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。     

油菜菌核病拮抗菌的筛选及其基因克隆

近年来的研究表明,某些植物促生根际细菌(plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)菌株能诱导植株产生抗病性,同时对植物产生刺激作用.PGPR在植物的根际普遍存在.应用优良菌种促进植物生长和防治病害的研究已获得好的结果,但这些实验多在人工控制的条件下进行,应用于大田生产的效果却很不稳定或无效果.在自然条件下,土著微生物的竞争或其它不良环境因子的影响阻碍了所用细菌的生长,使很多实验表现不出效果.欲使PGPR在生产中稳定、有效地发挥作用,必须加强应用基础理论的研究,并积极采取其它技术措施.本研究试图从促生、生防产碱假单胞细菌中分离和克隆抗植物病害基因,并将它转入作物体内表达,获得抗病的特基因植物.     

棉花根际细菌的生理活性和促生效果

测定了29株棉花根际细菌的溶磷、产铁载体、产吲哚乙酸、产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶和对致病霉菌的抑制能力等促生生理活性以及对棉花发育与生长的影响。结果表明:96.55%的供试菌株能分泌铁载体,其中46.67%的供试菌株产铁载体能力达到较高的水平;分泌吲哚乙酸的浓度在0.152~26.867 mg/L之间;溶磷能力在8.406~27.661μg/mL之间;菌株N1105(Derxia sp.)、P1108(Pseudomonas sp.)和P2107(Pseudomonas.sp)能抑制棉花枯萎霉菌;菌株P211和P2107具ACC脱氨酶活性。对棉花株高和干重结果分析显示:低浓度IAA分泌量的根际菌对棉花植株有促生作用;菌株N1105(Derxia sp.)、N3101(Azotobacter sp.)、P1(Pseudomonas sp.)、P7(Pseudomonas sp.)、P1108(Pseudomonas sp.)和P2117(Acinetobacter sp.)在促进棉花植株生长方面效果较佳。     

硫代葡萄糖甙和类黄酮对枯草芽孢杆菌在油菜根部定殖的影响

在植物一微生物一土壤三元关系中，根际微生物作为土壤和植物中介与桥梁，是最为活跃的因素，其活动规律对于土壤肥力、植物营养和植物病害都有举足轻重的作用。植物促生细菌（ Plant growth promoting rhizobacteria, PGPR）在植物的根际普遍存在，应用某些优良菌株促进植物生长的试验也获得了不少好的结果，但这些试验多在人工控制的条件下进行，     

复合微生物菌剂对棉花生理特性及根际土壤 微生物和化学性质的影响

为了系统地阐述复合微生物菌剂在改善土壤化学性质、生物学性质和促进植物生长方面的效果及机理,采用盆栽试验,研究常规和灭菌条件下不同用量的微生物菌剂对棉花生长、生理代谢、根际土壤生物学特性和养分含量的影响。结果表明:施用复合微生物菌剂能够提高苗期棉花叶片光合色素总量,叶片和根系内抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)活性,降低过氧化物质含量(MDA、O2·-),进而提高了棉花的光合性能和抗氧化能力;降低了土壤pH,提高了根际土壤细菌和放线菌数,而降低了根际土壤真菌数,同时提高了根际土壤脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶和脱氢酶活性,最终提高了根际土壤有效养分和有机质含量,改善了根际微域环境,促进了棉花苗期生物量的累积和抗病性。除根际土壤养分含量外,常规复合微生物菌剂对各指标的改善效果优于灭菌复合微生物菌剂,且用量为10L/667m2时效果较明显。因此,复合微生物菌剂可通过改变土壤pH,改善根际土壤微生物群落的数量和结构来改变土壤酶活性和有效养分含量,优化根际生长环境,增强植物抗逆性和光合能力,最终实现养地增产的效果。此外,复合微生物菌剂中的有益活菌在改土、促生方面具有极其重要的积极效应。     

棉花根际促生菌基因组DNA的提取及其鉴定

植物根际微生物基因组的提取往往因为细胞壁不能完全裂解以及内含物的成分和含量受到影响,获得完整的基因组DNA一直是土壤微生物分子生物学研究的关键。本文以新疆盐碱地棉花根际促生菌为材料,比较了SDS法、CTAB法以及高盐结合的CTAB法提取棉花根际促生菌基因组DNA的效率,结果显示,SDS法和CTAB法在细胞裂解后,由于过多的多糖类物质混于上清液中使其过于粘稠而无法分层,没能得到DNA样品。高盐结合的CTAB法则有效弥补了上述方法的不足,能够获得A260/A280为1.82、A260/A230为2.43的高质量基因组DNA。同时实验还以细菌16SrDNA为内标进行PCR扩增,结果证明所获得的棉花根际促生菌基因组DNA可直接用于PCR等分子生物学进一步研究。     

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。     

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。     

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。     

土壤因子对链霉菌S506定殖和促生功能的影响

链霉菌S506是从植物根际分离获得的具有促生、防病和降解根系毒素功能的根际微生物,为了解土壤环境条件对其在根际定殖和功能表达的影响,以链霉菌S506为试材,研究了土壤质地、环境温度和土壤湿度对S506在番茄根际土壤定殖及番茄植株生长的影响.结果表明,适宜链霉菌S506在番茄根际定殖和促生作用发挥的土壤质地为壤土,其次为砂土和黏土;试验所设温度梯度中,利于S506在根际定殖的环境温度为30℃,其次为22.5℃和15℃,而利于目的菌株促生功能表达的环境温度则依次为22.5℃、30℃和15℃;适宜于目的菌株在根际定殖和促生功能发挥的土壤相对湿度为20%、25%,其次为15%和30%.     

叶轮扰动水介质对地膜与棉秆沉降聚集行为影响与试验

当前残膜回收机作业后的膜杂混合物因地膜与棉秆缠绕打结严重,含杂率高,造成回收后的地膜再利用率低和环境二次污染。该研究在分析物料属性和水洗分离理论的基础上,提出了以液相水为介质实现固相地膜和固相杂质分离方案,在二维平面内以地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差为响应指标,录像分析为载体,在自制的地膜与棉秆悬浮水力特性试验台采用控制变量法开展外部流场和地膜与棉秆物料属性的单因素试验和正交试验,建立影响因素与响应指标之间的多元拟合回归方程,获得最优参数组合并进行试验验证。结果表明:影响地膜与棉秆分离显著性因素为叶轮转速、地膜面积和棉秆长径比;最优参数组合为叶轮转速202r/min,地膜面积为1 271.4mm2,棉秆长径比为13,相对应的地膜与棉秆驰豫时间差和最大垂向位移差预测值分别为4.20 s和22.1 cm,最优组合参数试验下的平均值分别为4.34 s和21.2 cm,与预测值的相对误差为3.23%和4.25%,寻优参数可信。试验录像分析表明,地膜与棉秆沉降聚集行为是水平稳定取向姿态和竖直运动取向姿态相互转换的过程,且运动轨迹都是以叶轮轴为中心的一组同心圆;相较于棉秆,地膜对水介质作用力响应周期更长,且在三维空间内有明显翻转现象。该研究结果可为膜杂分离技术的改进和机械装置的研制提供理论基础和科学依据,亦可为秸秆粉碎和薄膜撕碎工艺参数优化提供参考。     

膜下滴灌棉花随水根施多效唑的效果分析与化控技术的探讨

膜下滴灌棉花随水根施多效唑具有明显的增产效果，比对照增产10%～20%，群体结构合理，株高适宜，平均比对照低5～7.5 cm，降低10%～15%。叶面积减小,叶倾角增大，散射光透过率增强，通风透气性好。第一果枝高度降低，单株结铃数增多，铃质量增加，营养生长和生殖生长相协调。植株中后期叶绿素含量高值持续期长，膜相对透性小，抗早衰。适宜纯多效唑浓度范围为36～72 g/hm²(合有效成分15%的多效唑240～480 g/hm²)，最适为54 g/hm^{2相似文献}   

棉花幼苗AsA-GSH循环对低温胁迫的响应机制研究

为探究棉花幼苗营养器官抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环系统对低温胁迫的响应机制,以新陆早57号为试验材料,研究4℃低温胁迫不同时间(0、1和2 d)对根、茎和叶中抗氧化物质含量和酶活性的影响。结果表明,与对照(0 d)相比,随着低温胁迫时间延长,棉花幼苗根中还原型抗坏血酸(AsA)含量及单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性呈上升趋势,氧化型抗坏血酸(DHA)含量先减少后增加,氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性先升高后降低,谷胱甘肽氧化还原状态(GSH/GSSG比率)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性总体呈下降趋势,抗坏血酸氧化还原状态(AsA/DHA比率)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性无显著性差异;茎和叶中AsA和GSH含量、AsA/DHA比率及APX、MDHAR和GR活性总体呈上升趋势,且茎中DHAR活性升高,DHA和GSSG含量先减少后增加,GSH/GSSG比率和GPX活性无显著性差异,而叶中DHA含量和GSH/GSSG比率先不变后增加,DHAR活性先升高后降低,GSSG含量和GPX活性无显著性差异。综合分析显示,棉花幼苗通过调节根、茎和叶中抗氧化物质含量和酶活性来清除活性氧,从而适应低温胁迫,减轻低温伤害。此外,低温对根中AsA-GSH循环影响最大。本研究结果为揭示低温胁迫对棉花幼苗AsA-GSH循环代谢机制提供了理论依据。     

磁化水膜下滴灌对棉田水盐分布特征及棉花生长特性的影响

通过田间小区磁化水滴灌试验,研究了磁化水膜下滴灌对土壤水盐分布特征、棉花生长特性及产量的影响。结果表明:磁化水灌溉可以提高土壤含水量,促进棉花根系对水分的吸收,0—100 cm土层内磁化强度为3 000 Gs时的土壤含水量最大,保水效果最好。磁化水灌溉可以有效降低土壤盐分含量,加快土壤盐分的淋洗,0—100 cm土层内各磁化水处理土壤平均含盐量表现为3 000 Gs4 000 Gs1 000 Gs5 000 Gs0 Gs,磁化淡水处理的土壤脱盐率为2.7%～28.2%,3 000 Gs磁化处理的土壤脱盐率最高;磁化微咸水处理的土壤积盐率为21.7%～33.9%。磁化水滴灌可以促进棉花生物量及产量的增长,淡水、微咸水磁化处理的产量较未磁化处理增加了8.98%～31.4%,3 000 Gs磁化处理下的棉花产量最高。从棉花生长特征、产量、水分利用效率等方面综合考虑,3 000 Gs为最佳磁化强度处理。     

皮棉表面多类异性纤维的高光谱图像检测

为了考察高光谱成像技术检测多类异性纤维共存时的性能,也为其今后用于商业化皮棉质量评价,或在线皮棉杂质分拣提供研究基础,试验采集丙纶丝和毛发共存的样本高光谱图像。依据单一异性纤维分割的最佳波段图像,获得灰度平均和小波变换后融合图像。通过对比小波变换融合图像,灰度平均图像,以及全波段下主成分和独立成分得分图像,获得用于目标分割的最佳图像。采用最优特征集和分类树判别方法,判别最佳图像分割后的连通区域,剔除噪声点和假阳性。依据目标判定原则,训练集和独立验证集的异性纤维识别率分别为84.09%和75.86%。结果表     

Evidence for enhanced N availability during switchgrass establishment and seeding year production following inoculation with rhizosphere endophytes

Improvement in sustainable production of switchgrass (SG, Panicum virgatum L), as a purpose-grown biomass feedstock crop, could be realized through investigation of plant–microbe interactions associated with plant growth promoting rhizobacteria (PGPR), capable of biological nitrogen fixation (BNF). The objective of this study is to increase establishment year production of SG biofuels by inoculation with a mixed PGPR inoculum. We isolated pure strains of N₂-fixing, and other PGPR, from SG rhizomes. The bacteria were identified as Paenibacillus polymyxa, an N₂-fixing bacterium, and other PGPR capable of solubilizing phosphate and/or producing auxins. Field trials utilizing these strains in a mixed PGPR inoculum showed that inoculated plants contained more N in tillers during anthesis but not at senescence, suggesting that more N could be cycled to belowground roots and rhizomes for winter storage. The amount of N removal in biomass and recovery of fertilizer N were also greater for inoculated than uninoculated plants. PGPR inoculation also resulted in positive N balances, suggesting improved access to N from non-fertilizer N sources, possibly through BNF and improved soil N uptake. Overall, inoculation of SG with PGPR enhanced N acquisition and could be an effective strategy to increase the establishment year production of this crop.     

外源BT基因在棉花中的过量表达对根系分泌物中低分子量成分的影响

Most research in the past using genetically modified crops （GM crops） has focused on the ecological safety of foreign gene （i.e., the gene flow）, gene products （for example, Bt （Bacillus thuringiensis） protein）, and the safety of transgenic food for humans. In this study, changes in both the species and amounts of low-molecular-weight components in cotton （Gossypium hirsutum L.） root exudates after foreign Bt gene overexpression were investigated under different nutritional conditions. Transgenic cotton containing Bt （Bt-cotton）, supplemented with all the mineral nutrients, secreted more organic acids than the wild-type cotton （WT）. When nitrogen was removed from the full-nutrient solution, the amount of organic acids secretion of Bt-cotton was lesser than that of WT. The roots of the transgenic cotton secreted lesser amounts of amino acids and soluble sugars than the WT roots in the full-nutrient solution. Deficiencies of P and K caused a large increase in the total amino acid and soluble sugar secretions of both Bt-cotton and WT, with larger increases observed in Bt-cotton. Because transferring the foreign Bt gene into cotton can result in alterations in the components of the root exudates, with the effect varying depending on the nutritional status, the cultivation of genetically modified crops, such as Bt-cotton, in soil environments should be more carefully assessed, and the possible effects as a result of the alterations in the root exudate components should be considered.     

棉花黄萎病拮抗细菌HMB-1005鉴定及定殖

以大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)为指示菌,对从棉田土壤中已经分离筛选到的细菌HMB-1005进行形态、19项生理生化特征及16S rDNA试验,结果表明,HMB-1005为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);通过灭菌土和非灭菌土进行盆栽试验,拮抗菌HMB-1005芽孢液浸种、土壤全部混菌和部分混菌3种处理,经过5个月的盆栽试验表明,拮抗细菌HMB-1005能够在灭菌土和非灭菌土中定殖,且定殖数量达106cfu/g土左右,并仍能保持较高的抑菌活性。通过对棉苗根内细菌的分离,证实拮抗细菌HMB-1005能在棉花根内定殖,数量达到103cfu/g。实验结果显示,灭菌土的拮抗菌数高于非灭菌土,并且3种处理方式差异不明显,在实际生产应用中,建议使用浸种方法。     

微根管法监测膜下滴灌棉花根系生长动态

为了精细监测膜下滴灌条件下棉花(Gossypium hirsutum L.)细根生长形态,于2014年在巴州灌溉试验站开展大田试验,采用微根管法原位监测棉花根系生长,并与传统网格法作对比。分析棉花根系生长动态,构建微根管法测定的形态参数与网格法所测定形态参数的回归模型。结果表明:花期到吐絮期,利用微根管监测10~20 cm处根系生长得到的棉花根长更新速率为1.844 mm/d,期间棉花老根不断死亡和分解。微根管法与网格法测得的根系深度为50 cm,根长密度随着深度增加先增大后减少,根长密度在20~30 cm处最大。两种方法监测得的根长密度具有较好的线性相关,由微根管法测得的剖面根长密度,可通过线性回归方程换算得到实际的体积根长密度。利用微根管法能可靠地监测棉花根系的生长动态变化,今后的研究可进一步加大微根管监测范围和频率,精细监测细根生长全过程,通过构建根系生长模型分析膜下滴灌条件下棉花根系生长时空动态。