial volatile organic compounds,mVOCs）与病原菌、其他土著微生物以及宿主植物互作,以更好地适应根际环境和发挥抑病功能。由于具有作用浓度低、可在水-土-气等多界面自由迁移和长距离传播等优势,mVOCs日益成为根际免疫领域机理研究和产品开发的热点。本文首先介绍mVOCs参与土壤抑菌性的发现过程,系统梳理抑制土传病原菌的mVOCs及分泌源——有益微生物。其次,从抑制土传病原菌生长和致病、调控微生物群落互作以及激发植物抗性3个方面阐述mVOCs提升根际免疫的作用机理。随后,总结mVOCs在防控土传病害中的应用现状,并分析影响mVOCs产生和作用效果的土壤生物和非生物因素。最后,提出与根际免疫相关的mVOCs研究思考,呼吁关注mVOCs在根际免疫领域的理论和实践价值。关键词：微生物易挥发性有机物;土传病害;根际免疫;微生物生态     

根际微生态防治作物土传真菌病害的机制研究进展

土传真菌病害分布范围广、传播速度快且危害性大,已成为世界性难题。化学杀菌剂一直被认为是防治土传真菌病害的重要手段,但是长期大量使用化学杀菌剂不仅会造成农药残留、病原菌的抗药性增加,而且还会造成食品安全、粮食安全及土壤、环境污染等问题,严重制约农业健康可持续发展。根际微生态是与植物根系发生紧密联系和相互作用的土壤微域,是植物自己营造的有利于植物健康和生长的生态系统。深入探究根际微生态防治作物土传真菌病害的机制,有利于从根际微生物、环境因子、抑病物质等方面挖掘防治土传真菌病害安全高效的方法。本研究着重从土传真菌病害的危害、土传真菌病害发生的根际微生态机制及土传真菌病害生物防治研究进展等方面进行探讨,以期为防治土传真菌病害的研究及生物防治提供参考。     

不同质地土壤玉米根际生物活性研究

【目的】明确不同质地土壤（砂壤、中壤、重壤）玉米生育期间根际微生物（细菌、放线菌、真菌）数量与酶（脲酶、蛋白酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶）活性的变化。【方法】采用池栽方式，以掖单22为材料，研究不同质地土壤的玉米根际微生物数量和酶活性变化，并进行相关分析。【结果】玉米播种前，砂壤中的微生物数量最多，重壤中最少；重壤中的酶活性最高，砂壤最低。3种土壤玉米根际生物活性的动态变化呈抛物线，吐丝期达最大值，此后逐渐下降。吐丝期，3种质地土壤玉米根际微生物数量均表现为中壤最多，重壤最少；5种酶活性均表现为中壤最大，砂壤最小。成熟期，玉米根际土壤细菌与放线菌表现为中壤中数量最多，重壤最少，真菌则表现为中壤最多，砂壤最少; 过氧化氢酶活性表现为重壤最高，砂壤最低，脲酶、蛋白酶、磷酸酶、转化酶表现为中壤中活性最高，砂壤最低。【结论】玉米根际生物活性受玉米生长发育进程和土壤质地的双重影响。     

根结线虫危害与健康黄瓜根际土壤微生物群落结构差异分析

为探明黄瓜根结线虫病与根际土壤微生物群落的关系,通过高通量测序分析对比了受根结线虫危害和健康黄瓜根系的根表土和根围土中微生物群落结构组成及丰富度的差异。结果表明,健康黄瓜根表土、健康黄瓜根围土、病害黄瓜根表土和病害黄瓜根围土4组土壤样品之间微生物Alpha多样性无显著差异,但Beta多样性在各组间差异显著。在门水平上,各组间细菌和真菌群落组成相似,但拟杆菌门（Bacteroidetes）和担子菌门（Basidiomycota）在各组的相对丰度存在显著差异,其中拟杆菌门在病害黄瓜根表土（13.58%）、担子菌门在健康黄瓜根表土（6.69%）中的相对丰度较高。在属水平上,各组间细菌和真菌的组成也基本一致,细菌中黄杆菌属（Flavobacterium）、假单胞菌属（Pseudomonas）、链霉菌属（Streptomyces）、根瘤菌属（Rhizobium）、德沃斯氏菌属（Devosia）、鞘氨醇杆菌属（Novosphingobium）、剑菌属（Ensifer）、纤维弧菌属（Cellvibrio）和噬几丁质菌属（Chitinophaga）在不同组中的相对丰度存在显著差异,且均在病害黄瓜根表土...     

三七连作根际微生物多样性研究

【目的】针对三七土传病害根腐病日益突出的问题,探讨三七根际土壤和根内生微生物多样性、生物群落组成及代谢活性与根腐病发生的相关性。【方法】对连作3年三七和连作4年三七的健康植株和感病植株根际土壤进行Biolog ECO代谢功能多样性分析,对三七根际土和根组织采用多种培养基进行微生物的分离培养,根据细菌16S r DNA序列和真菌ITS区序列的通用引物进行PCR扩增、Blast同源比对及其系统进化树分析。【结果】健康植株组与感病植株组根际土壤微生物群落的丰富度和均匀度存在显著差异(P0.05),健康植株组土壤微生物群落的生理活性高于感病植株组;从根际土壤中培养出172株菌株,其中,健康植株组土壤以芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、节杆菌(Arthrobacter)等为优势菌群;感病植株组土壤以黄杆菌(Flavobacterium)、毛霉菌(Mucor)和镰刀菌(Fusarium)等为优势菌群;从根组织中分离出121株菌株,其中,健康植株根部以芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)为优势菌群,感病植株根部以镰刀菌(Fusarium)、拉恩氏菌(Rahnella)、欧文氏菌(Erwinia)等为优势菌群。【结论】三七土传病害根腐病的发生与植株根际微生物群落结构组成及代谢功能多样性密切相关,为从微生态角度改善三七土壤健康状况及控制三七根腐病的发生提供科学理论依据。     

不同苹果砧木的根际土壤微生物数量及酶活性

【目的】研究不同苹果砧木对土壤根际微生物数量和酶活性的影响。【方法】通过盆栽试验,采用微生物稀释平板培养法对平邑甜茶（Malus hupehensis Rehd.）、八棱海棠（M.micromalus Makino）、楸子（M.prunifolia(Willd) Borkh.）、新疆野苹果（M. sievesii(Ledeb.) Roemer）、东北山荆子（M.baccata Borkh.）等5种苹果砧木土壤根际微生物数量、土壤酶活性及其相关性进行研究。【结果】不同苹果砧木土壤根际微生物各生理类群数量差异显著,并且都以细菌占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。土壤微生物多样性指数的变化趋势与土壤微生物数量的变化趋势不一致。不同苹果砧木土壤根际蔗糖酶、磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性各异。皮尔逊相关分析得知,土壤微生物数量与土壤酶活性之间存在相关关系。【结论】选择合适的苹果砧木,有利于土壤微生物数量和酶活性的提高,从而为苹果树生长创造良好的微生态环境。     

平板菌落计数法检测土壤pH对L1-9菌株定殖的影响

采用室内盆栽试验,调整土壤pH值,播种黄瓜种子,一叶期灌根接种海洋生防菌L1-9发酵菌液.每隔3d,采集黄瓜根际土壤,采用平板菌落计数法计数回收的L1-9菌落数量,分析pH值对L1-9菌株定殖的影响.结果表明,土壤pH对生防菌L1-9定殖有显著影响,当pH为7.0时定殖效果最好.     

枯草芽孢杆菌B29对黄瓜根际土壤微生物的影响

[目的]探讨枯草芽孢杆菌B29对黄瓜根际土壤微生物的影响。[方法]用枯草芽孢杆菌B29菌剂和化学杀菌剂(百菌清)灌根处理黄瓜根际土壤,通过田间试验研究了其对根际土壤微生物种群数量的影响。[结果]施用枯草芽孢杆菌B29菌剂后,使根际细菌和放线菌数量在第10、20天显著增加,第30、40天恢复至和对照一致;使根际真菌数量逐渐下降,第10天显著低于对照,20～40 d时极显著低于对照,至第40天稍有回升,略高于10 d时的真菌数量。施用百菌清处理后,在第10、20天,根际细菌数量极显著下降且明显低于对照,放线菌数量也低于对照但差异不显著,根际细菌和放线菌数量均极显著低于生防菌处理组,至第30、40天恢复到和对照一致;对根际真菌数量的影响是先降低后升高,但极显著低于对照。[结论]施用枯草芽孢杆菌B29可促进黄瓜根际细菌和放线菌的生长,抑制真菌的生长。     

棘孢木霉M45a的定殖能力及其对水稻促生作用研究

为研究棘孢木霉M45a在水稻体内的定殖规律及促生作用,利用其绿色荧光标记菌株M45a-GFP实时动态观测标记菌的定殖情况,并探究其对大田水稻的促生作用.结果 表明,M45a浸种处理对水稻苗期促生效果最好,其标记菌株M45a-GFP能有效定殖于水稻根系组织.大田促生试验表明,与清水对照相比,M45a浸种处理的水稻在生长50 d时其株高、地上部干重、根际土壤总氮和硝态氮含量显著增加,分别为8.1％、10.0％、14.92％和22.34％.因此,棘孢木霉M45a具有很好的开发潜力,为木霉菌肥部分替代化肥提供了一定的理论基础.     

大葱根系分泌物对黄瓜幼苗根际微生态环境的影响

以不同浓度的大葱根系分泌物处理连作黄瓜幼苗根区土壤,研究其对黄瓜根际土壤微生态环境的影响。结果表明：采用适宜浓度的大葱根系分泌物处理可显著提高黄瓜幼苗根际土壤的pH值,降低Ec值,增加速效氮、有效磷和速效钾含量,增强土壤磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶活性,增加土壤细菌、放线菌和真菌数目,降低真菌在微生物总量中的比例。大葱根系分泌物有利于改善连作黄瓜的根际土壤环境。     

铜绿假单胞菌株CR56在黄瓜和番茄根围的定殖能力

铜绿假单胞菌株Pseudomonas aeruginosaCR56作为种子处理时，能有效地防治由腐霉Pythiumspp.和茄丝核菌Rhizoctonia solania引起的黄瓜和番茄的苗期猝倒病，利用该菌的抗利福平突变菌株CR56R9和lacZY标记菌株CR56RL4，研究其在黄瓜和番茄根围的定殖能力、种群动态和在根区的分布。研究表明，黄瓜根围比番茄根围更适合于该菌的定殖，其种群数量下降的幅度在番茄根围比在黄瓜根围更快。播后28d，菌株CR56R9和CR56RL4在黄瓜根围种群数量分别由7.63×107CFU/粒和4.88×107CFU/粒下降到9.85×106CFU/株和8.87×106CFU/株，在番茄根围则分别由3.0×107CFU/粒和2.13×107CFU/粒下降到4.48×105CFU/株和4.37×105CFU/株；该菌主要分布在猝倒病的发生部位——根基部，在根尖处检测不到该菌的存在。lacZY标记菌株CR56RL4与抗利福平突变菌株CR56R9，两者在黄瓜根围和番茄根围的存活能力基本一致。     

土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响

考察了生物质炭作为土壤调理剂对植烟土壤微生物群落的影响.结果表明,在烤烟生长的各个时期,添加调理剂处理的土壤可培养微生物数量均比未添加调理剂的对照处理高.宏基因组分析表明,添加土壤调理剂处理的微生物群落多样性高于对照,且青枯病发病率和病情指数比对照降低了27.6％和34.6％.由此可知,植烟土壤中添加土壤调理剂可以改善土壤微生态环境,提高土壤微生物群落多样性,维护土壤微生物平衡,从而降低土传病害的发生.     

Dynamics of Microbial Communities in Bulk and Developing Cucumber Rhizosphere Soil

The microbial population dynamics in bulk and developing cucumber rhizospheres were studied by cultivation and cultivation-independent approach based on directly extracted DNA to provide baseline data. Soil and rhizosphere samples were taken from tested field 2, 4, 7 and 10 weeks after the seeds were planted, which was positively related to the corresponding date of cucumber growth stages. The plate culture amount showed that total number of bacteria,fungi and actinomyces began to rise when cucumber planted and quickly reached peak at seedling or blossom period, but decreased slightly later. Bacterial population in rhizosphere was higher by comparison with that of counterpart except for seedling and flowering stages, but the shift trend of them were quite similar all the time. Nitrogen fixating, nitrobacter and ammonifying bacteria showed the same change tendency in population as bacteria and actinomyces did, however, cellulose-decomposing bacteria had the contrary rhizosphere effect as cucumber developed. Data revealed that positive relevance existed between the dominant rhizosphere microbe population and cucumber development. PCR was employed to amolify the V3 region of 16S rDNA, then the products were subjected to denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE). DGGE profile indicated that a few microbe species lived stable in farmland soil, but some were influenced by population due to cucumber roots growth. Significant difference was observed in bulk and rhizosphere soils especially for the seedling and flowering samples. Few prominent bands in DGGE patterns, which displayed stronger or less illumination, means the representative bacteria had great population variation in that period. These phenomena indicated that flowering cucumber heavily affected rhizosphere bacteria, or the bacteria, most probably the uncultured bacteria, functioned specially to cucumber blossom. Most detected bands with no illumination change in DGGE quite possibly represent the indigenous microbes that were essential for constructing and stabilizing farmland microecological environment.     

解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2抗性基因标记及其在作物根部的定殖能力

以质粒pMarA转入解淀粉芽孢杆菌植生亚种B9601-Y2菌株,获得了卡那霉素抗性标记遗传稳定的菌株Y2-pMarA。采用浇灌法、拌种法和浸根法接种大白菜,并用浇灌法接种烟草,观察菌株在大白菜和烟草根部的定殖与消长动态。结果表明:通过10μg/mL卡那霉素的LB平板和PCR方法,证明标记菌株Y2-pMarA均能在植株根际、根表和根内定殖。在播种时浇灌大白菜37d后,在自然土处理中根际土、根表土和根内菌量分别为浇灌7d后菌量的94.31%、95.00%和84.75%,在灭菌土中则分别为75.26%、84.92%和177.74%;在拌种处理大白菜时,自然土处理中根际土、根表土和根内菌量分别为拌种7d后菌量的94.44%、95.27%和61.06%,在灭菌土处理中则分别为75.64%、90.91%和69.06%;在浸根10min后移栽,标记菌株能在大白菜根际土壤中扩散和进入根内;至移栽后33d,自然土处理中根际土、根表土和根内菌株定殖密度分别为6.28×105、9.54×105和4.69×103 cfu/g;灭菌土处理中则分别为6.97×105、1.12×106和1.02×104 cfu/g。     

不同基因型油菜成熟期根系特征及其与根际土壤养分关系

为缓解西北风沙区冬季地面裸露、风蚀严重的问题,以3种油菜类型共20个油菜品种为试材,在相同的栽培条件下于油菜成熟期分析油菜总根长、根表面积、根体积、根干质量、主根长、主根直径、直径小于2mm的总根长、根尖数等根系指标及油菜根际土的全氮、速效磷、速效钾、有机质质量分数的差异,并进行了相关性分析,旨在探索不同类型不同品种油菜根系差异以及根系对根际土壤养分的影响,进而为选择出根系发达的油菜类型和油菜品种增加相应的实践经验。结果表明,不同类型油菜、同一类型不同品种油菜间的根系指标及根际土养分质量分数存在显著差异,表现为:(1)甘蓝型和白菜型油菜的总根长、根表面积、根尖数、直径小于2mm的总根长普遍大于芥菜型,其中甘蓝型油菜的根表面积相对芥菜型提高15.10%~94.00%;芥菜型油菜的根体积和根干质量最大,其中芥菜型油菜平均根体积分别比白菜型、甘蓝型油菜平均根体积提高11.26%、12.39%,平均根干质量分别减少49.77%和43.14%;芥菜型和甘蓝型油菜的主根长和主根直径普遍大于白菜型油菜。(2)3种油菜类型根际土壤全氮、速效钾、有机质质量分数大体上符合芥菜型白菜型甘蓝型的趋势,速效磷质量分数表现为白菜型芥菜型甘蓝型。(3)油菜总根长、根表面积、根尖数、直径小于2mm的总根长与各养分指标呈负相关;油菜根表面积、根长、根尖数越大,养分吸收越多;芥菜型油菜主根发达,生物量大,可在土壤贫瘠、易风蚀的区域种植用于防风固土,培肥地力;甘蓝型油菜根系表面积大,可在水肥条件较好的地方种植用于收获经济产量。