缩二脲降解菌在作物根际的GFP标记示踪

通过三亲结合对缩二脲降解菌GW-1菌株成功进行了绿色荧光蛋白（Green fluorescent protein, GFP）基因标记,标记菌株命名为GW-1-GFP。实验证明外源质粒对宿主菌的生长未带来不利的影响,且经高效液相色谱测定该标记菌株降解缩二脲的能力与出发菌株无显著差异（p<0.05）。经抗生素抗性和荧光追踪证明标记菌株GW-1-GFP能够很好地在土壤中定殖,第25天时在不同处理的土壤中标记菌株对缩二脲的降解能力都超过50%,45天后该标记菌株在土壤中已难以检测。经标记菌株GW-1-GFP菌悬液浸润的小麦种子发芽后,通过荧光观察显示降解缩二脲的标记菌株GW-1-GFP在小麦根部定殖良好,且该标记菌株能在一定程度上缓解缩二脲对小麦的毒害作用。该研究为验证、追踪土壤中功能微生物菌剂与作物根部的亲和性和生态有效性提供了简易、直观的检测方法。     

巨大芽胞杆菌WY4的GFP标记及其在小白菜上的定殖

解磷菌(phosphate solubilizing bacteria,PSB)可以通过提高土壤有效磷含量而增加作物产量,目前已有许多解磷菌被分离并应用于农业生产中,但关于解磷菌在植物根际中的定殖情况仍缺乏系统性的研究.WY4为本实验室前期从小白菜(Brassica chinensis)根际分离得到的一株高效解磷菌,本研究利用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)标记技术研究了WY4在小白菜根际及土壤中的定殖规律.与原菌株相比,GFP标记对菌株WY4-GFP生长及解磷活性具有较小影响,同时在促进小白菜生长上WY4-GFP与WY4无显著性差异;WY4-GFP具有持久的定殖能力(接种21d的自然土及30 d的小白菜根际土中,WY4-GFP的定殖数量分别为105和104 CFU/g左右),同时随时间的增加WY4-GFP在土壤中定殖数量逐渐减少;WY4-GFP在小白菜根冠及分生区大量定殖,在伸长区及侧根根毛处数量较少,同时表皮细胞间隙上也有较多的标记菌株.研究结果表明,WY4-GFP在小白菜根际及土壤中具有良好的定殖能力,这为后期深入研究解磷菌与植物间的关系提供了重要参考.     

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%.     

GFP标记的植物促生菌B96-Ⅱ-gfp的定殖能力研究

采用绿色荧光蛋白基因标记技术研究了植物促生菌B96-Ⅱ的标记菌B96-Ⅱ-gfp在盆栽黄瓜土壤中的时间、空间定殖动态以及在黄瓜植株上的分布。研究表明: B96-Ⅱ-gfp在土壤中具有持久的定殖能力, 接种180 d时在自然土和黄瓜枯萎菌病土中的定殖数量分别为2.7×10⁴ cfu·g^-1和6.6×10⁴ cfu·g^-1, 360 d时在土壤中仍可检测到B96-Ⅱ-gfp的存在。B96-Ⅱ-gfp可在盆栽植株生长土壤的表层(0~4 cm)、中层(4~8 cm)和底层(8~12 cm)定殖, 定殖数量随土壤深度的增加而增加。此外, B96-Ⅱ-gfp还可在黄瓜的根、茎和叶上定殖, 根部定殖的数量(7.2×10⁴ cfu·g^-1)显著高于茎部和叶部定殖的数量; 黄瓜植株体内定殖的数量多于体表定殖的数量。对土壤中可培养的3大微生物类群影响的研究表明: B96-Ⅱ-gfp对土壤中真菌数量具有显著抑制作用, 而对细菌和放线菌数量则没有明显影响。防病促生试验表明: B96-Ⅱ-gfp可增加黄瓜株高、鲜重和干重, 对黄瓜枯萎病有一定的防治效果, 且与未标记菌株B96-Ⅱ的防病促生作用无显著差异。     

一种茶树促生菌固化剂的研制及其施用效果

为了提高茶园土壤有效养分含量和促生菌的定殖效率,以茶园土壤和茶树生长特性为条件,筛选耐酸铝和养分转化效率较高的菌株,再通过固定化技术,获得固定化促生菌剂,以游离态菌液为对照,通过田间试验比较菌株的土壤定殖、土壤微生物区系和土壤养分状况。试验筛选出一株红酵母菌属的菌株(Rhodotorula sp.)命名为WYS2。通过固化技术(0.25%活性炭吸附2%菌体后,用1%海藻酸钠+2%琼脂包埋)制作的促生菌固化菌剂,在与有机肥施用40 d后促生菌WYS2在土壤定殖效率较游离态菌悬液提高293倍。同时在0～20 cm土层中,与不施用菌株WYS2处理和施用游离态WYS2菌悬液处理相比,固定化WYS2菌剂处理的土壤碱解氮含量增加了23.4%～39.8%,速效钾含量增加了18.1%～25.1%,铵态氮含量增加了36.4%～45.1%。因此,认为利用筛选出的促生红酵母菌WYS2结合固定化技术使用后可有效提高其土壤定殖效率,同时促进茶园土壤碱解氮、速效钾和铵态氮等速效养分含量的增加。     

籽粕熏蒸对哈密瓜发病土壤真核生物群落组成和变化的影响

本文利用十字花科白菜型和芥菜型籽粕作为土壤绿色熏蒸剂，研究了籽粕对哈密瓜土传病害的防治效果以及该过程中真核微生物群落在哈密瓜整个生育期的动态变化。研究结果表明两种籽粕对病害有显著防控效果，与化学熏蒸剂棉隆效果相似，但对土壤中微生物群落的扰动以及根际微生物的富集方面存在明显不同。白菜型和芥菜型籽粕均能显著降低土壤中真核微生物的丰富度和多样性，并有选择性的促进土壤中某些特定微生物的恢复和富集，使得有益微生物在根际定殖。在整个过程中，子囊菌门（Ascomycota）真菌主导了微生物群落结构的变化，且在根际有益微生物的群落构建中起到了重要作用，其下属曲霉属（Aspergillus）和毛壳菌属（Chaetomium）中的慢性曲霉（Aspergillus lentulus）和未知物种（OTU_213）与发病率间呈现出显著负相关关系，可能抑制了病原菌群在根际的定殖。而棉隆处理对根际有益微生物的富集方面影响较小，对土壤微生物群落结构的作用也不显著。     

短小芽孢杆菌BX-4抗生素标记及定殖效果研究

为研究短小芽孢杆菌BX-4在作物根际的定殖及防病效果,通过浓度梯度法用氨苄青霉素对其进行了抗性标记,并通过番茄盆栽试验研究了其在根际土壤中的定殖规律。结果表明,筛选出的突变体菌株BX-4＇能够耐受浓度为200 μg·mL^-1的氨苄青霉素,并且具有耐药和遗传双重稳定性;应用试验显示该突变体菌株能成功在番茄根际定殖,接种20 d后根际土壤中存活数量达到最高值1.34×10^8 cfu·g^-1干土,以后逐渐下降,到50 d时趋于稳定;筛选的突变体菌株对番茄青枯病具有明显的防治效果,防效达37.9%-50.9%。短小芽孢杆菌BX-4在作物根部的定殖规律为揭示其生防机理及应用该菌提供了科学根据。     

根际促生菌防控土传病害的机理与应用进展

根际促生菌作为一类活跃于植物根际的有益微生物,对抑制土传病害的发生,改善和维护土壤生态质量具有重要作用以及广阔的发展前景。本文综述了根际促生菌直接或间接的土传病害防控机理,包括产抗生素、产水解酶、释放挥发性气体、诱导抗性、分泌铁载体、分泌激素和固氮解磷等;亦从信号识别与迁移、定殖规律以及定殖的微生物群落影响等方面对根际促生菌的定殖防病机理予以了总结;此外,笔者还就根际促生菌的应用现状进行了概述。     

土壤微生物影响土壤健康的作用机制研究进展

土壤健康是农业可持续发展的中心主题。土壤微生物参与土壤生态功能、环境功能和免疫功能协同驱动土壤生命系统运转，是维持土壤健康的核心与关键。了解不同微生物介导的土壤健康调控机制对有效利用这些核心微生物维持和改善土壤健康至关重要。本文围绕微生物参与调节土壤碳循环、养分循环，改变土壤结构、抑制植物病虫害、污染控制等主要生物过程系统梳理了微生物在调控土壤健康中的重要作用，以及微生物作为土壤健康的敏感指标对土壤健康的指示与预警作用。强调未来应加强驱动土壤健康特定功能以及多个生物过程的核心微生物组信息数据库挖掘、构建与生产应用研究，为定向利用微生物改善农业土壤生态系统功能、维持土壤健康以及保障土壤可持续发展提供科学依据。     

土壤中根瘤菌定殖研究进展

研究根瘤菌根部定殖对于揭示根瘤菌在根圈的微生态学特征、提高其根际适应性和增产效果的稳定性具有十分重要的意义.本文从根部定殖概念及根瘤菌在土壤中的定殖能力对其竞争结瘤能力的影响着手,介绍了根瘤菌根部定殖的研究概况.其中重点阐述了基因标记技术研究根瘤菌定殖群体动态的进展及影响接种根瘤菌根部定殖的生物学和非生物学因素.