土壤耐硒菌株筛选及其硒活化能力评价研究

  目的  从湖北省恩施市双河镇新塘乡渔塘坝硒矿床采集矿渣、淤泥、农田土壤,从中筛选分离出耐硒菌株,并对筛选出菌株的活化土壤硒的能力进行评价。  方法  采用稀释涂布平板法和平板划线法分离、筛选出耐受亚硒酸钠浓度较高的菌株,根据菌株形态学特征和用分子生物学方法对其进行分类鉴定,再将分离得到的耐硒菌株分别接种于酸性富硒赤红壤中进行培养,通过测定培养后土壤中的硒含量评价两菌株活化土壤硒的能力。  结果  筛选出了细菌B-1和真菌B-2两耐硒菌株;细菌B-1被鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌（Stenotrophomonas maltophilia）,其可耐亚硒酸钠浓度为17000 μg mL?1,在温度20 ~ 35 ℃、pH 5 ~ 9、盐浓度0 ~ 3%条件下可正常生长;真菌B-2被鉴定为聚多曲霉（Aspergillus sydowii）,该菌株可耐亚硒酸钠浓度为6000 μg mL?1,在温度25 ~ 30 ℃、pH 4 ~ 7、盐浓度2% ~ 5%条件下可正常生长。添加两耐硒菌株培养后土壤的可溶态硒和可交换态硒含量均显著提高。  结论  筛选出具有较高的硒耐受性和较强的活化酸性富硒土壤中硒的能力的菌株,可为富硒土壤资源开发利用提供生物种质资源和技术手段,对富硒微生物肥料研发、富硒农产品生产和硒污染土壤环境修复也有重要意义。     

水稻根际耐镉细菌的筛选与鉴定

为获得稻田土壤镉污染修复的微生物,采用培养基加镉平板法,从水稻根际土壤分离耐镉细菌。本研究分离得到3株耐镉菌株,经16S rDNA测序、比对,鉴定为假单胞菌属细菌。对菌株细胞形态的电镜观察、菌株生长曲线的测定结果表明,在镉处理浓度为100 mg L 1条件下,菌株生长未受明显抑制,但菌株形态发生了适应性的变化;在镉处理浓度超过300 mg L 1时,菌株生长受到明显抑制;在镉处理浓度700 mg L 1条件下,菌株仍能生长,但生长延滞期延长,对数期后的生长量亦低;对菌体镉含量分析表明,在100 mg L 1镉处理下,3株菌株菌体中的镉含量分别为9.04 mg g 1、4.96 mg g 1和28.58 mg g 1,富集系数依次为90.4、49.6和285.8。可见,分离得到的3株菌株具有较强镉耐性和镉吸收能力,将为稻田土壤重金属镉污染的修复提供重要微生物资源。     

土壤富硒细菌的筛选、鉴定

从广西不同富硒区土壤中分离出32株耐硒细菌,通过优化加硒时间、培养时间及加硒浓度进行富硒试验,筛选获得4株富硒能力较强的细菌,进一步通过对4株细菌16S rDNA序列分析及系统发育树分析明确了各菌株的种属关系。经鉴定,YLB1-6为Bacillus cereus,TXB1-10为Sinomonas sp.,TXB2-5为Bacillus thuringiensis,GPB1-5为Achromobacter denitrificans。在最适加硒时间、培养时间及适宜加硒浓度条件下,各菌株的硒转化率分别为:YLB1-674.22%,TXB1-1066.05%,TXB2-555.31%,GPB1-563.30%。各菌株处理能显著提高土壤可交换态硒含量,对土壤硒起到较强活化作用。土壤富硒细菌为硒转化提供更多的高效微生物载体,并为富硒产品开发研究提供技术支持。     

土壤中耐铅微生物的筛选

通过在培养基中加入一定浓度的Pb(300mg／kg),从土壤中分离到12株耐Pb微生物菌株。其中细菌菌株为1～5号,放线菌为6～9号,真菌为10～12号。经过形态学观察、拮抗试验以及液体培养和土壤模拟试验中降低Pb效果测试,发现12株菌对有效态铅都有一定的降低作用。在液体培养中3号、4号、6号、7号、8号和10号菌株的降低效果最好,降低率超过70％,在土壤培养中3号和7号的降低作用最明显,降低率分别为63．8％和66％。     

呼伦贝尔草甸草原优势种群根际微生物多样性研究

采用分离培养和生理生化试验等方法,对呼伦贝尔草甸草原优势种群羊草和贝加尔针茅根际土壤微生物多样性及优势菌株进行了研究。结果表明,3类土壤样本微生物总数由高到低依次为:羊草>贝加尔针茅>对照组,但差异不显著(p>0.05);样地中呈现:细菌总数>放线菌总数>真菌总数,细菌与放线菌和真菌均呈显著差异(p<0.01)。在羊草根际土壤中分离到的优势菌株为细菌7个属36株,放线菌4个属21株,真菌3个属17株。     

甘蔗黑穗病菌拮抗细菌的筛选及鉴定

从甘蔗根际土壤及甘蔗不同组织内分离到的928个细菌菌株中，对甘蔗黑穗病菌有拮抗作用的细菌菌株有301个．占32．4％．其中拮抗能力强(拮抗带大于10mm)的菌株有18个，占1．9％。经在KBA培养基上培养．发现具有拮抗作用的细菌主要是荧光菌和非荧光菌中的白色菌群。在18个拮抗性强的菌株中，13个菌株来自甘蔗的茎、芽(生长点)，占72％；5个菌株来自根际土壤，占28％；12个菌株为革兰氏阳性细菌中的芽孢杆菌属；6个菌株为革兰氏阴性细菌，其中4个菌株分别为假单胞杆菌属、不动杆菌属、伯克氏菌属及沙雷氏菌属，其余2个菌株有待进一步鉴定。     

水稻根际耐镉细菌碳源代谢功能分析

为探明前期分离得到的3株水稻根际耐镉细菌碳源代谢特性,在进行生理生化鉴定的基础上,采用BIOLOG ECO微平板法,分析了3株细菌(菌株A、菌株B和菌株C)的碳源代谢功能。生理生化试验结果表明,3株菌均属于革兰氏阴性细菌,且均具有极生鞭毛,菌株C的生理生化鉴定为铜绿假单胞菌,菌株A与菌株B为假单胞菌属的其他种,结果与之前的分子生物学鉴定结果一致。BIOLOG分析结果表明,3株菌株在培养72 h的AWCD(平均颜色变化率)均接近最大值,在培养24 h时的AWCD存在显著差异,这种差异主要体现在对氨基酸的利用上。在对提供的31种单一碳源利用上,3株菌对N-乙酰-D-葡萄糖胺、L-精氨酸、L-天冬酰胺、甲叉丁二酸、腐胺、4-羟基苯甲酸、丙酮酸甲酯、吐温-40和吐温-80的利用率均较高,且对L-精氨酸、甲叉丁二酸、丙酮酸甲酯的利用率存在显著差异。本研究结果对深入了解耐镉菌株增殖所需要的碳源以及将来优化耐镉细菌最适培养基提供了理论依据,也为构建相应的基因工程菌提供了微生物资源。     

滇重楼根际土壤解无机磷细菌的分离与鉴定

研究筛选滇重楼根际土壤解磷菌,提高滇重楼产量和品质,为其微生物菌肥的研发提供优良菌株。采集四川、云南、贵州中10个不同地区野生品和移栽品滇重楼根际土壤分离筛选高效解无机磷菌,通过钼锑钪比色法进行溶磷能力测定,结合生理生化和16S rDNA进行鉴定分析。结果表明,共分离纯化42株溶磷菌,发酵液中有效磷的含量为66.68~104.10 mg/L,其中属于芽孢杆菌属Z3-4菌株解无机磷能力最强,发酵上清液中有效磷的含量为104.10 mg/L、增磷量为38.55 mg/L、解磷率为37.03%。菌株Z3-4是一株具有高效解无机磷作用的细菌,可应用于生物菌肥的生产。     

象草根际微生物研究

利用选择性培养基,对象草不同生长阶段根际不同部位细菌、真菌和放线菌进行了分离和计数,并对其根际真菌进行了分类和鉴定。结果表明,象草根际微生物以细菌和放线菌占绝对优势(96.15%～99.82%),而真菌数量只占根际微生物数量的0.18%～3.85%;从三个不同取样部位来看,象草根面微生物数量象草根区微生物数量象草非根际微生物数量;结合象草根际微生物数量、比例、根圈比这三个指标来看,细菌随象草的生长呈下降趋势,根际真菌呈上升的趋势,放线菌数量从返青期到拔节期呈下降趋势,从拔节期到旺盛生长期有明显的上升趋势;象草生长阶段和根际区域不同,根际真菌分布也不同。象草的根际区域不同,生长时期不同,其微生物的数量和种类的时空分布动态也不同。     

一株高效解磷细菌的筛选、鉴定及其溶磷能力的研究

从武汉市黄陂区长期种植的蔬菜大棚作物根际分离筛选出多株解磷细菌,经过多次筛选纯化获得一株性状稳定的高效解磷细菌P1。根据生理生化特征和16S rDNA序列分析,鉴定菌株P1为根瘤菌属(Ensifer)。研究了不同发酵条件对P1菌株解磷能力的影响,确定了菌株P1的最佳培养条件为发酵时间7 d、初始pH值8、接种量2%,在该条件下菌株P1溶解磷酸三钙的量为443.11 mg/L。试验还发现菌株P1的溶磷量与培养液的pH值呈极显著负相关性。     

利用返回式飞船选育优良红曲霉菌

利用“神舟 3号”返回式飞船搭载红曲霉菌 0 70 8。对搭载后的菌株进行复壮、分离和筛选 ,以高产洛伐他汀和耐硒为选择条件 ,筛选到 8株耐硒又高产洛伐他汀的菌株。经连续发酵试验证明变异菌株的优良特性可以保持稳定。     

一株高效还原亚硒酸盐的粘质沙雷氏菌的分离鉴定及特性

从广西钦州市钦北区的富硒土壤中筛选出一株可高效还原亚硒酸盐的细菌QZB-1。16S rDNA基因序列分析确定菌株为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。研究发现菌株QZB-1可耐高达180 mmol/L的亚硒酸盐。进一步研究发现菌株QZB-1在36 h之内对1 mmol/L亚硒酸盐的还原率为95%，随着硒浓度升高还原率有所下降。正交实验表明，对菌株还原亚硒酸盐的影响程度依次是初始亚硒酸盐浓度>培养时间>接种量，最佳还原条件是初始亚硒酸盐浓度为1 mmol/L，接种量为10%，培养时间为36 h，此时菌株QZB-1对亚硒酸盐的还原率大于98.55%。研究结果表明新型亚硒酸盐还原菌粘质沙雷氏菌QZB-1可高效还原亚硒酸盐为单质纳米硒，可高效应用于亚硒酸盐污染水体和土壤的治理。     

提高水稻耐盐能力的根际核心菌株筛选及应用

根际微生物能通过多种途径增强作物对盐胁迫的适应性。为获得能显著提高水稻耐盐性的根际促生菌并探究其应用效果,选择耐盐品种湖南籼和盐敏感品种南粳46两个水稻品种,分别比较了耐盐水稻和盐敏感水稻在自然盐土和灭菌盐土中的生理指标,然后基于16S rRNA基因扩增子测序,通过根系细菌群落差异分析和共现网络分析,鉴定了在耐盐水稻根际富集且与耐盐性相关的关键类群。随后,采用根际微生物宏培养方法从耐盐水稻根际筛选出关键细菌类群的可培养菌株。最后通过盆栽试验评估了菌株增强盐敏感水稻耐盐能力的作用效果。结果表明,自然盐土中耐盐水稻株高和根长均显著高于灭菌土壤中的植株,而脯氨酸含量则显著低于灭菌土壤中的植株,表明耐盐水稻品种根际的微生物群落在增强水稻耐盐能力中具有重要作用。扩增子测序分析发现耐盐水稻品种和盐敏感水稻品种根际微生物群落差异显著,差异分析明确黄杆菌科（Flavobacteriaceae）和假单胞菌科（Pseudomonadaceae）为耐盐水稻根际富集的关键细菌类群。通过设置盐胁迫下盐敏感水稻发芽试验和苗期水培试验,筛选出普氏假单胞菌P34和大安金黄杆菌C18两株功能菌。最后通过盆栽试验证明C18和P34作为直接接种剂或种子包衣剂均能在盐胁迫下显著促进盐敏感水稻生长。综上,C18和P34具有良好的增强水稻耐盐能力的潜力,可作为开发盐碱地专用的种子包衣及微生物肥料的候选菌剂。     

烟草根际土壤中解钾细菌的分离与多样性分析

土壤中含有丰富的钾元素,但主要以缓效态形式存在于钾长石或云母等硅酸盐矿物中,不能被作物直接吸收利用。解钾微生物能溶解硅酸盐矿物中的钾,提高土壤中作物可利用钾的含量,有望缓解我国钾肥短缺的现状。本研究利用选择性培养基,从烟草根际筛选钾细菌,基于16S rDNA序列分析烟草根际土壤解钾细菌的多样性,通过测定解钾细菌的解钾效能及对烟草的促生作用,筛选有应用潜力的优良解钾细菌菌株。结果表明,从四川、湖北和山东烟区烟草根际土壤分离获得的27株解钾细菌,在解钾固体培养上溶钾圈直径为0.11~0.30 cm。16S rDNA序列分析表明,烟草根际土壤解钾细菌主要包括变形菌门γ亚群(Gammaproteobacteria,85.18%)、变形菌门α亚群(Alphaproteobacteria,3.70%)、变形菌门β亚群(Betaproteobacteria,3.70%)、放线菌门(Actinobacteria,3.70%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,3.70%),其中克雷伯菌属(Klebsiella)为优势菌属(66.67%)。27个菌株均有一定的解钾能力,解钾活性为0.59~4.40 mg.L–1。参试菌株均对烟草有一定的促生作用,利用解钾细菌菌液处理烟株20 d后,与对照相比,株高增加0.97%~38.64%,最大叶长增加4.40%~31.02%。本研究筛选出的菌株XF11、GM2、JM19和GL7具有较高的解钾活性和促进植物生长的能力,展现了良好的应用潜力。     

马铃薯细菌多样性解析及促生高产 IAA菌株的筛选

采用 3种不同的培养基从马铃薯根际土壤和叶片中共分离出 78株细菌,优势菌属是 Pantoea,占菌株总数的 55.13%。马铃薯根际土采用 R2A培养基(27株优势菌,13个菌属)分离的细菌多样性相对较好,阿须贝培养基(31株优势菌,9个菌属)次之,土壤浸提液培养基(1株优势菌,1个菌属)最少;马铃薯叶片内生菌用阿须贝培养基(19株优势菌,3个菌属)分离的细菌多样性较差。采用 Salkowski比色液显色法定量测定菌株产 IAA能力,结果表明有 58株细菌具有分泌 IAA的能力,占测定菌株总数的 74.36%,从马铃薯根际土(42株优势菌,13个菌属)筛选的产 IAA菌数量及细菌多样性均高于马铃薯叶片内生菌(16株优势菌,2个菌属)。根据菌株产IAA能力强弱和分离部位及分离培养基的差异,选择 7株产 IAA菌进行促生特性和马铃薯盆栽幼苗促生能力等研究,结果显示:有 6株产 IAA菌具有 ACC脱氨酶能力,1株产 IAA菌具有溶解无机磷能力,2株产 IAA菌具有溶解有机磷能力;两轮温室促生实验结果显示,菌株 Pantoeasp.MLS-34-25对马铃薯幼苗具有明显的促生作用,是生产微生物肥料的潜在菌种。     

烟草根表可培养细菌群落组成及典型菌群的促生特性研究

植物微生物组是维护植物生长发育、提升抗逆防病的重要调控因素。为发挥植物微生物促进烟草生长、改善烟草根区微生态功能作用，本研究从烟草根表分离筛选可培养细菌组，并对不同菌株的促生能力进行测定。结果表明：①从烟草根表分离并鉴定出可培养菌株310株，隶属于31个属，其中主要为芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)；②对比分析发现假单胞菌属、芽孢杆菌属、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和成对杆菌属(Dyadobacter)为4种供试土壤烟草根表共有的细菌类群；③对进一步筛选得到的16株菌株进行促生能力的测定，发现6株菌具有固氮能力，5株菌产铁载体，4株菌可溶解无机磷，4株菌产IAA；④盆栽试验验证16株菌株的促生效果，其中37.5% 的菌株对烟草生长具有显著促进作用，烟草株高、总鲜物质量和地下部干物质量分别比对照提高35.1%、27.9% 和30.7%。总之，从烟草根表分离获得多种具有促生能力的菌株，为未来构建促进烟草健康生长的复合菌剂提供了理论基础。     

玉米根际土球孢白僵菌(Beauveria bassiana)的分离与鉴定

为明确虫生真菌在玉米根际的分布情况,通过选择性培养基对采自安徽省涡阳、萧县、蒙城3地的玉米根际土壤中的虫生真菌进行了分离,并结合形态特征及r DNA ITS序列分析对分离的菌株进行了鉴定。结果表明,从玉米根际土壤中共分离得到39个白僵菌菌株,经鉴定均为球孢白僵菌(Beauveria bassiana),且不同菌株间的菌落生长速度和分生孢子产生量存在显著差异。本研究对丰富玉米地下害虫及土传病害的生物防治资源具有重要的意义。     

一株大蒜根际细菌特性研究及其对田间大蒜产量和土壤酶活性的影响

植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)具有抵抗植物病害,促进植物生长等作用。以前期在山东省金乡县连作大蒜根际土壤中分离获得的根际细菌为研究对象,筛选获得对大蒜根腐病病原菌H5(Setophoma terrestris)和H9 (Fusarium solani)具有较好拮抗效果的菌株DS7,经16S rRNA基因序列分析初步鉴定,该菌株属于芽孢杆菌属(Bacillus)。功能特性研究显示:菌株Bacillus sp. DS7对H5抑制率达到51.72%,对H9抑制率达到42.31%;菌株DS7具有产IAA(19.29±0)μg/mL、产铁载体、水解蛋白、溶磷等能力,但不具有产ACC脱氨酶能力。田间接种试验结果显示:与不接菌的对照相比,接种菌株DS7后大蒜产量提高15.42%;土壤的蔗糖酶活性和脲酶活性高于对照土壤,过氧化氢酶活性低于对照土壤。综上,植物根际促生菌Bacillus sp. DS7具有多种功能特性,可以增加田间大蒜产量,改良土壤,是潜在的微生物肥料生产菌种。     

耐镉邻苯二甲酸二辛酯降解菌的筛选及特性研究

为获得既耐受重金属镉又能高效降解邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的微生物菌株,利用选择培养基从污染土壤中分离高效降解微生物,并对其菌种分类和降解特性进行分析。共筛选获得5株耐镉的DOP降解菌株,其中PD-2对DOP的降解效率最高,120 h后降解率可达93.1%。结合形态学特征和16S rDNA序列分析,鉴定该菌为生丝微菌属(Hyphomicrobium sp.)。菌株PD-2对液体培养基中DOP的降解依赖于其生物量的增加,其对DOP的作用浓度和耐镉浓度范围广,可高效降解100～800 mg·L~(-1)范围的DOP(降解率大于80%),并在镉浓度0～600 mg·L~(-1)的培养基中生长良好。PD-2可利用邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸(PA)作为底物生长,底物种类范围广。添加PD-2到镉和DOP复合污染土壤中,其对DOP具有显著的降解作用,PD-2在镉和DOP复合污染土壤的修复方面具有潜在的应用价值。     

盐穗木根际产ACC脱氨酶耐盐菌株的筛选及鉴定

从新疆五家渠103团盐碱地盐穗木根际的3份土样中筛选出10株产ACC脱氨酶的菌株,通过对这10株菌株的ACC脱氨酶活性和耐盐能力的测定,结果显示其中有4株菌株ACC脱氨酶活性较高,且能在盐(NaCl)浓度12%生长。根据ACC脱氨酶活性以及耐盐性能的测定结果,选择W5、W8、W9这3株菌株进行鉴定,通过生理生化实验、Biolog鉴定、16S rDNA测序分析后,鉴定结果显示W5、W8为乳酪短杆菌(Brevibacterium casei),W9为普沙根瘤菌(Rhizobium pusense)。