氮离子束注入诱变筛选万隆霉素高产菌株的研究

为获得万隆霉素高产菌株,用氮离子束注入万隆霉素产生菌进行诱变处理,并用链霉素抗性筛选法和抑菌圈筛选法进行突变株的筛选。结果表明:通过能量为20keV、剂量为90×2.6×1013N+/cm2的氮离子束注入处理万隆霉素产生菌的分生孢子,筛选出万隆霉素高产菌株WN939,其摇瓶发酵产素水平较出发菌株提高了82.10%。经5代传代培养,其产素水平稳定。     

离子注入对苹果酒酵母菌的影响

以野生型苹果酒酵母菌Y0 2 为出发菌株 ,利用 8× 1 0 15ion cm2 注入剂量对出发菌株Y0 2 进行诱变处理 ,得到 1株形态特征、部分生化特征、菌体蛋白质等发生明显变异的突变株IONⅡ 1 1dry ,该突变株的产酒率比出发菌株提高 2 2 4% ,表明离子注入诱变育种是行之有效的     

N+离子注入法选育高产葡萄糖耐量因子（GTF）酵母菌株

本研究通过铬耐量筛选的方式,从12株供试啤酒酵母中获得一株高耐铬性啤酒酵母菌株,并对该菌株进行N+注入诱变,注入能量为50keV,注入剂量1×2.6×1013、2×2.6×1013、3×2.6×1013、4×2.6×1013、5×2.6×1013和6×2.6×1013 icon/cm2。结果表明,最适诱变的注入剂量为4×2.6×1013 icon/cm2,得到1株高产GTF的啤酒酵母菌株M11-1A11,其富铬能力较诱变前提高了22.4%。经5次传代发酵培养,突变株的富铬性能稳定。     

N~+注入诱变芽孢杆菌选育高产抗菌物质菌株

本研究通过N+注入芽孢杆菌选育高产抗菌物质菌株。注入N+的能量为25keV,剂量为50×2.6×1013、80×2.6×1013、100×2.6×1013、120×2.6×1013和150×2.6×1013N+/m2。结果表明最佳的注入剂量为50×2.6×1013N+/m2,选育出了1株高产菌株(Bacillus subtilisfmbJ224),其抗菌物质产量是出发菌株的1.96倍,经传代培养,其高产性能稳定。同时通过对该菌株的发酵特性研究,发现其产抗菌物质的模式为延滞合成型。     

不同能量重离子注入农作物的诱变效应

用不同能量、不同注量的MEV级12C离子束辐照玉米和冬小麦干种子,用MEV级16O离子束辐照冬小麦干种子,研究其对M1代幼苗生长的影响和M2代的诱变效应。结果表明,在一定离子通量(注量)下,所用注入能量范围内的离子束对幼苗造成的辐射损伤随辐射能量的增加而增大。用12~16MEV/U的12C离子束辐照玉米和8MEV/U16O离子束辐照小麦,对M1代幼苗造成的辐射损伤比贯穿能量(45MEV/U)下的辐射损伤明显加重。12C离子束可以诱发玉米产生植株矮化、雄性不育、白化苗、多穗型等多种类型变异,多数白化苗能够转绿并正常结实。12C和16O离子束诱发冬小麦产生的早熟和矮杆突变最多,12C辐照冬小麦原冬6产生的早熟突变在辐照能量为8MEV/U、离子通量为80×107/CM2时高达10.7%;矮秆突变在辐照能量为8MEV/U、离子通量为120×107/CM2时高达7.59%。品种间的变异频率也存在差异。     

氮离子注入诱变选育大豆疫霉高效拮抗菌

为获得生防效果更佳的芽孢杆菌和荧光假单胞菌菌株,本试验采用低能N+离子注入技术对DDGJ05、DDGJ01和DDEN01菌株进行诱变,并结合平板对峙培养法对N+离子注入诱变后的菌株进行筛选。结果表明,只有DDGJ05有正突变菌株的出现,正突变菌株的编号分别为DDGJ05-20-8、DDGJ05-40-8、DDGJ05-40-10。平板对峙培养试验结果表明,DDGJ05-20-8、DDGJ05-40-8、DDGJ05-40-10对大豆疫霉菌丝生长的抑制率分别为91.12%、93.52%和94.00%,均高于对照亲本菌株DDGJ05。继代培养试验结果表明,正突变菌株DDGJ05-40-8和DDGJ05-40-10对大豆疫霉的拮抗作用能够稳定遗传。采用盆栽法研究了DDGJ05和3个正突变菌株对大豆疫病的控制效果,结果表明,大豆种子经DDGJ05菌株及其3个正突变菌株处理后,对大豆疫病均有一定的防治效果,其发病严重程度均低于空白对照组,其中,经DDGJ05-40-10处理的防治效果最好,防治效果为63.43%。本研究结果为芽孢杆菌离子束注入诱变育种方法的研究提供了理论支撑。     

低能氮离子束注入水稻的生物学效应研究

利用能量为25KeV的氮离子束为诱变源,剂量分别为2.0×1017、2.5×1017和3.0×1017N+/cm2对5份水稻材料进行处理,从其后代群体中筛选得到变异株,并对其生物学效应进行研究。结果表明,变异株的叶绿素含量均比对照植株高,最高达到148.67%;3种同工酶(POD、SOD、CAT)的酶活力变化趋势不一致,与对照均有明显差异;AFLP分析表明,变异株与阴性对照条带相似率很高,与阳性对照相似率低。     

产γ-氨基丁酸的乳酸菌株筛选及诱变

γ-氨基丁酸(-γaminobutyric acid,GABA)是中枢神经系统一种重要的抑制性神经递质。本研究从鲜奶中分离得到1株高产GABA的乳酸菌株hjxj-01,经初步鉴定为短乳杆菌。实验结果表明,在含5%的L-谷氨酸钠的GYP培养基中,此乳酸菌产GABA最大积累浓度为7 g/L。在此基础上,又先后使用了紫外线和γ射线对出发菌株进行了诱变处理。以正突变率为标准确定诱变条件。30W的紫外灯下,距离45cm照射及照射时间50 s为紫外线诱变的较佳条件;60Co射线诱变的适宜剂量为300 Gy。诱变后得到1株突变菌株hjxj-08119,经连续传代12次,遗传性状稳定,平均GABA产量达到17 g/L,较出发菌株hjxj-01提高142.9%。     

航天搭载和离子束注入对大豆诱变效应的初步研究

以北方春大豆主栽品种绥农14的干种子为材料,分别进行航天搭载和低能离子束注入处理。其中,航天搭载在实践八号返回式卫星上完成,离子束注入采用能量为30keV的氮离子,设置4×1016、8×1016、12×1016和16×1016N+/cm2等4个注量水平,在相同种植条件下对航天搭载和低能离子束注入处理M1代的生物学效应和M2代的变异频率进行研究,以比较两种诱变育种手段诱变效应的异同。结果表明,航天搭载处理M1代的出苗率、株高、单株荚数、单株粒数等与注量分别为4×1016和8×1016N+/cm2的离子束注入处理无显著差异。航天搭载处理M2代的总变异频率为4.41%,离子束注入处理M2代总变异频率的平均值为5.02%,两种处理间差异不显著;两种处理M2代中均有早熟、不育、多小叶、矮化、畸形茎、圆形叶片等变异类型,这些相同变异类型的总频率占航天搭载总变异频率的比例为97.3%,占离子束辐照处理总变异频率的比例为89.0%。鉴于两种处理的诱变频率和突变类型相近,但航天搭载的成本高,建议在大豆诱变育种中,可考虑选用离子束注入。     

等离子体处理选育之江菌素产生菌

以之江菌素产生菌玫瑰黄链霉菌杭州亚种 93 -1 5-3 2菌株为出发菌 ,研究离子注入微生物的诱变效应。结果表明 ,各剂量N+离子注入之江菌素产生菌的总变异率达 42 4%～ 73 0 % ,其中正变异率为 5 8%～ 3 8 2 %。通过 9批诱变实验 ,筛选到 1株高产菌株 97 49,效价比出发菌株提高 4倍多。通过 5代传代 ,产素性能能稳定遗传 ,并通过了 40 0L发酵罐中试 ,表明离子注入处理是一种有潜力的微生物诱变育种新方法。     

离子注入诱变植物乳杆菌选育CLA高产突变株的研究

以A6-1为出发菌株,采用N+离子注入的方法进行诱变处理,注入能量为50keV,注入剂量为1×1013、3×1013、5×1013、8×1013、10×1013、30×1013、50×1013、80×1013、100×1013ion/cm2,真空度为10-3Pa。结果显示,菌体的存活率随离子注入剂量的增加呈"马鞍型"曲线,"鞍脊"出现在30×1013ions/cm2～50×1013ions/cm2之间,此时菌体的存活率在20%～35%之间。综合考虑存活率、总突变率、正突变率和突变幅度等因素,推荐30×1013ions/cm2作为离子注入植物乳杆菌的适宜诱变剂量。从所有的注入处理中挑选CLA转化能力提高了50%以上的突变株进行传代稳定性试验,发现F菌株经8次传代后产CLA的稳定性最好。该突变株各代的产量平均为162.5μg/ml,比出发菌株提高了69.87%,将此突变菌株命名为A6-1F。     

离子注入对雪松花粉粒萌发与花粉管生长的影响

用激光扫描共聚焦显微技术(LSCM)研究了低能离子注入对雪松花粉管萌发和生长的影响。结果表明,低剂量(1×1015ions/cm2)注入对雪松花粉粒萌发没有明显的影响;3×1015ions/cm2和5×1015ions/cm2离子注入可以刺激花粉粒萌发;高剂量(等于或大于7×1015ions/cm2)的离子注入会显著抑制花粉粒萌发。离子注入对雪松花粉管的伸长和花粉管的形态特征有比较明显的影响,花粉管受到的损伤程度与离子注入剂量有一定的相关性。     

两株高效溶磷菌的溶磷能力及其对玉米生长和红壤磷素形态的影响

  【目的】  磷在土壤中易于固定,且向有效态的转化能力弱。研究两株高效溶磷菌活化土壤中的磷素的能力,为提高红壤供磷能力提供指导。  【方法】  以溶磷菌株伯克霍尔德菌 (Burkholderia) XQP35 (P35)、拉乌尔菌 (Raoultella) SQP80 (P80) 为研究对象,以磷酸铝、磷酸铁、植酸钙和卵磷脂替代液体NBRIP培养基中的磷酸钙作为磷源处理,测定两个菌株对不同磷源的溶解能力。将液体NBRIP培养基的pH分别调至4、5、6、7和8,再接种菌株并培养24、48、72、96、120、144 h,测定液体培养基中的溶磷量。以玉米为试材进行盆栽试验,设定不接种菌剂 (CK) 和接种P35、P80、商品化菌剂 (EM) 4个处理。在玉米生长20、40、60、80、100天后,取样分析玉米生长、土壤有效磷含量,并分析了第100天时的土壤中性和酸性磷酸酶活性,以及土壤中不同形态磷的含量。  【结果】  1) 菌株P35、P80对难溶性磷酸钙和植酸钙均有较强的溶解能力,对磷酸铁、磷酸铝和卵磷脂磷的溶解能力较弱。P35在培养24 h内及P80在培养48 h内,其溶磷量在不同培养基pH处理间差异显著,随着培养时间的延长,不同pH处理间的溶磷量逐渐接近,且溶磷量达到一定水平后不再增加。2) 土壤接种菌株P35、P80对玉米表现出良好的促生效果,提高了玉米植株地径、株高、吸磷量和干物质积累量,干物质量分别较CK增加32%、36% (P < 0.05)。3) 在土壤接种菌株20～100天内,P35和P80处理的土壤有效磷含量始终高于CK和EM处理,有时差异可达显著水平 ( P < 0.05);而EM处理的土壤有效磷含量始终与CK没有显著差异。土壤接种菌株100天后,3个菌株处理的土壤酸性磷酸酶、中性磷酸酶活性与CK均无显著差异,但对土壤中不同形态磷含量影响不同。P80处理显著提高H₂O-Pi含量,P35显著提高了NaOH-Pi、NaHCO₃-Pi含量,且P80的磷活化系数也显著高于CK。  【结论】  溶磷菌株P35、P80对环境pH的适应能力较强,对磷酸钙和植酸钙有较强的溶解能力。P35活化磷的速度快,可能在土壤中引起磷的再固定,最终表现为提高了土壤无机磷中的NaOH-Pi和NaHCO₃-Pi。菌株P80对磷的活化速度较P35慢,但其活化的磷主要表现为H₂O-Pi含量的提高,更有利于玉米的吸收利用。     

兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌分离及部分特性研究

结合气相色谱仪和高效液相色谱仪 ,利用乙炔还原等方法对兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌进行分离和固氮酶活性、溶磷性、分泌植物激素特性研究。结果表明 :从小麦根际分离获得的 12株联合固氮菌株固氮酶活性差异较大 (C2 H4,12 4 6～ 6 5 1 6nmolh-1ml-1) ,具有较高固氮酶活性的菌株较少 (C2 H4大于 5 0 0nmolh-1ml-1的菌株只有 4株 ) ;固氮菌株中有 2株具有溶磷性 ,其溶磷强度 (P)分别为 16 30 μgml-1和 9 82 μgml-1;9株固氮菌株可分泌IAA ,但分泌IAA浓度相对较低 (1 4 0～ 15 13μgml-1) ,大于 10 μgml-1的菌株只有 2株。从菌株固氮酶活性、溶磷性和分泌植物生长素特性看 ,Pseudomonassp ChW1、Azotobactersp ChW5、Zoogloeasp ChW6、AzotobacterchroococcumChW11和Azospirillussp ChW15等在研制小麦菌肥方面具有较大的开发潜力。     

Phosphate solubilizing microorganisms isolated from rhizosphere of maize cultivated in an oxisol of the Brazilian Cerrado Biome

Many soil microorganisms are able to transform insoluble forms of phosphorus to an accessible soluble form, contributing to plant nutrition as plant growth-promoting microorganisms (PGPM). The objective of this work was to isolate, screen and evaluate the phosphate solubilization activity of microorganisms in maize rhizosphere soil to manage soil microbial communities and to select potential microbial inoculants. Forty-five of the best isolates from 371 colonies were isolated from rhizosphere soil of maize grown in an oxisol of the Cerrado Biome with P deficiency. These microorganisms were selected based on the solubilization efficiency of inorganic and organic phosphate sources in a modified Pikovskaya's liquid medium culture containing sodium phytate (phytic acid), soybean lecithin, aluminum phosphate (AlPO₄), and tricalcium phosphate (Ca₃(PO₄)₂). The isolates were identified based on nucleotide sequence data from the 16S ribosomal DNA (rDNA) for bacteria and actinobacteria and internal transcribed spacer (ITS) rDNA for fungi. Bacteria produced the greatest solubilization in medium containing tricalcium phosphate. Strains B17 and B5, identified as Bacillus sp. and Burkholderia sp., respectively, were the most effective, mobilizing 67% and 58.5% of the total P (Ca₃(PO₄)₂) after 10 days, and were isolated from the rhizosphere of the P efficient L3 maize genotype, under P stress. The fungal population was the most effective in solubilizing P sources of aluminum, phytate, and lecithin. A greater diversity of P-solubilizing microorganisms was observed in the rhizosphere of the P efficient maize genotypes suggesting that the P efficiency in these cultivars may be related to the potential to enhance microbial interactions of P-solubilizing microorganisms.     

不同种类解磷微生物的溶磷效果及其磷酸酶活性的变化

比较了不同种类的微生物菌株对不同种类难溶性磷酸盐及磷矿粉的溶解能力。结果发现,细菌、酵母、霉菌在解磷方面均有一定作用,发挥着不同优势。磷酸钙、磷酸铝、磷酸铁等难溶性磷酸盐容易被酵母菌、霉菌溶解,而磷矿粉容易被巨大芽孢杆菌溶解,显示不同微生物与不同磷源的亲和溶解能力不同。不同种类磷酸盐或磷矿粉对微生物磷酸酶活力的影响不同,贫磷条件可以促进酸性和碱性磷酸酶活性的增加     

氮离子束与γ射线辐照日本晴和“9311”水稻突变体库的筛选

利用氮离子束和γ射线辐照处理粳稻日本晴和籼稻"9311",经过M1代损伤鉴定、M2代筛选和M3代重复鉴定,分别得到了740份和666份日本晴突变体,571份和781份"9311"突变体。获得的突变体发生了叶片、茎秆、穗部和籽粒、生理等性状的突变。在氮离子束辐照处理中,日本晴和"9311"分别在5.0×1016N+/cm2和2.5×1016N+/cm2剂量辐照时获得高突变率,为6.44%和6.38%;γ射线辐照处理中,2种材料均在150Gy剂量辐照时获得高突变率,分别为5.68%和9.44%。在本试验中,各高突变率群体均为辐照当代损伤最低的群体。新构建的突变体库将为水稻功能基因组学研究提供较好的基础材料。     

氮离子束注入谷子种子后代基因组的RAPD分析

本试验应用RAPD标记技术对氮离子注入和γ射线辐射谷子种子引起的后代个体基因组DNA变异进行检测并作比较。145份材料在经筛选后的10个具多态性的随机引物上扩增得到94个多态性位点,145份材料之间的平均遗传距离为0.1978。结果表明低能氮离子注入谷子种子可以引起体内基因组DNA发生突变,经氮离子束注入的后代遗传差异大于γ射线处理引起的后代遗传差异。其中剂量为2.5×1016N+/cm2的氮离子束处理引起的后代遗传差异最大,平均遗传距离为0.1920,表明离子束注入应用于谷子诱变育种可以引起较丰富的遗传变异,是一种有效的生物品种改良新技术。     

土壤中~(14)C-葡萄糖的周转及其与土壤特性的关系

研究了1 4 C 葡萄糖在 1 3种土壤中的周转。周转可以分为 3个阶段 :0～ 3d ,周转速率为 1 3× 1 0 - 1 ～ 2 5× 1 0 - 1 /d ,半周转期为 3～ 5d;3～ 2 8d,周转速率为 0 7×1 0 - 2 ～ 1 2× 1 0 - 2 /d ,半周转期为 5 8～ 97d ;2 8～ 2 94d,周转速率为 0 5× 1 0 - 3× 1 4×1 0 - 3/d ,半周转期为 491～ 1 5 0 4d。相关性分析表明 ,1 4 C 葡萄糖周转速率与土壤代谢熵 (qCO2 )呈显著性正相关 ;3～ 2 8d周转速率与土壤理化性质和生物学性质都无显著的相关性 ;2 8～ 2 94d周转速率与土壤总有机碳、全氮、CEC呈显著或极显著负相关 ,与土壤砂粒含量呈显著正相关。这一阶段1 4 C 葡萄糖的周转与土壤性质密切相关。     

Hydrolysis of precipitated phytate by three distinct families of phytases

While genetically modified plants that secrete histidine acid phosphatases (HAPs), β-propeller phytases (BPPs) and purple acid phosphatases (PAPs) have been shown to assimilate soluble phytate, little is known about whether these plants have the ability to hydrolyze precipitated phytate. In this study, the ability of representative members of these three classes of phytases to hydrolyze metal-phytate salts and to hydrolyze phytate adsorbed to aluminum precipitates was compared. All three phytases were able to hydrolyze Ca²⁺-, Mg²⁺-, and Mn²⁺-phytates, but were unable to hydrolyze Al³⁺-, Fe²⁺-, Fe³⁺-, Cu²⁺-, and Zn²⁺-phytates. When these ions were present, the hydrolysis of Ca²⁺-phytate was prevented. Citrate was more potent than malate and oxalate in solubilizing some of these phytate salts for enzyme hydrolysis. Phytate adsorbed to aluminum precipitates was resistant to all three enzymes, except when organic acids were added (citrate>oxalate>malate). While increasing concentrations of organic acids were inhibitory to enzyme activity (oxalate >citrate>malate), PAP was more resistant to citrate than HAP. As desorption of phytate from a solid surface by organic acids is essential for phytase activity, the genetic engineering of plants that enhances the secretion of both citrate and phytases from the root may be a feasible approach to improving soil phytate assimilation.