多功能植物根际促生菌 DD3 的功能特性及对大蒜幼苗的促生效果

【目的】植物根际促生菌 (plant growth promoting rhizobacteria, PGPR) 能够促进植物生长、防治病害、增加作物产量,具有较好的环境兼容性、不易引起抗性、效果持久稳定等优势。筛选高效多功能菌,探索抗病促生机理,对开发防控大蒜土传病害的微生物技术,发展“高产、优质、高效、生态、安全”的大蒜产业具有十分重要的理论和现实意义。 【方法】以实验室前期从山东省金乡县连作大蒜根部分离的 70 株细菌为供试菌株,筛选对大蒜根腐病病原真菌拟枝孢镰刀菌 (Fusarium sporotrichioides) ACCC37402 和大蒜叶枯病病原真菌链格孢属菌株 (Alternaria sp.) D14011-1 具有较好拮抗效果的菌株;采用 16S rDNA 基因序列同源性分析,对其进行初步鉴定;通过测定菌株对抗生素的敏感性、水解蛋白能力、产铁载体能力、产 HCN 能力等,研究菌株的拮抗特性;通过测定菌株的固氮能力、溶磷能力、产 IAA 能力,产 ACC 脱氨酶能力等,研究菌株的促生特性;通过温室盆栽试验,进行多功能菌菌悬液及其无菌发酵液对大蒜幼苗生长的影响以及抗病效果研究。 【结果】菌株 DD3 对大蒜根腐病病原真菌 ACCC37402 和大蒜叶枯病病原真菌 D14011-1 具有较好拮抗效果,抑菌率均为 45%;经 16S rDNA 基因序列同源性分析,初步确定为芽孢杆菌属 (Bacillus) 菌株。其它功能特性研究结果显示:菌株 Bacillus sp. DD3 具有水解蛋白能力、产 HCN 能力、产铁载体能力、固氮能力、溶解有机磷和无机磷的能力;对氨苄青霉素钠、硫酸卡那霉素等 11 种抗生素无耐受性,不具有分泌吲哚乙酸 IAA 能力和产 ACC 脱氨酶能力。盆栽试验显示,接种 Bacillus sp. DD3 菌悬液对大蒜根腐病的防治效果较好,防控率达 80%。接种 Bacillus sp. DD3 及其无菌发酵液后能够促进大蒜幼苗的生长,其中接种菌悬液效果更佳。 【结论】菌株 Bacillus sp. DD3 兼具多种功能特性,对大蒜根腐病具有较好的拮抗效果,同时可以显著促进大蒜幼苗生长,有望进一步研究开发成为微生物肥料生产菌种。     

马铃薯内生固氮菌的分离及其促生特性研究

内生固氮菌是一类重要的植物促生菌,占据着植物组织内有利于营养供应和微环境适宜的生态位,能更好的发挥促生功能,促生机制包括固氮、解磷、产植物生长素、产ACC脱氨酶、产铁载体及拮抗病害等。本文从连作3年马铃薯根筛选获得8株内生固氮菌,其中短芽孢杆菌属(Brevibacterium)3株,芽孢杆菌属(Bacillus)3株和泛菌属(Pantoea)2株。促生特性研究发现:菌株Brevibacterium sp.GWR4具有较高固氮酶活性[16.206nmol C2H4/(mg蛋白质·h)],与圆褐固氮菌的固氮酶活性具有极显著性差异(P0.01);菌株Pantoea spp.GWR2、GWR3具有极高的产IAA能力,分别为186.07、162.21μg/m L,GWR2兼具产ACC脱氨酶活性[3.74μmol/(mg蛋白质·h)],GWR3兼具溶解无机磷的能力;菌株Brevibacterium sp.GWR5可以拮抗尖孢镰刀菌MLSOF(Fusarium xysporum)和茄病镰刀菌MLS-QB(Fusarium solani),兼具溶解有机磷和产IAA能力;Bacillus spp.GWR7、GWR8兼具固氮和产IAA能力。盆栽试验显示,分别接种Pantoea sp.GWR3,Brevibacterium spp.GWR4、GWR5和Bacillus spp.GWR7、GWR8后小白菜鲜重显著高于未接菌对照处理。可见,这5株菌兼具多种促生特性且对小白菜具有较好的促生效果,有望进一步研究开发成为微生物肥料生产菌种。     

披碱草根际促生菌筛选及其接种剂的促生作用

【目的】体外促生能力是衡量微生物菌株作用的一个重要指标,测定获取的植物根际促生菌并明确其对披碱草的促生效果,可为其在生产中的应用提供依据。【方法】2014年9月从西藏阿里地区采集披碱草根系及根际土壤,以常规方法分离出其中的溶磷菌、 固氮菌和分泌3-吲哚乙酸(IAA)细菌的10株菌株。测定其溶磷量、 固氮酶活性及分泌生长素能力,并将其制成植物根际接种剂,测定接种剂对披碱草生长的影响及其在根际的定殖能力。【结果】菌株PWXZ10溶磷能力较好,达40.89 mg/L; 菌株003PWXZ6固氮酶活性较强,达421.21 nmol/(mL·h); 菌株NXP17分泌生长素能力较强,达31.33 μg/mL。与对照菌株(Pseudomonas sp. Jm92)相比,菌株003PWXZ6和NXP17制备的接种剂可显著增加披碱草株高、 地上生物量和地下生物量(P0.05),但两者之间差异不显著(P0.05); 接种剂003PWXZ6对披碱草根总长、 根表面积、 根体积、 根直径、 含磷量、 含氮量和粗蛋白含量增加显著(P0.05),分别较对照菌株(Pseudomonas sp. Jm92)增加了330%、 199%、 118%、 187%、 70%、 15%和19%,并且该菌株在根际定殖能力很强。 【结论】植物根际促生菌003PWXZ6和NXP17对披碱草具有良好促生效果,可为开发经济环保的生物肥料提供了菌种资源。     

不同植物促生细菌对大蒜生长影响的研究

研究了从云南蔬菜、水稻、魔芋等作物根际土壤中分离到的7株植物促生细菌(S1、S2、S3、S4、S5、S6和S7)对大蒜的促生作用。试验结果表明,7株菌对大蒜生长和产量的影响均高于对照,以S3菌株为最好,可使大蒜株高、根长、蒜头直径和茎粗分别增加20.93%、38.16%、22.17%、40.48%;蒜头、蒜苗鲜重分别比对照增加56.98%、62.27%,蒜头、蒜苗干重分别比对照增加80.15%,62.07%。其次为菌株S1、S4,大蒜生长和产量指标均显著高于对照。S2、S5、S6、S7对大蒜生长和产量影响也有一定的促进作用。     

西瓜根际促生菌筛选及生物育苗基质研制

通过从西瓜根际分离筛选具根际定殖能力的植物根际促生菌,将其保活添加至普通育苗基质研制生物育苗基质,以确保功能菌株能够在苗期定殖根际,进而在移栽后发挥促生功能。结果表明,分离获得一株同时具有产吲哚乙酸(IAA)和NH_3,且对尖孢镰刀菌和茄科劳尔氏菌均有拮抗作用的植物根际促生菌(PGPR)菌株N23;在三季育苗试验中,与普通基质处理(CK)相比,添加菌株N23的生物育苗基质所育种苗,在多项苗期生长指标上均表现出稳定的促生作用;盆栽试验表明,除叶绿素相对含量测量值(SPAD)外,生物基质所育西瓜种苗的其他检测指标均显著高于对照(普通育苗基质所育种苗,下同);田间试验表明,生物基质所育种苗西瓜、黄瓜、辣椒和番茄种苗移苗后,在苗期植株株高和茎粗均显著优于对照,在产量上均增产10%以上。结合形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列分析,初步鉴定菌株N23为芽孢杆菌属细菌(Bacillus sp.)。综上,利用芽孢杆菌N23研制的生物育苗基质能够有效促进所育不同作物种苗质量,增强移栽后作物的生长和田间产量。因此,本研究能够为根际有益微生物的应用提供新的思路,为生物育苗基质的研制提供理论支撑。     

水稻根际芽孢杆菌抗砷胁迫作用及其微生物机制

砷甲基化过程作为微生物的砷抗性机制改变砷的毒性和移动性，对土壤砷污染控制有重要意义。砷抗性根际促生菌对砷胁迫下水稻生长产生积极影响，然而水稻根际菌的砷甲基化效率及其影响水稻砷胁迫的机制研究还较为缺乏。从砷污染稻田根际土中筛选出一株砷甲基化功能芽孢杆菌Bacillus sp. LH14，探究该菌株的砷甲基化效率、砷抗性和促生相关特性，和菌株接种对土壤砷形态、水稻生长和根际微生物相互作用的影响。结果表明，菌株LH14具有砷甲基化和挥发能力，34 h内将三价无机砷转化为甲基砷的效率为54.9%，主要形态为二甲基砷和三甲基砷。LH14接种显著提高了土壤中砷甲基转移基因(arsM)丰度，增加土壤溶液甲基砷浓度，表明LH14参与了土壤砷形态转化。LH14能在砷胁迫下产生吲哚-3-乙酸(IAA)，菌株浸染显著增加高砷条件下种子萌发率、根和芽长及生物量。接种LH14对砷污染土壤中水稻植株生长有促进作用，可能与根际有益菌(例如Burkholderiaceae和Gemmatimonadaceae)相对丰度增加有关。所以，水稻根际存在砷甲基化功能植物促生菌，接种该菌改变水稻根际砷形态，并能产生植物激素和富集根际有益菌从而直接和间接地促进水稻生长，有利于缓解水稻砷胁迫，为砷甲基化功能菌应用于砷污染土壤修复和缓解植物砷胁迫提供理论支撑。     

干旱生境下根际促生细菌的筛选、鉴定及应用

为探讨干旱生境下植物根际促生细菌对植物抗旱能力的影响,本试验选择长期处于干旱环境的核桃(Juglans regia L.)根际土壤,利用小麦叶片保绿和萝卜子叶增重法选择4株最具有应用潜力的植物根际促生细菌,分别记为X60,X123,X128和L90。4株细菌分离物,并且均可产一定浓度的细胞分裂素。通过对细菌分离物进行形态学观察,生理生化测定、16S rRNA基因序列及系统发育树分析,分别将X60,X123,X128和L90鉴定为短波单胞菌属(Brevundimonas sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、不动杆菌属(Acinetobacter sp.)和芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。核桃抗干旱能力结果表明,同不接种根际促生细菌处理相比,干旱生境下接种Bacillus sp.L90提高了核桃叶片的相对含水量,降低了相对电导率;此外,接种L90还提高了叶片光合速率和水分利用效率。虽然干旱生境下接种Brevundimonas sp.X60、Pseudomonas sp.X123和Acinetobacter sp.X128显著提高了核桃叶片的光合速率和蒸腾速率,但对核桃叶片的相对含水量、相对电导率和水分利用效率影响较小。以上结果表明,从干旱生境中筛选的植物根际促生细菌,可减轻干旱引起的植物伤害,但菌种的合理选择是关键因素。     

植物促生菌暹罗芽孢杆菌37402-1的功能特性及对大蒜的促生效果

大蒜（Allium sativum L.）是我国的重要经济作物,主产地连作障碍严重,其种植生产的持续性受到制约。植物根际促生菌（PGPR）能够促进植物生长、防治病害且对环境友好。研制高效防控大蒜土传病害的微生物肥料对我国大蒜产业可持续发展和绿色发展有着重要的生态学和现实意义。以实验室前期从山东省金乡县连作大蒜根部分离的细菌为供试菌株,筛选获得对大蒜根腐病病原真菌尖刀镰孢菌（Fusarium oxysporum）ACCC37402和拟枝孢镰刀菌（Fusarium sporotrichioides）ACCC36464具有较好拮抗效果的菌株37402-1。菌株37402-1的PGPR功能特性研究结果显示：对大蒜根腐病病原真菌ACCC37402和ACCC36464的抑菌率分别为52.70%和37.98%;经16S rDNA基因序列同源性分析,确定为暹罗芽孢杆菌（Bacillus siamensis）;具有水解蛋白能力、产铁载体能力、溶解有机磷和无机磷的能力。温室盆栽试验显示,接种暹罗芽孢杆菌37402-1菌悬液能够促进大蒜幼苗的生长。田间试验表明,接种暹罗芽孢杆菌37402-1菌剂使大蒜增产1...     

含ACC脱氨酶活性的复合菌株提高苜蓿抗盐碱能力研究

为探究含ACC脱氨酶活性的复合菌株对盐碱胁迫下紫花苜蓿的促生效果,以3株含ACC脱氨酶活性的植物根际促生菌拜式不动杆菌Y-2(Acinetobacter beijerinckii)、粘质沙雷氏菌BC-3(Serratia marcescens)和产气肠杆菌CE-1(Enterobacter aerogenes)为供试菌株,通过菌株拮抗反应测试,筛选可以混合使用的菌株,测定单菌株和复合菌株的耐盐碱特性和促生特性,并进行盐碱土盆栽试验,评价其对紫花苜蓿的促生效果。结果表明,复合菌株Y-2+CE-1和BC-3+CE-1间无拮抗反应,可以混合使用,在p H值为10和盐浓度为7%的条件下生长良好。单菌株和复合菌株均具有ACC脱氨酶活性、分泌植物生长素(IAA)能力和溶磷能力,且复合菌株的促生特性优于单菌株。此外,接种单菌株和复合菌株均能不同程度地促进紫花苜蓿的生长,其中复合菌株Y-2+CE-1和BC-3+CE-1促生效果显著,与对照相比,株高、根长、地上干重、根干重分别提高20.3%和20%、51.4%和45.9%、47%和36.4%、68.8%和52%,且促生效果优于单菌株。可见,含ACC脱氨酶活性的复合菌株能缓解盐碱胁迫,对紫花苜蓿具有明显的促生效果。本研究结果为研制复合菌肥,治理和利用盐碱地奠定了理论基础。     

水稻根际促生菌的筛选鉴定及促生能力分析

植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)可分泌植物生长激素,促进土壤养分循环,是生物肥料重要的种质资源。本文从水稻根际土壤分离纯化根际促生菌,进行菌株鉴定,测定其促生能力。经过16S r DNA测序比对,筛选得到解磷菌4株(Bacillus pumilus LZP02,Bacillus aryabhattai LZP08,Staphylococcus epidermidis LZP10,Bacillus ginsengisoli LZP05),溶磷菌3株(Bacillus megaterium LZP03,Bacillus oryzaecorticis LZP04,Bacillus ginsengisoli LZP07),解钾菌3株(Bacillus aryabhattai LZP01,Bacillus subtilis LZP06,Bacillus licheniformis LZP09)。养分转化能力测试结果表明,Bacillus aryabhattai LZP01和Bacillus subtilis LZP06解钾能力较好;Bacillus pumilus LZP02和Bacillus huizhouensis LZP05解磷能力较强;Bacillus megaterium LZP03和Bacillus ginsengisoli LZP07溶磷能力较好。对养分转化能力较强的菌株进行激素分泌能力测定,结果表明6种菌株均能产生生长素、赤霉素,均具有合成铁载体的能力。综合分析菌株养分转化与激素分泌能力发现,Bacillus megaterium LZP03、Bacillus huizhouensis LZP05和Bacillus subtilis LZP06促生能力较强,具有较强的开发利用潜力。研究成果为水稻微生物肥料的开发与生产提供了理论和技术支持。     

我国大蒜主产区大蒜根腐病病原真菌的分离及致病性初步研究

大蒜根腐病是我国大蒜主产区山东省金乡县及其周边地区大蒜的主要病害之一。采用常规组织分离法,从连续3 年采集的51 份大蒜根腐病根样品中分离纯化潜在大蒜根腐病病原菌真菌62 株,通过形态学和分子生物学对菌株进行鉴定,结果显示主要类群为镰刀菌属(Fusarium)和茎点霉(Setophoma);采用柯赫氏法则,明确镰刀菌属H9 为大蒜根腐病病原菌;采用温室水培试验,研究不同浓度大蒜根腐病病原菌H9 对大蒜幼苗的致病能力,结果显示致病能力与接种量呈正相关,接种孢子浓度2×109 cfu/mL、接菌量为100 和150 mL,40 d 后就可以导致大蒜幼苗产生严重的根腐病。综上,我国山东及周边地区大蒜主产区根腐病的主要病原真菌为镰刀菌属(Fusarium)和茎点霉属(Setophoma),为该地区大蒜根腐病的科学防治提供理论依据。     

超临界二氧化碳萃取蒜汁中大蒜油的研究

利用超临界二氧化碳对蒜汁中大蒜油的萃取进行了研究,结果表明：萃取釜中添加填料可以大大提高萃取速度;一次压榨汁大蒜素含量高,萃取速度快,但通过延长萃取时间,两次压榨汁可以得到较高的萃取率;超临界CO₂萃取蒜汁中大蒜油的最佳萃取条件为萃取压力15 MPa,萃取温度40℃,CO₂流量11 kg/h。该方法得到的大蒜油成分与从破碎大蒜固体中萃取得到的大蒜油成分基本相同,大蒜素含量在40%以上。     

Model studies on precursor system generating blue pigment in onion and garlic

Reactions involved in blue-green discoloration in a mixture of onion (Allium cepa L.) and garlic (Allium sativum L.) were investigated. Vivid-blue color was successfully reproduced by using a defined model reaction system comprising only trans-(+)-S-(1-propenyl)-L-cysteine sulfoxide (1-PeCSO) from onion, S-allyl-L-cysteine sulfoxide (2-PeCSO) from garlic, purified alliinase (EC 4.4.1.4), and glycine (or some other amino acids). Four reaction steps identified and factors affecting the blue color formation were in good agreement with those suggested by earlier investigators. When crude onion alliinase was used in place of garlic alliinase, less pigment was formed. This result was explained by a difference in the amount of thiosulfinates, colorless intermediates termed color developers, yielded from 1-PeCSO by these enzymes.     

磷石膏对大蒜的增产效果和效益分析

磷石膏是制造磷酸的下脚料,主要成分是石膏(CaSO4·2H2O),含量约为65%,还含有少量的磷,P2O5含量约为2%。大蒜素含量越高,大蒜的品质越好。为了验证对大蒜产量的增产效果,分析投入产出情况,于2002～2003年设计了底施价格低廉的磷石膏对大蒜的试验,通过连续两年的产量分析,证实了     

豫东潮土地区大蒜喷施微量元素肥料效果试验

试验表明在豫东潮土地区大蒜喷施钼酸铵、硫酸锌、硼砂、硫酸锰、硫酸铜有明显增产效果，比对照增产幅度为1890．0～3844．5kg／hm^2，增产9．6％～19．4％；同时提高大蒜的品级，改善大蒜品质，经济效益高，比对照增收3712．17～6566．54元／hm^2，增值达16．4％～27．3％。     

Identification of allyl esters in garlic cheese

This study describes the identification of six allyl esters in a garlic cheese preparation and in a commercial cream cheese. The extracts were prepared by liquid/liquid extraction and concentrated by the SAFE process. The identification of the allyl esters of acetic, butyric, hexanoic, heptanoic, octanoic, and decanoic acids is based on the correlation of their mass spectrometric data and chromatographic retention time data obtained from the extracts with those of authentic standards. In addition to the gas chromatography (GC)/mass spectrometry analysis, the flavor ingredients were characterized by GC sniffing by a trained flavorist. Some of the esters were isolated by preparative GC.     

Silicon alleviates mercury toxicity in garlic plants

Abstract

Silicon (Si) can increase plant stress tolerance. Mercury (Hg) is one of the major elements of heavy metal pollution. However, little attention has been paid to the possible effect of Si on Hg toxicity in plants. Here, the effects of Si on growth, photosynthesis, Hg accumulation and antioxidant defense were investigated in garlic grown in pots under Hg stress. Before sowing, Hg and Si were added at 3?mg Kg^?1 and 500?mg Kg^?1, respectively. The treatments included CT (control), Si, Hg and Hg?+?Si. The results showed that in non-stress conditions, added Si did not affect the garlic growth, photosynthetic gas exchange, malonaldehyde concentration or activities of antioxidant enzymes in leaves, except that it increased the superoxide dismutase activity. Under Hg stress, the garlic growth, leaf net photosynthetic rate, stomatal conductance, transpirational rate and superoxide dismutase activity in leaves were all inhibited, while the malondialdehyde concentration was increased; whereas these changes were all reversed in the presence of added Si. Added Si significantly decreased Hg concentrations in the root, bulb and shoot, and it also decreased exchangeable Hg level in the soil. These results suggest that Si could alleviate Hg toxicity in garlic through improving antioxidant defense ability, and decreasing Hg availability in soil and thus Hg uptake.     

硫对青蒜生长及品质的影响

以金乡白皮蒜为材料,采用Hoagland营养液水培方法,探究硫对青蒜生长发育、品质及主要矿质元素吸收的影响。结果表明:硫可显著提高青蒜植株的叶片数、叶长和叶面积;当硫处理浓度为1.50 mmol/L时,叶片中大蒜素含量最高,较不施硫处理增加97.96%;假茎中大蒜素含量以硫浓度为2.25 mmol/L时最高;当营养液中硫处理浓度为2.25 mmol/L时,青蒜叶片和假茎内可溶性糖和维生素C含量最大,可溶性糖比不施硫处理分别增加2.64和0.53个百分点,维生素C含量分别增加14.98%和24.57%;青蒜植株（叶片和假茎）中全氮和全硫含量随着营养液硫浓度的升高而增加,呈显著正相关;全磷和全钾含量以硫浓度为2.25 mmol/L时最高。总之,硫能显著促进青蒜叶片生长,提高青蒜的营养品质,增加矿质元素的积累,营养液硫处理浓度为2.25 mmol/L时各项指标表现最好。