黄瓜根际芽孢杆菌亲缘辨识特性研究

[目的]依据群集运动表型和16S rRNA基因序列信息研究黄瓜根际芽孢杆菌亲缘辨识能力,进而形成直接合作的多细胞行为,找到解淀粉芽孢杆菌SQR9的近亲菌株。[方法]采用高温处理和稀释涂布的方法从黄瓜根际筛选芽孢杆菌,得到菌株后分析其16S rRNA基因测序结果,结合swarming平板对峙表型对芽孢杆菌类群进行亚家族分类。最后通过24孔细胞培养板静置培养、salkowski比色法分析吲哚乙酸(IAA)产量和植酸酶活性测定的方法评价SQR9近亲菌株的促生潜力。[结果]初筛共选出118株芽孢杆菌,复筛后确定为21株。菌株swarming对峙后表现融合、半融合和对峙3种表型。在融合的27组菌株里,25组有100%相同的16S rRNA基因,而其余2组的基因相似度较低。产生边界的组合中只有10%(142对中只有15对)的16S rRNA基因相似度大于99%;半融合的基因相似性为99.5%~100%。菌株SQR9的亲近菌株P2、W-4和N-2在生物膜形成、IAA分泌和植酸酶活性等方面都接近SQR9。[结论]初步证明swarming表型与16S rRNA有一定的相关性,菌株SQR9近亲菌株P2、W-4和N-2都是潜在的根际促生菌。     

黄瓜根际促生真菌的筛选及促生效应研究

[目的]筛选黄瓜根际促生真菌,并探索其促生效应。[方法]以解磷、产IAA和拮抗黄瓜枯萎病菌能力为筛选标准测定初筛菌株的多项促生能力;通过种子萌发和盆栽试验测定菌株对黄瓜的促生效应;通过形态鉴定和r DNA-ITS序列分析对促生菌株进行分类学鉴定。[结果]从连作黄瓜根际土壤中分离到1株同时具解磷、产IAA和拮抗黄瓜枯萎的真菌,该菌株孢子悬浮液能有效促进黄瓜种子萌发和幼苗生长。形态学和分类学鉴定结果显示该菌株为哈茨木霉(Trichoderma harzianum)。[结论]所筛选的促生真菌能有效改善黄瓜连作障碍,为开发研制黄瓜专型促生制剂提供良好的种质资源。     

木霉生物育苗基质中功能菌数量对辣椒促生效应的影响

[目的]本文旨在研究含不同木霉菌数量的生物育苗基质对辣椒种苗生长及其移栽后辣椒单株果实重的影响,揭示生物育苗基质中功能菌数量与作物促生效应的相关关系。[方法]采用室内育苗及田间试验研究含不同数量级木霉菌的生物育苗基质对辣椒种苗生物量、壮苗指数以及种苗移栽后辣椒株高、茎粗、单株果实重及根际木霉菌数量的影响。[结果]两季辣椒育苗试验结果均表明,与不含木霉菌的普通育苗基质对照(SCK)相比,含10~7 CFU·g~(-1)木霉生物育苗基质处理(S4)种苗的地上部干重均显著增加42.9%和75.0%,而含10~7 CFU·g~(-1)(S4)、10~6 CFU·g~(-1)(S3)及10~5 CFU·g~(-1)(S2)的木霉生物育苗基质处理壮苗指数第1季显著增加61.4%、40.4%和15.8%;第2季显著增加66.7%、50.0%和18.8%。与普通育苗基质培育的辣椒种苗移栽田间对照(CK)相比,含10~7和10~6 CFU·g~(-1)木霉菌生物育苗基质培育的辣椒种苗移栽田间处理(T4、T3)的辣椒根际土壤木霉数量均显著增加,两季平均增加8.1%和5.4%;含10~7、10~6和10~5 CFU·g~(-1)木霉菌生物育苗基质培育的辣椒种苗移栽田间处理(T4、T3、T2)的辣椒单株果实重均显著增加,两季平均增加61.2%、39.6%和21.4%。皮尔逊相关性分析结果表明,基质中木霉数量与辣椒种苗地上部干重、移栽后辣椒单株果实重及根际土木霉数量之间呈极显著正相关关系。[结论]木霉生物育苗基质中功能菌数量大于10~5 CFU·g~(-1)对辣椒育苗及其移栽后的生长具有显著促进作用,并且促生增产效应随功能菌添加量的增加而增强。     

根际促生解淀粉芽胞杆菌SQR9对香蕉根系分泌物响应的转录组分析

[目的]本文旨在阐明根系分泌物介导的植物根际促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)与宿主的互作机制。[方法]利用Illumina高通量测序技术研究促生解淀粉芽胞杆菌SQR9在体外振荡培养条件下对香蕉根系分泌物的转录响应特征,对显著差异表达基因的直系同源基因进行同源蛋白簇(COG)分析。通过Real-time PCR验证部分转录组测序结果,并研究分泌物代表性组分对部分差异基因表达的影响。[结果]香蕉根系分泌物可显著促进菌株SQR9在1/2MSgg培养基中的生长。转录组测序结果表明:根系分泌物处理6 h后菌株SQR9中共有764个基因的表达发生了显著变化,占其基因总数的18.7%,其中上调与下调基因数量分别为485和279。Real-time PCR验证获得的基因表达差异趋势与转录组测序结果一致,证明其结果可信。菌株SQR9中受根系分泌物显著调控的差异基因主要属于碳水化合物转运与代谢、氨基酸转运与代谢、能量产生与转化、转录调控、信号转导和细胞运动等;此外,与促生/生防活性物质合成相关的部分功能基因也被分泌物所诱导。根系分泌物中的葡萄糖、木糖、赤藓糖醇和硬脂酸可诱导SQR9中部分代表性差异基因的表达,但整体的转录组调控现象是分泌物中不同组分共同作用的结果。[结论]香蕉根系分泌物可促进菌株SQR9的生长代谢、信号响应、根际趋化和活性物质合成,这些都有利于SQR9在香蕉根际的存活定殖和促生/生防功能发挥,有助于其与香蕉合作关系的建立。     

一种高效解磷复合菌剂的筛选与应用

通过平板透明圈和液体培养测定有效磷含量的方法初步筛选得到一株高效解磷真菌WL06,将该菌株与一株促生解淀粉芽孢杆菌WL21按照不同质量比进行复配,根据解磷复合菌剂对盆栽油菜中土壤有效磷含量和油菜长势的影响来筛选复合菌剂配方。盆栽试验结果表明,解磷菌WL06与促生菌WL21质量比为1∶2时解磷促生效果最好,与单一解磷菌相比,土壤有效磷含量提高66.50%,油菜鲜重提高30.76%。表明,解磷复合菌剂比单一解磷菌能够更好地提高土壤中有效磷含量,从而促进作物对磷元素的吸收,提高作物产量和品质。     

温哥华假单胞菌菌株PAN4解磷能力及对核桃的促生作用

【目的】探讨温哥华假单胞菌Pseudomonas vancouverensis菌株PAN4解磷能力的动态变化及不同培养条件对菌株解磷能力的影响,及其对核桃Juglans sigllata苗的促生作用和光合特性的影响.【方法】利用Pikovskaya培养液[液体蒙金娜培养基(PVK)]研究温哥华假单胞菌溶磷特性,单因素试验测定碳源、氮源、初始培养液pH、温度对其解磷能力的影响,采用盆栽试验探究在灭菌土和未灭菌土中菌剂对核桃苗的促生效应.【结果和结论】随时间延长,温哥华假单胞菌菌株PAN4培养的离心上清液中,有效磷含量显著增加,48 h时达到峰值;麦芽糖、玉米浆分别为最适碳源、氮源;pH7、温度28℃时,菌体生长量最大,解磷能力最强,二者呈显著正相关关系.不同浓度菌剂均可使核桃苗的株高、地径、净光合速率、呼吸速率和叶绿素含量不同程度地增加,浓度越高增幅越大;施复合肥的效果不如108和109cfu·m L-1的菌剂;菌剂在非灭菌土中的促生效果比灭菌土好.     

不同肥料配方对番茄复合基质育苗的影响

为寻求最佳番茄复合基质育苗肥料配方,以复合基质育苗的无土栽培方式为研究内容,在大棚温室条件下,通过在含有不同肥料配方的育苗基质(草炭∶蛭石=2∶1)中,进行番茄穴盘育苗。结果表明:处理2(华南农业大学番茄配方,四水硝酸钙590mg.L-1+硝酸钾404mg.L-1+磷酸二氢钾136mg.L-1+七水硫酸镁246mg.L-1)的幼苗株高、茎粗和干物重3项指标明显优于其它3个处理,其配方是培育番茄穴盘苗的较佳肥料配方。     

蚯蚓粪育苗基质在茄子育苗中的应用研究

[目的]研究蚯蚓粪基质在茄子(Solanum melongena L.)育苗中的应用效果,为开发利用蚯蚓粪作为穴盘育苗基质提供理论依据。[方法]选用10种自制配方蚯蚓粪基质T0(蚓粪+蛭石+N2+P+K)、T1(蚓粪)、T2(蚓粪+N1)、T3(蚓粪+P+K)、T4(蚓粪+N1+P+K)、T5(蚓粪+N2+P+K)、T6(蚓粪+蛭石)、T7(蚓粪+蛭石+N1)、T8(蚓粪+蛭石+P+K)、T9(蚓粪+蛭石+N1+P+K)为处理,以市售有机活性基质为对照(CK),研究了不同配方蚯蚓粪基质在茄子育苗期间对幼苗株高、茎粗、开展度、叶绿素含量、叶片数、地上与地下部鲜、干重等性状和生长发育的影响。[结果]T0蚯蚓粪基质配方效果最佳,幼苗质量好,生长健壮,且与其他基质配方相比差异达显著水平,是较理想的茄子育苗基质。[结论]该研究可为蚓粪基质穴盘育苗进行产业化开发和利用提供部分理论依据,同时为促进蔬菜的大规模生产和工厂化育苗产生积极作用以获得更大的社会和经济效益。     

油松菌根根际一株高效磷细菌培养条件的研究

[目的]为获取能与菌根真菌褐环乳牛肝菌配伍制作复合生物菌剂的高效解磷细菌。[方法]从4年生(2+2)油松菌根根际土壤中分离纯化并采用溶磷圈法筛选出16株具有解磷能力的细菌P1~P16。利用试剂盒法选出一株解磷能力最强的菌株(P15),采用液体培养对其培养条件和营养特性进行研究。[结果]筛选出的优良解磷细菌可使培养基中可溶性磷增量达591.82 mg/L;其生长曲线符合Logistic方程;其培养条件:装液量35 m l培养基/100 m l三角瓶中;转速210 r/m in;初始pH值7.5~8.0;培养温度30℃。营养特性:最佳碳源为葡萄糖;最佳氮源为(NH4)2SO4;Mg2+、Ca2+、Fe3+对细菌生长无影响,Na+、Fe2+、K+促进细菌生长,而Mn2+对细菌生长有抑制作用。[结论]油松菌根根际土壤中有丰富的解磷细菌群,菌根真菌通过与根际解磷微生物的互作来改善宿主植物的生长状况。     

不同自生固氮菌对大豆促生作用的研究

[目的]为研究接种不同自生固氮菌对大豆生长的影响。[方法]以大豆田土壤为培养基质,将9株自生固氮菌混菌接种到大豆盆栽土壤中,通过对干湿质量、叶片大小、株高、根长、须根数等指标的测定与分析,获得各菌株对大豆苗期生长的促生作用。[结果]9株菌均能促使大豆苗生长。不同菌株促生效果差异较大。其中,固氮菌2121、2212、2222和2312对大豆幼苗促生影响最为显著,菌株2122、10321、10322对大豆生长的促进效果则较差。     

辣椒穴盘育苗复合基质配方筛选

[目的]筛选适合辣椒育苗的新型环保复合基质。[方法]利用蚯蚓粪配制不同体积比育苗复合基质,研究蚯蚓粪育苗复合基质对辣椒幼苗生长发育及生理特性的影响,[结果]用草炭∶蚯蚓粪∶蛭石∶珍珠岩按体积比4∶6∶1∶1组成的复合育苗基质不但基质营养全面,而且辣椒幼苗长势好、壮苗指数高,为辣椒专用育苗复合基质最佳配方。[结论]为提高辣椒育苗质量,节约草炭资源,实现工厂化育苗奠定基础。     

再生稻根际促生菌的分离、筛选与鉴定

[目的]对再生稻根际土壤开展根际促生菌的分离、筛选与鉴定,为开发和生产促进再生稻腋芽萌发的微生物肥料提供资源和技术支持.[方法]采用稀释分离法从再生稻根际土壤中分离根际促生菌,以无菌培养基处理为对照,通过盆栽试验筛选具有促进再生稻腋芽萌发生长作用的根际促生菌,并进行促生菌株的16S rDNA鉴定和促生活性测定.[结果]从再生稻根际土壤中分离获得4株菌株(ZSD1、ZSD2、ZSD3和ZSD4),革兰氏染色结果表明,ZSD1菌株为革兰氏阴性菌,ZSD2、ZSD3和ZSD4菌株为革兰氏阳性菌.再生稻促生盆栽试验结果显示,ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株具有促生能力,与对照相比,ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株处理的再生稻分蘖数分别多61.76%、45.59%和102.94%,单株产量分别为13.17、11.68和16.83 g,分别比对照提高66.08%、47.29%和112.23%,差异达显著水平(P<0.05),ZSD3菌株的促生效果最佳,其次为ZSD1菌株.促生活性测定结果显示,ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株均具有解磷、解钾、固氮和产生长素(IAA)的能力,其中解磷和产IAA能力排序为ZSD1菌株>ZSD2菌株>ZSD3菌株,固氮和解钾能力排序为ZSD3菌株>ZSD1菌株>ZSD2菌株.16S rDNA序列比对结合形态生物学分析结果表明,ZSD1菌株为沙雷氏菌(Serratia),ZSD2菌株为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis),ZSD3菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).[结论]分离筛选出的ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株具有较强的促进再生稻腋芽生长效应,以ZSD3菌株的促生能力最强,可为今后开发再生稻生物菌肥提供菌种资源.     

罗汉松嫩枝扦插育苗技术研究

[目的]研究罗汉松嫩枝扦插育苗技术。[方法]对影响罗汉松嫩枝扦插生根效果的植物生长调节剂、扦插基质、激素品种、激素浓度等因子进行了扦插育苗试验。[结果]根长、生根数、生根率最好的组合是黄土+NAA(200μg/ml)。[结论]基质为黄土、激素为NAA(萘已酸)、浓度为200μg/ml的处理组合(A2B3C1)生根率、生根数和最长根长均最好。     

解淀粉芽胞杆菌SQR9亲缘识别与辨别相关基因的筛选

[目的]依据不同基因突变体的群集运动表型研究解淀粉芽胞杆菌SQR9中参与亲缘识别和辨别过程的关键基因。[方法]利用带有mariner转座元件的穿梭质粒pMarA,构建菌株SQR9的突变体文库,同时结合实验室已保存突变体,通过Swarming平板对峙表型进行筛选,找到与菌株SQR9和FZB42表型发生变化的突变株。针对Swarming表型变化转座子突变株,利用反筛标记pheS进行基因无痕敲除验证与表型验证。[结果]敲除菌株SQR9的sinR、fliD、flhO和degU基因后影响其亲缘识别野生型亲本菌株的能力。定点敲除菌株SQR9的flhO基因后发现,Swarming表型与Tn转座插入突变体一致,都与野生型菌株SQR9形成边界表型,可能参与亲缘识别过程。敲除spo0A调控基因显著影响菌株SQR9的功能,其与解淀粉芽胞杆菌FZB42的对峙边界表型消失,可能参与非亲缘排斥。[结论]解淀粉芽胞杆菌SQR9中全局性调控基因(spo0A、sinR和degU)、鞭毛蛋白合成相关基因(fliD和flhO)、芽孢萌发基因(gerAA和gerAB)、抗生素合成基因(srfAA)及其他基因(patB和yugK)可能参与菌株SQR9的亲缘识别与辨别系统。     

腐熟小麦秸秆复合育苗基质对辣椒穴盘育苗的影响

[目的]探索小麦秸秆资源化利用效果。[方法]将腐熟的小麦秸秆、珍珠岩和蛭石按不同比例混配成小麦秸秆育苗基质,研究其在辣椒穴盘育苗上的效果。[结果]将60%~90%的小麦秸秆和珍珠岩、蛭石进行复配,基质的容重、总孔隙度、持水孔隙度、电导率及pH均满足基质行业要求。70%小麦秸秆+15%蛭石+15%珍珠岩处理容重为0.227 g/cm~3,总孔隙度为93.7%,显著优于其他处理,壮苗指数为0.132,根冠比为0.493,叶绿素含量为2.85 mg/g,效果显著优于商业基质,根系活力分别较纯秸秆和对照高28.87%和4.16%。[结论]70%小麦秸秆复合育苗基质更适合于辣椒幼苗生长发育,育苗可以达到壮苗标准,其可作为辣椒育苗基质使用。     

辣椒根际细菌的分离筛选及回接辣椒促生效果

为验证在种苗基质培养中添加作物自身根际细菌的促生效应,本研究以辣椒为研究对象,利用16S rDNA高通量测序分析其根际细菌的组成特征,通过平板培养分离纯化辣椒特征细菌群落;对分离的根际细菌采用对峙试验分析其对9种辣椒病原菌的抑制作用,采用平板筛选的方法分析其解磷、铁载体和IAA活性;利用基质盆栽试验将筛选的活性菌株单独...     

PGPR复合菌系对花生生长及根际土壤微生物的影响

【目的】为4株植物根际促生菌(PGPR)的复合菌肥制备提供指导,促进植物根际促生菌在农业生产上的应用。【方法】将4株植物根际促生菌根据固氮、解磷及解钾的功能互补配制成4种复合菌系(P_9+GD_3、P_9+GD_(12)、P_(10)+GD_3和P_(10)+GD_(12)),对盆栽花生幼苗进行灌根试验,30 d后测定花生幼苗的生长指标、土壤理化性质、根际土壤功能菌群数及酶活性。【结果】4种复合菌系的灌根处理均显著增加花生的株高和鲜重,有效提高土壤的氮磷钾含量,增加根际土壤氮循环功能菌群、溶磷菌及解钾菌的数量,显著提高土壤脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶活性,尤以P_(10)+GD_(12)菌株组合最显著,其对照(未进行PGPR复合菌系处理)的花生株高和鲜重分别高37.60%和63.90%,土壤碱解氮和速效钾分别高64.36%和1.38倍,根际土壤的氨化细菌、自生固氮菌及解钾菌分别增加36.98、8.25和13.23倍,根际土壤脲酶增加2.48倍。【结论】利用根际促生菌的功能构建多功能复合菌系可有效促进花生幼苗生长,提高土壤养分含量,改善根际土壤环境,为下一步复合菌剂的应用奠定理论基础。     

促生解淀粉芽胞杆菌SQR9定殖对黄瓜根系基因表达的转录组学研究

[目的]本文旨在阐明黄瓜植株接种促生解淀粉芽胞杆菌SQR9后其根系基因的表达谱变化特征,从植物响应微生物的角度揭示植物根际促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)的作用机制。[方法]利用Illumina高通量测序技术研究接种菌株SQR9对黄瓜根系基因表达谱影响的转录组特征,对显著差异表达基因进行GO功能和KEGG富集分析。[结果]与未接种的对照黄瓜植株比较,菌株SQR9接种72 h后黄瓜根系有484个基因的表达发生显著变化,包括300个上调基因和184个下调基因。Real-time PCR验证表明基因表达差异趋势与转录组测序结果一致,证明测序结果可信。黄瓜根系响应菌株SQR9的差异基因主要参与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、次级化合物代谢和信号转导途径等。在植物促生方面,氨基酸代谢途径中ASP1基因(编码天冬氨酸转氨酶)表达上调约4倍;糖酵解途径中PDC基因(编码丙酮酸脱羧酶)和卡尔文循环中FBA6基因(编码果糖二磷酸醛缩酶)表达均上调3～5倍;生长素响应途径中编码生长素抑制子的IAA8基因表达显著下调,而编码响应蛋白的基因SAUR77和SAUR21表达均上调3倍左右,表明菌株SQR9产生的外源吲哚乙酸(indole-3-acetic acid, IAA)激活了植物内源的IAA信号途径。在植物免疫方面,免疫信号途径转录因子的编码基因WRKY29和ERF1B表达上调,激活植物系统抗性并有助于提高抗病能力;编码抗胁迫因子的C_4H和ADH1基因表达也显著上调,提高植物抗逆能力。[结论]菌株SQR9可通过调控黄瓜根系代谢相关基因表达和激活免疫途径相关基因的方式促进黄瓜植株生长并提高其抗病能力。     

芽孢杆菌复合菌群的构建及其对野燕麦除草活性研究

【目的】构建芽孢杆菌复合菌群,优化菌群组合并研究其杀草谱、作物安全性及对野燕麦的除草活性,为开发新型生物除草菌剂提供新思路和理论依据。【方法】以课题组前期筛选到的芽孢杆菌D30202、JZ1-1-9、JZ2-4-15和JZ2-2-1为材料,采用皿内对峙试验测定菌株间的相容性,并结合分光光度法测定菌株生长曲线,确定构建复合菌群的菌株和组合时期;通过种子萌发袋法测定复合菌群对杂草种子萌发的根长、芽长抑制率和干重、鲜重抑制率以优化菌株组合类型;采用盆栽试验对最优组合菌群进行杀草谱及作物安全性评价,测定作物叶片丙二醛（MDA）含量,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD） 3种防御酶活性作为对野燕麦除草活性反应的指标。【结果】待选菌株两两之间无拮抗关系且生长周期一致,由菌株D30202、JZ1-1-9和JZ2-4-15构建的复合菌群2-9-15为最优组合。菌群2-9-15抑制野燕麦种子萌发和幼苗生长的综合效果最明显,根长和芽长抑制率分别为39.17%和73.49%,幼苗鲜重和干重抑制率分别为25.11%和21.26%。盆栽试验结果显示,菌群2-9-15的除草广谱性及作物安全性均优于精喹禾灵,除禾本科作物青稞外,菌群2-9-15对玉米、藜麦、小麦、蚕豆、豌豆和马铃薯等当地主栽作物安全性高。3叶期野燕麦分别经精喹禾灵和菌群2-9-15喷施处理3 d后,叶片MDA含量、SOD和CAT活性下降趋势一致。【结论】复合菌群2-9-15具有较高的抑草活性及广谱性,具有开发为防治野燕麦等禾本科杂草生防制剂的潜力。     

辣木种子育苗关键技术研究

[目的]解决辣木种子繁育中的一些关键技术问题。[方法]比较不同育苗方式、不同育苗基质、不同叶面肥使用对辣木生长的影响。[结果]3种育苗方式中效果最理想的是育苗袋点播,植株保存率、株高、冠幅都明显高于其他2个试验组; 5种育苗基质中对辣木生长促进作用最明显的是蔬菜育苗基质,出芽率、保存率、株高、冠幅、生物量均显著高于对照组; 4种叶面肥对辣木生长促进作用最理想的是生物叶面肥200倍液,在株高、冠幅、复叶数量、叶面积均显著高于对照组。[结论]选择育苗袋点播方式、选用蔬菜育苗基质、使用生物叶面肥均能促进辣木幼苗的生长,提高出圃率。