人工栽培条件下青海扁蓿豆属植物根瘤及固氮特性研究

研究了青海扁蓿豆属植物根瘤菌的形成,结果表明,扁蓿豆植物的根瘤是在幼苗第1片真叶展开后才开始出现,青海3种扁蓿豆植物的根瘤均属快生型根瘤菌,根系在自然条件下容易结瘤,而且结瘤数量多,主根上的根瘤占总瘤重的23%,而侧根上的根瘤占77%。因此,在改良建立人工草地防治水土流失方面具有重要意义。     

高通量测序分析中国沙棘根瘤与根际土壤细菌多样性

以中国沙棘根瘤和其根际土壤为材料,采用高通量测序技术,分析沙棘根瘤内生细菌与根际土壤细菌的多样性差异,探究沙棘根瘤中引起根部瘤状突起的以弗兰克氏菌(Frankia)为主的沙棘根瘤内生细菌的来源。结果表明:沙棘根瘤中检测到的内生细菌归属于10门23纲45目76科和93属,其中,优势菌门为Actinobacteria和Proteobacteria,优势菌属为Frankia。在沙棘根际土壤中检测到的细菌归属于39门84纲156目280科和409属,其中,优势菌门为Proteobacteria、Actinobacteria和Acidobacteria,优势菌属为Gaiella、Bacillus、Solirubrobacter、Arthrobacter和Stenotrophomonas。可见,中国沙棘根际土壤细菌多样性要高于根瘤内生细菌多样性,沙棘根瘤内生细菌与根际土壤细菌的群落结构既有相似性又存在差异,其中,在根瘤中占优势的Frankia在根际土壤中虽也存在但相对丰度较小,仅为0.02%。     

贵州岩溶山区多花木蓝根瘤菌及高效菌株筛选

为了筛选获得寄主识别范围广、结瘤固氮能力强的抗逆高效多花木蓝（Indigofera amblyantha）根瘤菌资源,本研究从贵州省22个县（市）5个不同生态功能区采集多花木蓝根瘤样品,经分离、纯化根瘤菌株,观察菌体形态结构,结合16S rRNA基因序列分析比对结果后,选择来自不同地域、不同种类的多花木蓝根瘤菌,采用盆栽回接方法,结合菌株固氮酶活性的测定,筛选结瘤固氮能力强、植物促生效果好的优良根瘤菌株。结果发现：共分离纯化获得33个根瘤菌株,经鉴定分属6属22种。筛选出优良促生固氮根瘤菌6株,其中分离自罗甸县沫阳镇多花木蓝根瘤样品的菌株LMIR32-1为最优促生根瘤菌,其固氮酶活性高达263.05 IU·L^-1,酶活力及植物促生效果与另外5个优良菌株的差异均达显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）水平。本研究结果为豆科牧草共生体系在本地区农牧业生产及生态环境建设中的综合应用提供了理论基础。     

青藏高寒草甸部分豆科植物根瘤菌的初步研究

本文首次对青藏高原川西北高寒草地部分豆科植物进行了根瘤菌共生调查和性质研究，在若尔盖、红原、松潘等地海拔在３０００－３５００ｍ的草地上采集豆科植物根瘤样品５０多份，分别与２４种不同的豆科植物共生结瘤，从中分离到２１株根瘤菌，研究发现，高原高寒盖草地豆科植物种类不如低海拔地区多，根瘤亦不发达，普遍偏小，且无效根瘤较多。由于气温度，根瘤菌对根的感染力不够强，但根瘤菌对低温和紫外线等不利因素有较强的抵抗     

pH和氮素形态对紫花苜蓿根瘤特性的影响

采用砂培方法,在营养液条件下研究了pH和不同氮素形态对接种中华根瘤菌的甘农3号紫花苜蓿根瘤特性的影响。结果表明,苜蓿对碱性条件的耐受性强于酸性条件。过低或过高的pH对苜蓿与根瘤菌的共生固氮效果具有抑制作用;同时,铵态氮下培养的紫花苜蓿根瘤数、根瘤重、固氮酶活性、根系全氮含量和生物量均高于硝态氮下培养。表明pH接近于中性和铵态氮条件更有利于紫花苜蓿的结瘤固氮和植株的正常生长。     

苜蓿根瘤菌cfp荧光标记株的构建及筛选方法

荧光标记根瘤菌在研究根瘤菌侵染宿主形成结瘤时具有良好的示踪效果。本研究以辅助菌株Escherichia coli pRK2073,受体菌苜蓿中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti 12531和苜蓿根瘤菌Rhizobium meliloti GN5,及cfp青色荧光基因供体菌E.coli pMP45179为供试菌株,以三亲本杂交法进行结合转导,并以无氮培养基和TY培养基对标记菌株进行荧光表达及固氮特性的遗传稳定性检测,再对初选菌株以甘农5号紫花苜蓿为宿主进行回接验证,测定了回接植株的生物量,结瘤数和标记菌的占瘤率等指标。结果表明,1)三亲本杂交转导法适用于苜蓿根瘤菌cfp标记菌株的构建,获得大量S.meliloti 12531和R.meliloti GN5的荧光标记株;2)经逐层筛选获得的荧光标记菌中,S.meliloti 12531-cfp6和R.meliloti GNf-cfp5遗传稳定性好,荧光表达量高,结瘤促生能力强;3)与现有抗生素平板分离筛选相比,无氮培养基结合耐药平板筛选能显著提高荧光标记根瘤菌株的甄别筛选效率;4)三亲本杂交法获得的苜蓿根瘤菌荧光标记株个体间差异较大,对标记株固氮及荧光表达能力遗传稳定性的验证和对宿主植物的结瘤促生能力的检测是cfp荧光标记根瘤菌筛选的必要手段。     

酸性土壤中决明属牧草高效根瘤菌的分离及筛选

为提高豆科决明属（Chamaecrista spp.）牧草的结瘤能力和固氮效率，促进决明属牧草在酸性土壤中的应用及推广，本研究以圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia）和羽叶决明（Chamaecrasta nictitans）为试验材料，通过分离、纯化、nodA基因鉴定等方法，从酸性土壤里决明属牧草的根瘤中分离到10株候选根瘤菌株系。16S rDNA测序及系统发育树分析表明，这10株根瘤菌均属于慢生型根瘤菌。回接试验表明，上述10株根瘤菌均能与圆叶决明共生，形成根瘤。与不接种的对照相比，其固氮酶活性为0.08~4.65 μmol·g^-1·h^-1，植株干重、SPAD值和氮含量分别提高了99.17%~372.14%，399.27%~789.05%，235.00%~1043.33%。其中，4株根瘤菌TXR2，TXN1，WYSR1，JYN6对圆叶决明氮营养贡献最大，并且TXN1与宿主共生形成的根瘤数目最多，而JYN6的固氮酶活性最高。说明本研究分离鉴定到4株决明高效根瘤菌，具有较好的应用前景。     

沙棘根瘤菌对沙棘植株生长的影响

正沙棘(Hippophaerhamnoides L.)又称醋柳、酸刺,是胡颓子科(Elaeagnacaae)沙棘属(Hippophae)落叶灌木或小乔木,雌雄异株,是一种适应能力强、生长范围广的植物。因沙棘植株具有耐寒、耐旱、耐高温、耐贫瘠等多种优良的生物学性状,以及具有防风固沙、水土保持、改善土壤等多种经济和生态价值,是一种典型的经济开发树种。沙棘有如此多的优良生物学性状,根部能够结瘤固氮是关键因素,因此对沙棘根瘤菌的研究可为促进沙棘的     

沙棘和红豆草根瘤的固氮活性

沙棘(Hippophae rhamnoides)属于胡颓子科沙棘属的一种落叶灌木或乔木。它们具有与固定空气中游离氮的弗兰克氏菌(Frankia)共生,并在根上结瘤的能力,因而可以改良土壤,增加土壤肥力,对农、牧业的发展起到了一定的促进作用。沙     

地下滴灌苜蓿根瘤菌的接种效应

采用绿色荧光蛋白基因(green fluorescent protein,GFP)标记的苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)XGL026菌株接种,研究大田地下滴灌条件下根瘤菌的竞争结瘤性能和对紫花苜蓿草产量和品质的影响。结果表明:对生长4年的1~3茬苜蓿通过地下滴灌滴施接种根瘤菌能显著增加1~3茬苜蓿结瘤数、根瘤重,提高占瘤率(P<0.05)。接种根瘤菌处理较未接菌常规施肥(N+P+K)和仅施磷肥(P)处理,1~3茬苜蓿平均结瘤数分别增加16.4个和21.2个,每株根瘤重增加0.029和0.033 g;在1~3茬苜蓿上的平均占瘤率为49%,最高可达78%。接种根瘤菌能显著增加1~3茬苜蓿的鲜、干草产量,较未接菌对照平均分别提高15.8%和18.9%。粗蛋白含量增加2.16%,NDF和ADF分别降低3.25%和5.00%,明显改善了苜蓿草的品质。接种根瘤菌同时施用氮肥和磷肥(XGL026+N+P)较接种根瘤菌施用磷肥(XGL026+P)处理其接种效果更佳。研究结果证明,与常规施肥P+N+K处理相比,XGL026+N+P不仅具有良好的接种效应,显著增加结瘤能力,而且提高了草产量和提升品质,减少了肥料的施用量。本研究为地下滴灌模式下应用根瘤菌接种,促进苜蓿生产的提质增效提供了科学依据。     

外源赤霉素GA3施加对紫花苜蓿-根瘤菌共生体系的影响

为探究不同浓度的外源赤霉素添加对苜蓿(Mdicago sativa)-根瘤菌共生体系结瘤过程的影响及其作用机制,本试验在室内控制条件下,外源施加不同浓度的赤霉素,观察其对苜蓿根瘤数、干鲜重、根茎长、苜蓿-根瘤菌共生结瘤过程中根瘤原基、根毛卷曲、类黄酮物质分泌的影响.结果显示:10-9mol·L-1的赤霉素可以促进nod...     

紫花苜蓿/玉米间作对紫花苜蓿结瘤固氮特性的影响

试验采用根系分隔法将根系按不同方式进行分隔,并在不同氮素水平和生育时期下采用营养液沙培法对紫花苜蓿结瘤固氮、紫花苜蓿和玉米地上生物量以及氮积累量进行测定,以研究紫花苜蓿/玉米间作下根系互作对结瘤固氮特性的影响。结果表明紫花苜蓿结瘤固氮各指标、玉米及单位面积地上干物质重和氮积累量在各生育期和氮素水平下均表现为不分隔>尼龙网分隔>塑料分隔。其中,总根瘤数、单株根瘤重及单株固氮潜力在各生育期以及有效根瘤数、有效/总根瘤数及固氮酶活性在现蕾期和盛花期均表现为不分隔显著高于尼龙网分隔显著高于塑料分隔和紫花苜蓿单作(P<0.05)。总根瘤数在各生育期均表现为N₂₁>N₂₁₀,且在不同根系互作间的差距于盛花期最大;其他结瘤固氮指标在分枝期时表现为N₂₁210,现蕾期和盛花期为N₂₁>N₂₁₀,并且N₂₁₀下单株根瘤重及单株固氮潜力在不同根系互作间的差距于盛花期最大,而N₂₁时各指标均在盛花期前最大。同时,结瘤固氮及氮代谢产物相关指标均呈极显著正相关关系,其中单株根瘤重与单株固氮潜力相关系数最大(0.993)。由此可见,紫花苜蓿与玉米的根系互作越紧密越有利于紫花苜蓿结瘤固氮;紫花苜蓿根瘤的形成随氮素浓度的降低而增大,而根瘤生长发育在分枝期时适当的氮素对其有促进作用;促进根瘤形成的氮素阈值也较根瘤生长发育的低;根系互作是结瘤固氮的主要影响因素。     

‘晋农1号’达乌里胡枝子根瘤内生解磷菌的鉴定及特性研究

根瘤内生解磷菌具有促进豆科植物结瘤固氮,提高植物抗逆性等作用。本研究以‘晋农1号’达乌里胡枝子(Lespedeza daurica ‘Jinnong NO.1’)为试验材料,采用“划线法”分离其根瘤内生菌,筛选具有解磷能力的菌株,测定其解磷能力,并对其抗逆和促生特性进行研究。结果表明：达乌里胡枝子根瘤中共分离出88株内生菌,其中11株具有解磷能力;TG41,TG43,TG47和TG68解有机磷量为0.73~1.29μg·mL^-1,TG47和TG68解无机磷量为72.97和1.29μg·mL^-1,为有效解磷菌;经鉴定,TG41和TG43为Bacillus zanthoxyli,TG47为Phyllobacterium zundukense,TG68为Pantoea agglomerans;TG41,TG43和TG68在盐浓度0.01%~9.00%和pH4~pH12条件下均可生长;4株菌不耐高温,TG47和TG68能在4℃生长;TG41,TG43和TG68能分泌铁载体和有机酸。综上,达乌里胡枝子根瘤中存在丰富的内生菌,部分具有解磷功能、抗逆和促生潜力,可用于研发适合黄土高原地区胡枝子建植的根瘤微生物复合菌剂。     

隔根和种植模式对玉米豌豆群体的根分布及豌豆根瘤的影响

为了探究根系分布规律以及结瘤的特征,采用3种种植模式和3种隔根方式对玉米（Zea mays）间作豌豆（Pisum sativum）群体的根分布以及豌豆瘤质量、瘤数进行研究。结果表明,间作玉米和豌豆单株根干质量大于单作的根干质量,同时在豌豆和玉米共生阶段二者根垂直分布层次有明显差异;在玉米豌豆间作体系中,无分隔处理的豌豆根瘤数目和根瘤质量高于塑料膜分隔处理,分别高出29.63%和48.21%;间作无隔根和尼龙网隔根的豌豆根瘤质量、瘤数也分别高于单作豌豆。在同一间作体系中,种间根系相互作用越强,越有利于豌豆根瘤的产生。     

吉林省“公农1号”紫花苜蓿高效根瘤菌株的筛选

在吉林省4个生态类型地区采集了74株不同建植年限苜蓿的根瘤,调查了＂公农1号＂紫花苜蓿根瘤菌株的分布情况。结果表明,苜蓿根瘤多数分布在根部10cm以下的须根;根瘤数量、重量受苜蓿建植年限、不同生态类型及土壤类型的影响较大。分离纯化所得的81株根瘤分离物经＂公农1号＂苜蓿水培回接结瘤试验,得到bc8,gzl59和da80等8个优良根瘤菌株;在温室条件下,对回接试验筛选出的8个菌株进行土壤盆栽复筛试验,以期筛选出适合＂公农1号＂苜蓿生长的高效根瘤菌株。结果表明,根瘤分布在植株根部10～30cm处;在所有供试菌株中,菌株bc18、yj34、bc94和gzl59表现较为优良。菌株yj34和bc94对茎长和叶片数影响最大,茎长分别增加60.17%和59.86%,叶片数分别增加97.92%和95.92%;菌株gzl59对根长影响最大,根长增加64.32%;菌株gzl59和bc94对提高植株干重贡献最大,其中,菌株gzl59比对照增产288.24%;供试菌株对根瘤数的影响也很显著,接种菌株yj34的苜蓿根瘤数相比其他菌株较高,达104.24%。综合分析,发现根瘤菌株gzl59、bc94和yj34较其他菌株表现突出,是吉林省＂公农1号＂苜蓿的高效根瘤菌株。     

根系分隔方式下紫花苜蓿/燕麦间作氮素利用及种间互馈特征研究

为探明紫花苜蓿/燕麦间作下种间氮营养竞争和互馈，试验采用桶栽土培法对紫花苜蓿和燕麦进行模拟间作，通过不同生育期、不同氮素水平及不同根系分隔方式对紫花苜蓿和燕麦的氮代谢特性、根系特性及紫花苜蓿结瘤特性进行研究。结果表明：燕麦氮代谢特性、根系特性及紫花苜蓿结瘤特性在各生育期和氮素水平下表现为不分隔>尼龙网分隔>塑料分隔≥单作，且差异显著。紫花苜蓿的氮代谢酶活性、氮含量、氮积累量在现蕾期和初花期时均表现为单作显著大于不分隔和尼龙网分隔（P<0.05），根系平均直径和根系体积在各生育期和氮素水平下表现为单作>塑料分隔>尼龙网分隔>不分隔，且单作显著大于不分隔。在两个氮素水平下，各生育期的紫花苜蓿和燕麦的氮代谢酶活性、干物质重、氮含量、氮积累量、根表面积、根平均直径、根体积、根系活力均表现为N₂₁₀（施氮水平）>N₂₁（不施氮水平），而紫花苜蓿总根瘤重、总根瘤数、有效根瘤数、有效/根瘤数均表现为N₂₁₀21，且在初花期时不同根系分隔方式间的差距最大。因此，在紫花苜蓿/燕麦间作体系中，种间根系互作越紧密，越有利于燕麦根系的生长和根系活力的提高，增强燕麦氮同化能力，促进紫花苜蓿结瘤固氮并将由此产生的氮素部分继续转移给燕麦，增强间作系统中种间氮营养的互补利用，以达到紫花苜蓿/燕麦间作体系内的种间氮营养高效回馈，从而有效提高了间作体系中氮素的利用效率；且适宜氮素的添加和生育期的推进，使得种间根系互作不断加强，加强了种间氮素的互补利用，促进其间作体系内氮素的高效利用。     

青海豆科植物根瘤及固氮特性的研究

对青海野生及栽培豆科植物结瘤以及固氮状况进行了调查研究,栽培豆科植物均能自然结瘤,野生豆科植物结瘤率近为45%。青海地区豆科植物根瘤大多圆形,棒状或指状,形状较为规则。栽培豆科植物根瘤多数为粉红色,而野生豆科植物多数为白色,棕色或黄色。125种根瘤样品用ARA测定结果表明,30%根瘤为无效根瘤,不同豆科植物不同地区根瘤固氮活性相差较大,一般固氮活力都较低,乙炔还原活性小于1umolC2H2/gFw.h.的检测样品有40%,最高达30umolC2H2/gFw.h,根瘤固氮活性与生育期,生活习性及生态条件有关。     

四川高效白三叶根瘤菌筛选及16SrDNA鉴定

为了筛选出与白三叶(Trifolium repens)共生匹配效果优异的根瘤菌菌株,从四川野外采集到80余份白三叶根瘤样品并从中成功分离出了72株。经菌落形态观察,革兰氏染色镜检初步检验后,对所分离的菌株进行水培法和砂培法结瘤试验筛选高效菌株。结果表明,接种根瘤菌显著提高了白三叶的结瘤数、株高、鲜重、干重、叶绿素和全氮含量(P< 0.05),其中以菌株YA1121和CD1105为最佳。同时,采用16S rDNA序列鉴定菌株YA1121和CD1105,属于三叶草根瘤菌,为四川白三叶根瘤菌遗传多样性及系统发育研究奠定了基础。     

不同根系交互强度下紫花苜蓿/甜高粱体内氮营养动态特征研究

为探明豆/禾间作在不同生长阶段及种间互作的氮营养动态特征,本试验采用营养液砂培法进行了盆栽根系分隔模拟间作试验,通过根系分隔方式对紫花苜蓿(Medicago sativa)和甜高粱(Sorghum dochna)不同生育时期的氮代谢特性及紫花苜蓿结瘤固氮特性进行研究.结果表明:紫花苜蓿结瘤固氮特性在各生育时期下均表现为...