高粱根际微生物研究进展

根据近年来国内外关于高粱根际微生物的研究成果,综述了高粱根际微生物的多样性、主要影响因素、高粱根际微生物对高粱生长的影响、根际促生菌对高粱重金属携带能力的影响及土壤的生物修复等最新研究进展,这些研究成果分析了高粱根际微生物多样性对植株生长、生态环境等的影响意义及交互作用,并展望了今后高粱根际微生物方向需要深入研究的问题...     

根瘤菌拌种对两种苜蓿生长及根际微生物多样性的影响

为研究根瘤菌(rhizobium)拌种对两种苜蓿(Medicago sativa Linn)生长及根际土壤微生物多样性的影响,本研究采用田间观测和高通量测序的方法,分别对不同拌种剂量处理的两种苜蓿('北林201'和'北林202')生长状况和根际土壤微生物群落多样性进行分析.结果表明:拌种处理后,两种苜蓿的株高明显增加,...     

菌渣对黑麦草根际微生物群落的影响

为了探讨菌渣对黑麦草(Lolium perenne)根际土壤微生物群落结构的影响,测定了添加不同量菌渣后黑麦草根际土壤的磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs),比较分析了不同处理下黑麦草根际土壤微生物PLFAs组成、相对含量和微生物群落结构的差异。结果表明,施用菌渣后,黑麦草植株根际土壤微生物磷脂脂肪酸生物标记种类和总量均高于对照组。进一步分析表明,菌渣处理可以改变黑麦草根际土壤微生物种群结构,有利于根际土壤中细菌、真菌和放线菌的生长。同时,采用菌渣处理黑麦草后,其根际土壤微生物群落的Simpson、Shannon-Wiener和Pielou指数均得以提高,表明菌渣可以增加黑麦草根际土壤中微生物群落多样性,推测其可以改善根际土壤质量。     

植物根系分泌物与根际微生物的相互作用

根系分泌物在植物与土壤进行物质交换和信息传递等重要生命活动中起着重要的媒介作用,通过作用于其周围环境影响根际微生物的生长,同时根际微生物又对根分泌物产生影响。文章综述了根系分泌物的概念及根系分泌物与微生物间的相互作用关系,并由此引起思考。     

间作对根际土壤微生物和酶活性的影响研究

通过根箱试验,研究了玉米间作蚕豆和玉米间作鹰咀豆对根际土壤微生物和酶活性的影响.结果表明,玉米出苗60 d时,玉米、蚕豆复合群体中的玉米地上生物产量高于单作38%,增产显著;与鹰咀豆间作的玉米地上生物产量高于单作4%,差异不显著,间作蚕豆和鹰咀豆地上生物产量较单作显著降低.与单作玉米相比,玉米鹰咀豆间作后根际土壤脲酶和酸性磷酸酶活性显著降低,玉米间作蚕豆根际土壤酶活性与单作差异不显著;玉米鹰咀豆间作对细菌产生的根际效应显著高于玉米间作蚕豆,对真菌产生的根际效应与细菌相反.间作对放线菌、微生物总数产生的根际效应显著高于单作,间作根际微生物多样性指数显著高于单作.土壤微生物中细菌数量和微生物多样性指数是影响土壤酶活性的主要因子,间作根际土壤微生物多样性指数大于单作是弱化土壤酶活性的重要原因.     

丛枝菌根及其宿主植物对根际微生物作用的响应

丛枝菌根(AM)真菌和根际微生物均是土壤生态系统中广泛分布的微生物类群,深入研究和揭示根际微生物对AM真菌的作用及其对宿主植物的影响,对于利用和调控土壤根际微环境,促进植物生长,维持生态系统稳定性具有深远的意义。基于此,本研究以AM真菌为中心,通过对当前广泛关注的几种根际微生物类型:根际细菌、根际放线菌、根际真菌和根际线虫等对AM真菌的生物学效应,进而对宿主植物影响的结果,深入分析根际微生物与AM真菌相互作用的生态学机理,为阐明土壤生态系统中根际微生物-AM真菌-宿主植物的相互关系提供理论依据。     

育苗基质对槟榔根生长及根际微生物的影响

通过设置不同基质配比处理,筛选出适合槟榔苗的基质配方,为繁育优质种苗提供理论依据。本研究以红壤土、椰糠和羊粪为原料,按不同比例配制育苗处理组合,测定基质理化性质、根系生长状况、根系活力以及根际微生物多样性等指标。结果表明,不同基质配比处理对根鲜干重、次级根、根系活力及微生物数量等方面影响显著。其中Ⅳ处理(6/10红壤土+3/10椰糠+1/10羊粪)综合表现最好。表现最差的是不添加椰糠和羊粪的CK处理。通过对基质总孔隙度、容重与根系生长、微生物数量的相关性分析发现,总孔隙度与根干重、一级根、根系活力、真菌、细菌、放线菌等均呈显著正相关(P＜0.01或P＜0.05);除根鲜重及二级根数外,容重与其他指标均呈显著或极显著负相关(P＜0.01或P＜0.05),表明种苗繁育基质总孔隙度与容重对植物生长及根际微环境具有重要的影响作用。     

桑树间作大豆对桑园土壤微生物多样性的影响

利用稀释平板法与Biolog-Eco技术对桑树单作、桑树-大豆间作的桑园土壤微生物数量、种群结构以及微生物碳代谢多样性进行研究,为桑树合理间作其它作物改良桑园土壤提供理论依据。桑树间作大豆的桑园,桑树根际(IMR)土壤中的细菌和放线菌数量、可培养细菌种群结构、微生物碳代谢活性的平均单孔颜色变化率(AWCD)及多样性指数(H)均显著高于单作桑园,而真菌数量低于单作桑园。争论贪噬菌(Variovorax paradoxus)和沙福芽孢杆菌(Bacillus safensis)是间作桑园的桑树根际土壤中特有的优势菌属。土壤微生物对不同碳源的利用及主成分分析表明,糖类、氨基酸、聚合物和混合物是间作桑园桑树根际土壤微生物利用的主要碳源类型,利用强度均显著高于单作桑园的桑树根际土壤微生物。间作桑园土壤的有机质、速效磷和速效钾含量亦显著高于单作桑园。以上研究结果表明,桑树间作大豆改变了桑树根际土壤微生物群落结构组成,增强了根际土壤微生物群落的碳代谢多样性,改善了土壤养分条件。     

根际微生物及土壤浸提物对沙门氏菌SW-1生长的影响

通过研究不同植物根际微生物及根际土壤浸提物对畜禽病原菌生长繁殖的影响,为养殖场区绿化植物选择提供参考.试验中选取了致病性沙门氏菌SW-1菌株为测试菌,在校园周围不同地方采集了17种植物的根际土壤,每种植物采集2个不同地方,共采集34份土样,2h内对土样分别进行土壤微生物的混合发酵和生理盐水浸提,采用打孔法测定其发酵液和水浸提物对致病性沙门氏菌SW-1的抑制作用.试验结果表明,草坪草、银杏、牵牛、沿阶草的根际微生物,银杏根际微生物发酵液以及草坪草、银杏根际土壤浸提物对沙门氏菌的生长有较强的抑制作用.从综合效果来分析,银杏、草坪草、牵牛、沿阶草等用于养殖场绿化,可能会对一些畜禽病原菌的控制起到一定的作用.     

盐胁迫对植物根际环境影响的研究

土壤盐碱化是世界范围内农业生产面临的一项重要的非生物胁迫,对作物生长和植物生产力造成了严重损害。植物修复技术以其绿色、良好的环境和经济效益在修复改良盐碱草地过程中被广泛认可和应用。根际环境是指受植物根系活动影响,在物理、化学和生物学性质上不同于土体的微域环境,一般指离根轴表面几毫米之内的区域,根际环境对植物适应盐碱地起到了重要的作用。探讨根际环境对盐胁迫的响应及其与植物抗逆性和生产力的关系,已逐渐成为植物生理学、土壤学、微生物学等多学科的研究热点。因此,本文根据近年来国内外关于盐胁迫对植物根际环境影响的研究成果,重点阐述盐胁迫对植物根系分泌物的组成和含量、根际土壤养分状况、根际土壤酶活性及根际微生物群落结构的影响。     

不同生长时期碱蓬对根际土壤细菌群落结构的影响

土壤微生物是表征土壤质量的重要指标,且对盐碱土壤修复具有重要作用.采用Illumina NovaSeq技术分析松嫩平原盐碱土壤中不同生长时期碱蓬对根际土壤微生物群落结构的影响,以期从微生物的角度评价不同生长时期碱蓬对根际土壤的影响.研究结果表明:随着碱蓬生长时期变化,根际土壤有机质(SOM)和总磷(TP)含量逐渐上升....     

黄土丘陵区不同植被类型根际微生物群落功能多样性研究

为了解生态恢复过程中土壤微生物功能特征,采用Biolog-Eco微平板法分析了黄土丘陵区人工灌木(柠条 Caragana korshinskii、沙棘 Hippophaer rhamnoides)、人工草地(沙打旺 Astragalus adsurgens、柳枝稷 Panicum virgatum)和天然草地(阿尔泰狗哇花 Heteropappus altaicus、茵陈蒿 Artemisia capillaries)的根际微生物碳源代谢多样性特征。结果表明:柠条、阿尔泰狗哇花和茵陈蒿的根际微生物对糖类的代谢能力显著高于沙棘、沙打旺和柳枝稷;阿尔泰狗哇花和茵陈蒿对氨基酸类、酚酸类和聚合物类的代谢能力较高。茵陈蒿和阿尔泰狗哇花的微生物代谢功能多样性高于其他4种植物。柠条、阿尔泰狗哇花和茵陈蒿具有相似的根际微生物代谢功能。黄土丘陵区植被类型显著影响微生物群落碳源利用能力,天然草地根际微生物群落代谢功能多样性优于人工灌木和人工草地。     

草地根际过程对养分循环调控机制研究进展

了解根际土壤养分碳、氮和磷的转化和循环利用是解决草地农业生态系统可持续利用性和提高草地生产力的根本问题。草地根际过程能够反映土壤碳、氮和磷等养分的周转速率,影响植物、土壤微生物对养分的竞争和捕获,维持根际微环境中各组分的养分平衡,同时与作物相比,草地土壤中养分元素碳、氮和磷的耦合性更强。因此,根际微生态系统结构与功能在维持养分转化和循环等方面具有重要作用。大量文献报道,调控根际微环境改变的关键因素是植物与土壤进行物质交换和信息传递的关键物质-根际分泌物,同时根际分泌物也是介导根际微生物和根际酶活性的关键物质。当草地环境发生改变时,该区域的根际分泌物、根际酶活性和根际土壤的微生物的组成和多样性也将发生根本性改变,从而导致该区域土壤养分的供应量和有效性发生改变,最终影响草地生产力和养分的有效利用效率。因此,深入探究草地根际过程对养分循环的调控机理,对于揭示草地植物与微生物间养分物质的分配利用和养分收益方面具有重要指导意义。综述了根际分泌物、根际酶和根际微生物参与养分循环的机制和互作机理,总结草地根际过程参与养分循环的机制,并对草学领域未来在根际微域的研究进行了一定的展望。     

两种不同生境羊草根际土壤细菌群落多样性与环境因子的研究

本试验以羊草（Leymus chinensis）为优势种的草甸草原为研究对象,旨在探讨两种不同样地（样地1为原生态未扰动处理,样地2为重度退化后人工补播扰动处理）土壤条件下土壤微生物群落结构、微生物多样性及微生物间互作效应的差异。结果表明：变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌（Acidobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）这3个门是该地区羊草根际土壤细菌优势群落;速效氮、速效钾对细菌群落结构影响较大;土壤pH在一定阈值范围内与羊草根际土壤细菌多样性极显著相关（P<0.01）;土壤有机质与羊草根际土壤细菌群落相对丰度、多样性、菌间互作显著正相关;土壤交换性钠离子含量与羊草根际土壤细菌群落多样性显著负相关;人工补播后的羊草根际土壤微生物间互作与未干扰生境下相比明显减弱。     

江淮地区不同轮茬作物对苜蓿产量及根际土壤质量的影响

为阐明江淮地区不同轮茬作物对苜蓿产量及根际土壤质量的影响,以苜蓿生长4年翻耕灭茬重新种植1年为对照(CK),研究了不同轮茬处理(3年苜蓿-玉米-苜蓿记作T 1,3年苜蓿-高粱-苜蓿记作T 2),利用传统法测定苜蓿产量及不同土层土壤理化性质,使用试剂盒测定根际土壤酶活性,通过高通量测序法对根际土壤细菌群落多样性进行了分析。结果表明:轮茬玉米(T 1)及轮茬高粱(T 2)后苜蓿产量分别是苜蓿连种(CK)的1.27和1.13倍;轮茬高粱使土壤pH、有机质含量显著增加(P<0.05),轮茬玉米土壤总氮含量显著增加(P<0.05),轮茬玉米及轮茬高粱显著提高了土壤速效钾含量(P<0.05);不同轮茬均能减轻土壤容重,且轮茬高粱更为显著;与苜蓿连种相比,轮茬玉米与轮茬高粱土壤过氧化氢酶及土壤脲酶活性均显著高于苜蓿连种土壤(P<0.05);借助高通量测序法对根际土壤细菌群落结构多样性分析表明,各处理土壤前3位高丰度表达优势细菌门均为变形菌、拟杆菌和厚壁菌;轮茬玉米与轮茬高粱处理根际土壤细菌种群数量显著高于CK,OTU数量分别是苜蓿连种土壤的1.25和1.39倍,且轮茬高粱处理的土壤细菌Shannon、Chao、Sobs多样性指数显著高于苜蓿连作土壤(P<0.05);而在细菌相对丰度上,苜蓿连作土壤中变形菌及厚壁菌相对丰度显著高于轮茬处理(P<0.05),而轮茬土壤中绿湾菌及浮霉菌要显著高于连作土壤(P<0.05)。综上表明,江淮地区轮茬较苜蓿连作更有助于提高土壤肥力及土壤酶活性,稳定细菌群落结构,改良土壤,提高土地生产力进而提高产量。     

植物根际微生物研究及其在桑树上的利用

植物根际微生物种类丰富多样,某些有益微生物具有改善根际微生态环境、促进植物生长、抑制或减轻植物病害、减少化肥和农药投入、减轻环境污染等作用。桑树作为重要的经济作物,由于长期定居同一地点,根际特征更为复杂,其根际微生物的研究对桑树生长发育、病虫害的生物防治、新肥新药的开发都具有十分重要的意义。     

荒漠豆科灌丛根际土壤氨氧化和反硝化微生物功能基因丰度及群落多样性特征

为探索宁夏荒漠草原豆科灌丛根际土壤中参与氨氧化和反硝化的微生物功能基因丰度和群落组成对植物类型和生长时期的响应特征,本研究以宁夏白芨滩国家级自然保护区内典型的豆科灌丛群落柠条、沙冬青、猫头刺和毛刺不同生长时期（营养期、盛花期和果实期）的根际土壤为材料,通过功能基因实时荧光定量PCR和高通量测序方法,分析4种灌丛根际土壤中氨氧化和反硝化微生物功能基因丰度、群落结构组成特征及其与土壤因子的相关性。结果表明,功能基因丰度及群落结构因灌丛类型和生长时期不同而存在差异。柠条灌丛根际土壤中各功能基因丰度显著高于其他3种灌丛,且在盛花期达到最高。柠条各生长期根际土壤中氨氧化细菌（ammonia-oxidizing bacteria, AOB）群落多样性高于其他灌丛类型,而毛刺根际氨氧化古菌（ammonia-oxidizing archaea, AOA）和nirK型反硝化菌群落多样性最低。各灌丛根际AOA以未分类类群为绝对优势,占79.34%～98.37%,奇古菌门和泉古菌门分别仅占0.28%～20.37%和0.28%～2.35%;AOB在柠条根际以变形菌门为优势,其他3种植物根际则以未分类类群为优势...     

基于Biolog技术的外来种意大利苍耳与本地种苍耳根际土壤微生物功能多样性的比较

通过盆栽试验,采用Biolog技术对比研究了外来入侵植物意大利苍耳与本地植物苍耳根际土壤微生物群落功能多样性及对土壤碳源利用的差异,以未种植任何植物土壤为空白对照。结果表明,入侵植物意大利苍耳的土壤微生物群落功能多样性显著高于本地植物苍耳的土壤微生物群落功能多样性。意大利苍耳显著提高了根际土壤微生物31种碳源的平均颜色变化率(AWCD)(72 h, P<0.05),AWCD变化规律如下:意大利苍耳>苍耳>CK(对照);意大利苍耳的Shannon多样性指数(H)、优势度指数(D)和丰富度指数(S)均显著高于苍耳和空白对照,与苍耳相比,意大利苍耳的H,D,S分别增加了3.13%,0.77%和21.67%,与CK相比,意大利苍耳的H,D,S分别增加了4.59%,0.89%和35.18%,CK最低;碳代谢指纹图谱分析表明意大利苍耳和苍耳的碳源利用存在显著差异,意大利苍耳显著提高了根际微生物对胺类、酚酸类、氨基酸类和糖类等碳源的利用;主成分分析(PCA)表明,两种植物根际土壤微生物碳源利用特征出现分异,意大利苍耳集中在第一主成分,得分系数3.3103,苍耳主要分布在第二主成分,得分系数-1.9616;糖类物质、羧酸类化合物、多聚物和氨基酸类是根际微生物利用的主要碳源。改变入侵地土壤微生物群落的结构与功能,提高根际土壤微生物的代谢活性,形成对自身有益的土壤微生态环境可能是意大利苍耳成功入侵的原因之一。     

桑树/苜蓿间作对根际土壤酶活性和微生物群落多样性的影响

以桑树(Morus alba)/苜蓿(Medicago sativa)间作系统为研究对象,探讨间作种植模式对根际土壤酶活性及土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明:间作苜蓿的蔗糖酶和过氧化氢酶活性分别比单作苜蓿提高了30.0%和21.4%,达显著差异水平;而间作桑树则相反,分别比单作桑树降低了23.8%和2.6%,达显著差异水平;间作桑树和间作苜蓿的根际土壤酸性磷酸酶活性分别比单作提高了23.0%和28.9%,而脲酶活性则分别降低了52.4%和44.3%,二者差异显著.在桑树/苜蓿间作体系下,间作桑树的表征土壤微生物代谢活性强弱平均颜色变化率、多样性指数、均匀度指数和优势度指数均显著高于单作桑树,而间作苜蓿均低于单作苜蓿,达显著差异水平.主成分分析表明,间作种植模式改变了作物根际土壤微生物群落的主要碳源类型,使苜蓿的主要碳源变为氨基酸、聚合物和其他化合物,与单作之间具有显著差异.表明桑树/苜蓿间作提高了桑树根际土壤微生物群落的多样性,改变了苜蓿根际土壤微生物群落利用主要碳源的类型.     

间作菠萝模式下不同品种椰子根际土壤微生物多样性及群落结构特征

【目的】为探究间作菠萝模式不同品种的水果型椰子根际土壤微生物多样性及群落结构特征,为椰子间作栽培模式管理提供科学依据。【方法】以间作菠萝和单作椰子为栽培模式,采集不同椰子品种间作菠萝模式（文椰‘4’号间作（JG）,文椰‘3’号间作（JH）,文椰‘2’号间作区1（JYO）,文椰‘2’号间作区2（JYT）,单作文椰‘3’号（CH））的根际土壤, 采用Illumina高通量测序技术检测土壤微生物组成与多样性,并将土壤理化性质与根际土壤钱群落特征进行关联分析。【结果】间作下椰子根际的土壤含水量、EC、氮、磷、钾、有效钙和有效镁含量显著高于椰子单作的,然而,间作模式的土壤pH值明显下降。 椰子间作菠萝根际土壤细菌的多样性比单作椰子的高,而真菌的多样性则低于椰子单作的。不同品种椰子种植根际土壤微生物多样性有差异：细菌的多样性排序为 JG>JYT>JYO>JH,真菌的多样性排序为JYT>JYO>JG>JH。根际土壤中的优势细菌门依序Proteobacteria（变形菌门）、 Acidobacteria（酸杆菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）、Verrucomicrobia（疣微菌门）、Actinobacteria（放线菌门）、Planctomycetes（浮霉菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）、Gemmatimonadetes（芽单胞菌门）、Myxococota、 Nitrospirae（硝化螺旋菌门）。真菌的优势门依次Ascomycota（子囊菌门）、Basidiomycota（担子菌门）、Rozellomycota、glomeromycota（球囊菌门）、mucoromycota、mortierellomycota、chytridiomycota（壶菌门）、basidiobolomycota。间作与单作之间细菌和真菌种类组成差异很大。通过主成分分析及聚类分析,JG、JYO和JYT三种处理的细菌群落相似度较高,且这三者与CH、JH之间细菌群落组成差异较大,另外,JH处理与CH处理相比,细菌群落组成差异也显著。JYO和JYT两种处理的真菌群落具有一定的相似性,并与JG、JH、CH处理的真菌群落组成差异性较大,说明不同品种椰子间作菠萝对微生物组成产生巨大影响。【结论】间作菠萝模式显著提高椰子土壤养分含量,对照组与间作菠萝椰子种植根际土壤微生物结构及多样性存在较大的差异。间作菠萝的不同品种椰子根际土壤微生物结构及多样性也存在差异,间作菠萝提高椰子土壤根际细菌的丰度和多样性,但降低真菌的丰度和多样性。间作模式不同品种的水果型椰子根际土壤微生物多样性与土壤理化性质之间有不同程度的相关性。因此,间作菠萝在很大程度上能够提高土壤养分和改善微生物群落结构及多样性。