基于宏基因组测序解析长刺蒺藜草入侵对根际土壤氮循环的影响

为揭示外来入侵植物长刺蒺藜草 Cenchrus longispinus对氮素高效利用的微生态机制,利用宏基因组测序技术分析长刺蒺藜草、狗尾草 Setaria viridis、披碱草 Elymus dahuricus三种杂草根际土壤及对照中参与氮循环的微生物类群及功能基因差异。结果显示,长刺蒺藜草入侵显著增加了根际土壤中全氮和硝态氮含量,显著降低了土壤水溶性氮含量;长刺蒺藜草根际土壤中链霉菌属Streptomyces、红色杆菌属 Rubrobacter、硝化螺旋菌属 Nitrospira及类诺卡氏菌属 Nocardioides微生物丰度与其他3个处理之间差异显著,并与根际土壤中硝态氮含量显著相关;长刺蒺藜草根际土壤中微生物的氮代谢功能基因nasB和nifK丰度与对照之间差异显著,且与根际土壤中硝态氮含量显著相关。推测长刺蒺藜草入侵通过增加根际土壤中链霉菌属、红色杆菌属和类诺卡氏菌属微生物丰度影响根际土壤的氮代谢过程,通过减少 nasA基因丰度降低硝酸盐同化速率,其根际土壤有少量nifK固氮基因,表明其有一定的固氮能力。     

生防菌B1619在番茄根部的定殖及对根际微生态的影响

采用植物MS平板定殖研究法、盆栽试验和土壤酶活性检测技术研究了生防菌B1619在番茄根部的定殖规律,并评估了B1619对番茄根围土壤微生物和酶活性的影响。结果显示,生防菌株B1619在番茄根部定殖能力较强,在MS平板中,定殖量可达10⁸ CFU/g根以上。在盆栽试验中,常规土壤中或在接种青枯菌后,番茄根部生防菌的数量都呈现先下降后上升趋势,最后趋于稳定;在第15天时,定殖量达到10⁶ CFU/g根。番茄定植后,B1619对根围土壤中真菌和放线菌具有促进作用,而对细菌则表现为先促进后抑制作用。此外,B1619能够提高土壤蔗糖酶活性而抑制土壤脲酶的活性,B1619施用后第15天,蔗糖酶活性达226.3 mg/g土,比对照高88 mg/g土;土壤脲酶活性则与对照组截然相反,呈下降趋势。     

枯草芽胞杆菌PTS-394的GFP标记及其定殖能力

为探明枯草芽胞杆菌PTS-394在番茄根围的定殖能力,采用电转化法获得绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）标记菌株PTS-GFP,构建其生长曲线,采用对峙生长法评价其室内抑菌活性,并应用抗生素平板回收结合激光扫描共聚焦显微镜观察标记菌株在番茄根围的定殖数量。结果显示：与原始菌株PTS-394相比,标记菌株PTS-GFP的生长、对青枯病菌和4种病原真菌的室内抑菌能力无明显差异。标记菌株PTS-GFP和青枯病菌菌液单独或混合处理番茄苗,灌根当天标记菌株初始菌量接近10⁸ CFU/g,处理3 d后种群数量迅速下降,约10⁶ CFU/g,随后缓慢下降,处理10 d后种群数量约10⁴ CFU/g,处理30 d后,标记菌株仍然能被检测到,约20 CFU/g。表明枯草芽胞杆菌PTS-394在番茄根际土壤中具有一定的定殖能力。     

四种牧草根际固氮细菌的分离及固氮活性的研究

为了获得禾本科牧草根际土壤固氮菌分布的基本情况及优势菌株,于牧草旺盛生长季节,从内蒙古锡林郭勒天然草地的羊草、大针茅、冰草、糙隐子草根际土壤、原土体以及根内进行了固氮细菌的分离,并统计了数量分布。结果表明,内蒙古锡林郭勒草地土壤中普遍存在固氮菌,而且禾本科牧草根际显著高于自由土体中的固氮菌数量。其中大针茅根际不仅固氮菌数量多而且菌株固氮酶活性高。另外,本研究还通过乙炔还原法筛选出四种不同牧草根际固氮能力最强的固氮细菌各1株,并观察了其形态学特征和菌落特征,这为进一步的理论研究以及开发利用奠定了基础。     

生长年限对甘肃贝母根际土壤细菌群落结构的影响

采用Illumina MiSeq高通量测序技术对撂荒地（CK）、生长1 a（BM-1Y）、3 a（BM-3Y）和5 a（BM-5Y）的甘肃贝母根际土壤细菌16S rRNA基因V3-V4可变区进行测序分析，探究不同生长年限甘肃贝母对根际土壤细菌群落结构的影响。结果表明：生长年限对甘肃贝母土壤理化因子和细菌菌群均有影响，其中BM-5Y处理显著降低了土壤有机质（OM）、水解氮（HN）和速效磷（AP）的含量（P＜0.05），较CK处理分别降低了22.76%、9.28%、51.25%；BM-5Y处理显著降低根际土壤细菌多样性（P＜0.05），其中OUT数、PD值及Chao I指数较CK处理分别降低了7.23%、6.79%、6.47%。生长年限改变了细菌群落在门和属水平的群落组成，但各生长年限中的优势菌门（相对丰度＞5%）相对稳定，均为放线菌门（Actinobacteria）、变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi），其在CK、BM-1Y、BM-3Y和BM-5Y处理中的相对丰度总和分别为82.28%、84.16%、83.12%和82.30%。土壤pH、OM、HN、AP及AK含量是驱动根际土细菌群落的主要环境因子，其程度大小为：pH＞AK＞HN＞AP＞OM。土壤理化因子与各优势细菌门的相关性不同，pH与放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）呈显著负相关（P＜0.05），OM、HN和AP均与厚壁菌门（Firmicutes）呈显著负相关（P＜0.05）。综上，甘肃贝母生长年限延长（BM-5Y）会显著降低土壤的养分含量和细菌群落的多样性。     

50%乙草胺对旱地杂草辣子草防除效果研究

50%乙草胺乳油对花生田杂草辣子草生测毒力回归式为y=5.781 7+1.691 9x,r=0.964 9。LD₅₀=0.345 1 g/L,LD₉₅=3.237 1 g/L,对辣子草种子萌发有很强的抑制作用。用有效成分含量50、65、80、130 g/667 m²田间土壤封杀处理,防除辣子草效果在99%以上,对马唐、狗尾草、反枝苋、藜也有很好的防效。     

荧光假单胞菌PEF-5#18防控番茄枯萎病的定殖机理

通过电转法成功将EGFP表达质粒p EGFP20转入对番茄枯萎病具有优良防病效果的荧光假单胞菌PEF-5#18体内,并研究了该生防菌在番茄根际土壤与植株根、茎内部组织的定殖情况。结果表明,处理25 d后,标记型与野生型生防菌处理均能有效控制番茄枯萎病害并增加植株鲜、干重量。与病原菌阳性对照相比,野生型菌株的防治效果为76.92%,鲜重增加194.10%,干重增加564.71%;接种后的PEF-5#18能良好定殖于番茄根际土壤并扩展进入植物根茎内部生长,其分布数量呈现出根际土壤(1.05×106 CFU/g)根(6.75×104 CFU/g)茎(1.25×102 CFU/g);与病原菌阳性对照相比,接种PEF-5#18对番茄根际土壤的可培养细菌总数影响差异不显著,但可显著提高根(增幅为8.42%)、茎(增幅为14.78%)内的可培养细菌总数以及根际土壤pH(增幅为1.61%);接种PEF-5#18能显著降低根际土壤与根、茎内病原菌侵染数量;激光共聚焦镜检发现,接种25 d后,PEF-5#18能大量分布于番茄根系表面、根内木质部、根内皮层细胞、根内细胞间隙、茎内维管及其周围细胞。     

枸杞根腐病病原菌鉴定及其拮抗菌的筛选

为了针对根腐病实施有效的生物防治,分离鉴定枸杞根腐病病原菌及其拮抗菌,采用组织分离法获得腐根上的病原菌,结合形态学与分子生物学特征鉴定病原菌;利用稀释涂布、滤纸片法和共培养法从健康根际土壤筛选拮抗细菌,通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析对拮抗效果较好的菌株进行鉴定。结果表明：从枸杞根腐病分离得到腐皮镰刀菌（Fusarium solani）和尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）两种主要致病菌,从健康枸杞根际土壤中分离获得12株对两种镰刀菌具有拮抗作用的细菌,其中J7-3、J7-8、J7-9和J10-8对腐皮镰刀菌的抑菌率均在80%以上,J7-3和J10-8对尖孢镰刀菌的抑菌率均在70%以上。菌株J7-3和J10-8对根腐病病原菌的抑菌作用较好,分别鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,其中J10-8的拮抗作用和溶菌效果最好,可作为研发微生物菌剂的菌种资源。     

喹草酮与莠去津复配防除杂草效果及对高粱的安全性

为明确对羟基丙酮酸双氧化酶抑制剂类新型除草剂喹草酮应用于高粱田的可行性,于2018-2019年在温室和田间测定喹草酮与莠去津复配的除草效果及对高粱的安全性。温室试验结果表明,喹草酮与莠去津复配对狗尾草Setaria viridis和苘麻Abutilon theophrasti均有很好的防除效果,两者按有效成分用量比1：4~1：7配比对狗尾草的GR₅₀在134.40~168.92 g （a.i.）/hm²之间,明显好于喹草酮和莠去津单独施用时的GR₅₀,分别为150.53g （a.i.）/hm²和589.30g （a.i.）/hm²;两者复配对狗尾草的共毒系数在234.80~311.03之间,远大于120.00,显示出明显的增效作用;对苘麻的共毒系数在140.16~168.38之间,也表现出增效作用;对马唐Digitaria sanguinalis也有较好的防除效果;喹草酮与莠去津按有效成分用量比1：5复配的制剂在最高用量3 600g （a.i.）/hm²处理下,3个高粱品种生长均正常,且对高粱和杂草之间的选择性指数远大于6.59,对高粱的安全性高。田间试验结果表明,喹草酮与莠去津复配应用于高粱田对高粱安全,且对田间杂草野稷Panicum ruderale、虎尾草Rabdosia eriocalys、稗Echinochloa crus-galli、反枝苋Amaranthus retroflexus和藜Chenopodium album等均有极好的防除效果,2018-2019年对高粱田杂草的总株防效分别为94.2%和92.8%,鲜重防效分别为95.6%和94.2%,明显高于药剂对照50%异甲·莠去津悬浮剂土壤处理和37%二氯·莠去津悬浮剂茎叶处理的防除效果。表明喹草酮与莠去津复配应用于高粱田防除杂草效果良好。     

新疆棉田灰漠土氨氧化微生物群落对灌溉水盐度和施氮量的响应

采用灌溉水盐度和施氮量两因素试验,其中灌溉水盐度设置2个水平：0.35 dS·m^-1（淡水,FW）和8.04 dS·m^-1（咸水,SW）,施氮量设2个水平：0（不施氮,N0）和360 kg·hm^-2（施氮,N360）,以咸水滴灌的棉田土壤为材料,测定了土壤理化性质和生物学指标,结果显示：（1）咸水滴灌显著增加土壤EC_1∶5和NH⁺₄-N含量,分别增加了457.74%和73.02%,但显著降低土壤NO^-₃-N含量,降低了35.88%;施氮显著增加土壤EC_1∶5、NO^-₃-N和NH⁺₄-N含量,分别增加了32.09%、668.33%和39.88%。（2）咸水滴灌显著降低了土壤潜在硝化势,较淡水处理降低了28.97%;施氮显著增加了土壤潜在硝化势,较不施氮处理增加了317.27%。（3）咸水滴灌显著降低氨氧化细菌(AOB)和全程氨氧化细菌A分支（amoA-clade-A）和B分支（amoA-clade-B）的基因拷贝数,分别降低了81.27%、73.49%和62.51%,但显著增加氨氧化古菌(AOA)的基因拷贝数,增加了487.94%;氮肥施用均显著增加了氨氧化微生物的基因拷贝数,分别增加了511.20%(AOA)、958.13%(AOB)、72.66%(amoA-clade-A)和31.18%(amoA-clade-B)。（4）氨氧化微生物优势菌属为假单胞菌属、嗜甲基菌属、亚硝化螺菌属、慢生根瘤菌属、链霉菌属、硝化螺菌属、寡养单胞菌属、食甲基菌属、螯台球菌属、囊胞杆菌属、亚硝基单胞菌属、红假单胞菌属、芽孢杆菌属和拉姆利式杆菌。（5）咸水滴灌降低了AOA的多样性和丰富度及amoA-clade-A的多样性,但增加了AOB和amoA-clade-B的多样性和丰富度及amoA-clade-A的丰富度;氮肥施用显著降低了AOA和AOB的丰富度及amoA-clade-A的丰富度和多样性,但增加了amoA-clade-B的丰富度和多样性。综上,盐分是影响氨氧化微生物群落结构的主要驱动因子,氨氧化古菌是土壤氨氧化作用的优势物种,而氨氧化细菌和全程氨氧化细菌A分支是咸水滴灌棉田氨氧化作用的主导微生物种群。     

人参病原菌拮抗细菌的分离筛选与鉴定

为明确土壤拮抗细菌对人参常见病原菌的生防价值,从吉林省抚松县人参根际土壤中分离、纯化获得113株细菌,采用平板对峙法测定菌株的拮抗能力,通过温室盆栽试验研究其在土壤及人参根部的定殖规律,并通过形态、培养特征及16S r DNA序列分析进行分类鉴定。对峙试验结果表明,2株细菌对供试人参病原菌具有良好的拮抗广谱性,且多次验证其抑菌效果稳定。定殖研究结果表明,活性菌株SZ-56与SZ-60的定殖能力均达到显著水平,在土壤中的最大定殖菌量分别为每克土7.51×106CFU和7.28×106CFU,30 d后定殖菌量仍保持在105CFU;21 d后在人参根部的定殖菌量仍保持在每克根105CFU水平。根据形态、培养特征、生理生化指标和16S r DNA序列分析,确定SZ-56为内生芽胞杆菌Bacillus endophyticus,SZ-60为解淀粉芽胞杆菌B.amyloliquefaciens。     

High‐throughput sequencing reveals bacterial community composition in the rhizosphere of the invasive plant Flaveria bidentis

Bacteria are important soil components as both decomposers and plant symbionts and play a major role in plant–microbe interaction processes. However, little is known about the diversity of bacterial communities in the rhizosphere of the invasive plant Flaveria bidentis. In this study, we used high‐throughput sequencing to investigate bacterial communities in the rhizosphere of F. bidentis, compared with those of native crop maize and control plant Setaria viridis. We obtained >70 000 analysis reads from the three samples and used bioinformatics and multivariate statistics to analyse the results. An analysis of indicators showed that F. bidentis samples had lower richness but higher diversity than maize and S. viridis samples. Operational taxonomic unit (OTU)‐based bioinformatics and statistical analysis also demonstrated that F. bidentis significantly altered the bacterial rhizosphere community. Higher abundance of Actinobacteria and lower abundance of Firmicutes were observed in F. bidentis rhizosphere than those of maize and S. viridis. Redundancy analysis (RDA) revealed the correlations between soil bacteria communities, soil nutrients and the abundance of bacterial groups. Our results provide a starting point for investigations of the effects of F. bidentis on soil bacterial diversity and a theoretical basis for the microecological mechanism of F. bidentis invasion.     

紫花苜蓿根际芽胞杆菌YB-2的鉴定及其生防和促生能力分析

为获得对紫花苜蓿Medicago sativa生长有益的生防菌,以尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum为指示菌从紫花苜蓿根际土壤中分离筛选拮抗菌株,基于形态学特征、生理生化特性和16S rDNA与gyrB基因序列分析对其进行鉴定,并评价其对紫花苜蓿根腐病的生防效果以及提高寄主植物耐盐碱胁迫的能力。结果表明,从紫花苜蓿根际土壤中筛选到1株对尖孢镰刀菌有较强拮抗作用的菌株YB-2,该菌株对尖孢镰刀菌菌丝生长的抑制率为71.37%;结合形态学特征、生理生化特性和16S rDNA与gyrB基因序列分析结果将菌株YB-2鉴定为枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis。菌株YB-2具有溶解无机磷的能力,且具有产氰化氢、羧甲基纤维素酶、1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶、吲哚乙酸和嗜铁素的能力,在NaCl含量为1%～9%、pH 7～9条件下均能生长。菌株YB-2对紫花苜蓿根腐病的相对防效达56.83%;在盐碱条件下,与对照相比,接种YB-2的紫花苜蓿株高极显著增加了17.82%,根长显著增加了28.22%,地上部鲜重和地上部干重分别显著增加了51.12%和48.57%。表明菌株YB-2兼...     

青稞根际优良联合固氮菌的筛选及鉴定

为筛选获得对青稞具有促生性能的联合固氮菌,从西藏不同地区青稞根际采集土壤样品,以Ashby无氮培养基进行菌株分离,利用凯氏定氮法测定分离物的固氮量,通过培养皿纸上萌发法测定其对青稞种子萌发和幼苗生长的影响,根据菌株形态、理化特性和16SrDNA序列分析进行固氮菌株的鉴定。结果表明：从西藏高寒地区青稞根际分离获得的72株联合固氮菌,和CK相比,氮增量为0.30～26.07 mg·L^-1,其中有10个菌株的固氮量较高,氮增量为17.01～26.07 mg·L^-1。种子萌发和幼苗生长试验表明：10株菌中6株菌的综合促生效果较好,即菌株20-2、22-5、23-3、26-1、35-2和39-5。和CK相比,种子萌发率提高了-7.14%~25.00%,茎粗提高了1.53%~13.74%,株高提高了-9.52%~7.60%,根长提高了9.41%~38.09%,须根数提高了-11.26%~12.57%,鲜重提高了-4.97%~57.73%。经过多相分类鉴定,这6株菌分属于根瘤菌属、类芽孢杆菌属、无色杆菌属和假单胞菌属。     

氮磷钾配施对红花产量及其有效成分在器官中分配的影响

于2018—2019年在河南科技学院试验田,以百农红花1号为材料,设计氮、磷、钾三因素和无肥(N0、P0、K0)、低肥(N1、P1、K1)、中肥(N2、P2、K2)、高肥(N3、P3、K3)四水平试验,以T1(N0P0K0)为对照,T2 (N0P2K2)、T3(N1P2K2)、T4(N2P2K2)、T5(N3P2K2)、T6(N2P0K2)、T7(N2P1K2)、T8(N2P3K2)、T9(N2P2K0)、T10(N2P2K1)、T11(N2P2K3)为不同配施水平,共11个处理,研究氮、磷、钾肥用量及配比对红花产量的影响,探讨氮、磷、钾不同用量及配比下红花生育期各器官中有效成分分配规律。结果表明：红花花产量随氮肥用量的增加而增加,以T5最高,与T1相比增加59.44%,随磷肥和钾肥用量的增加呈先上升后下降趋势,均以T4最大,与T1相比增加42.87%;红花种子产量随氮、磷、钾肥用量的增加呈先上升后下降的趋势,均以T4最高,与T1相比增加116.52%。氮、磷、钾肥不同用量及配比对红花生育期各器官中黄酮含量影响有相同规律,从苗期到成熟期,叶和茎黄酮含量均表现为先下降后上升的趋势,根中黄...     

棉铃疫病生防细菌筛选、鉴定及制剂防治效果

为有效防治由苎麻疫霉Phytophthora boehmeriae引起的棉铃疫病,采用平板对峙培养法、离体试验和田间小区试验对棉花、玉米、番茄、黄瓜等作物根围细菌进行筛选,结合形态学观察、16S rDNA序列分析及Biolog微生物自动鉴定系统对筛选出的生防细菌进行分类鉴定,并通过离体试验对优秀生防菌2种制剂的防治效果进行评价。拮抗细菌初筛试验结果表明,在供试的1 250株作物根围细菌中,399株细菌菌株有良好的抑菌能力,其中40株拮抗细菌菌株抑菌率在80.00%以上,菌株HMB22922抑菌能力突出,对棉铃疫病菌的抑菌率为85.71%,抑菌带宽10.0 mm。室内筛选试验结果表明,菌株HMB22922、HMB23917和HMB21405的病情指数显著低于空白对照,与化学药剂对照间差异不显著,人工接种苎麻疫霉5 d和7 d后,3株菌株对棉铃疫病的防治效果分别为73.92%、69.58%、56.54%和81.34%、66.67%、64.60%。田间筛选试验结果表明,菌株HMB22922培养液对棉铃疫病的田间防治效果为47.12%～58.64%,优于其它2株供试菌株,与化学药剂的防治效果相当且防治效果稳定。生防菌株HMB22922经形态学观察、序列分析和和微生物鉴定系统被鉴定为萎缩芽胞杆菌Bacillus atrophaeus。人工接种苎麻疫霉5、7和12 d时,以菌株HMB22922为有效成分的2.5′109 CFU/mL萎缩芽胞杆菌悬浮剂的防治效果分别为86.33%、78.66%和64.44%,均优于其相同菌量培养液的防治效果。     

Selection and Screening of Endorhizosphere Bacteria from Solarized Soils as Biocontrol Agents Against Verticillium dahliae of Solanaceous Hosts

Verticillium dahliae antagonistic endorhizosphere bacteria were selected from root tips of tomato plants grown in solarized soils. Fifty-three out of the 435 selected bacterial isolates were found to be antagonistic against V. dahliae and several other soilborne pathogens in dual cultures. Significant biocontrol activity against V. dahliae in glasshouse trials was demonstrated in three of 18 evaluated antagonistic isolates, provisionally identified as Bacillus sp. Although fluorescent pseudomonads were also isolated from root tips of tomato plants, none of the tested isolates exercised any significant antagonistic activity against V. dahliae in dual cultures. So these isolates were not tested in glasshouse trials in this study. Finally, two of the most effective bacterial isolates, designated as K-165 and 5-127, were shown to be rhizosphere colonizers, very efficient in inhibiting mycelial growth of V. dahliae in dual cultures and successfully controlling Verticillium wilt of solanaceous hosts. In glasshouse experiments, root dipping or soil drenching of eggplants with bacterial suspension of 10⁷cfu ml^–1 resulted in reduced disease severity expressed as percentage of diseased leaves (40–70%) compared to the untreated controls under high V. dahliae inoculum level (40 microsclerotia g^–1 soil). In heavily Verticillium infested potato fields, experiments with potato seeds dusted with a bacterial talc formulation (10⁸cfu g^–1 formulation), showed a significant reduction in symptom development expressed as percentage of diseased potato plants and a 25% increase in yield over the untreated controls. As for their effectiveness in increasing plant height, both bacterial isolates K-165 and 5-127 produced indolebutyric, indolepyruvic and indole propionic acids. Both antagonists are considered as plant growth promoting rhizobacteria bacteria since significantly increased the height of treated plants compared with the untreated controls. Chitinolytic activity test showed that both isolates were able to produce chitinase. Testing rhizospheric and endophytic activity of the antagonists it was shown that although the bacteria are rhizosphere inhabitants they also preferentially colonize the endorhizosphere of tomatoes and eggplants. Fatty acid analysis showed that isolate K-165 could belong to Paenibacillus alvei while 5-127 to Bacillus amiloliquefaciens.     

3株耐盐碱促生菌对绿豆根际微生态的影响

利用前期从大庆地区盐碱土中分离得到的3株耐盐碱促生菌(Zobellella、Serratia和Bacillus)进行盆栽试验,研究单株菌和复合菌在盐碱胁迫下对绿豆植株生长的影响,并通过Biolog-Eco板和高通量测序技术检测施用耐盐碱促生菌后绿豆根际土壤细菌代谢功能和细菌多样性变化.结果表明,菌株S29处理后,绿豆根...