黄淮海地区优良大豆根瘤菌株的筛选与接种方式研究

采用蛭石盆栽和土壤盆栽试验,从黄淮海3省11个地区的22株大豆根瘤菌中筛选与大面积种植的大豆品种阜豆9765相匹配的优良菌株,并在田间进行了根瘤菌3种接种方式的效果比较试验.以根瘤菌结瘤数量、植株干重、植株全氮量和占瘤率为指标,通过蛭石盆栽试验初筛获得与阜豆9765共生匹配效果好的根瘤菌6株;进一步的土壤盆栽复筛结果表明:菌株Bradyrhizobium japonicum 4302和Sinorhizobium fredii 4822在结瘤能力、固氮能力和竞争能力方面强于其它4株根瘤菌,说明B.japonicum 4302和S.fredii4822具有良好应用前景.在田间进行的根瘤菌拌种、喷施和种下接种的3种接种方式小区试验中,拌种处理在大豆植株干重、植株全氮量、占瘤率和产量等方面均显著高于另2个处理和对照,说明大豆根瘤菌的拌种方式更适用于黄淮海地区大豆种植.     

耐旱大豆根瘤菌的筛选及其接种效应

采用聚乙二醇(PEG)6000模拟干旱的试验方法,从分离自黄淮海地区的19株根瘤菌和2株参比菌株中初步筛选得到能够在该条件下生长良好的根瘤菌7株。进一步进行土壤盆栽干旱胁迫复筛试验,通过根瘤数量、大豆植株干重和含氮量等指标分析,获得了3株耐旱根瘤菌株B.japonicum 4788、B.japonicum 4792和B.japonicum USDA110;测定了在盆栽条件下接种B.japonicum 4792大豆植株耐旱性相关生理的指标,与未接种对照相比,接种根瘤菌的大豆叶片中甜菜碱、SOD酶和叶绿素的含量都有不同程度的增加,丙二醛的含量减少,表明接种根瘤菌可以提高大豆的耐旱性能。     

徐豆24大豆根瘤菌共生匹配性筛选及应用

为研究大豆与根瘤菌之间的共生匹配性、筛选具有应用潜力的大豆根瘤菌,在黄淮海地区主栽大豆品种徐豆24的种植田中捕捉、分离得到32株根瘤菌,筛选与徐豆24共生匹配的高效根瘤菌株,再通过田间回接试验,研究施肥及接种高效根瘤菌对徐豆24产量及品质的影响。经rpoB基因序列比较鉴定,这些根瘤菌分别分属于Sinorhibizobiumfredii、Bradyrhizobium elkanii和Bradyrhizobium japonicum种群。其中,S.fredii的占有率达到了75%。菌株共生匹配筛选结果确定S.fredii3为与徐豆24相匹配的高效菌株。田间回接试验结果进一步证明S.fredii3是试验地区的优势种,M2处理(施底肥、接种S.fredii3、不追肥)的根瘤数、根瘤鲜重、产量和蛋白含量均最高。根瘤数和根瘤鲜重与产量和蛋白含量均呈正相关,其中,根瘤鲜重与产量达到了显著性正相关。土壤有效硼含量与S.fredii的群落分布的相关性最大,有效铁和有效钼含量是影响B.elkanii群落结构分布的最重要的理化因子。研究表明,S.fredii3菌株可作为黄淮海地区徐豆24的高效接种剂。     

大豆根瘤菌接种效应及竞争结瘤能力分析

为了筛选获得竞争结瘤能力强且对大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,以前期分离、鉴定、纯化的10株根瘤菌菌株为材料,对高匹配性大豆品种进行了田间接种试验。于大豆盛花期测定根瘤菌的结瘤数量及固氮酶性能。同时,对接种供试菌株及分离获得的根瘤菌菌株进行BOX-PCR并比较不同菌株之间的BOX分子指纹图谱,以此获得供试菌株的田间占瘤率。于成熟期测定大豆的主要生育特征、产量构成因子。结果表明:大豆接种根瘤菌后在整个生长期,叶片表现为颜色深绿,质地鲜嫩;根瘤菌可以显著促进大豆根系结瘤,增加单株根瘤数目。接种处理I4(即接种菌株112-1)的单株根瘤数最多,比不接种对照处理I0多32.95%,差异显著。接种根瘤菌处理的根瘤干重均显著低于不接种对照处理。其中,接种处理I4的根瘤干重最高。接种处理I6的固氮酶活性最高,与接种处理I4之间差异不显著;接种菌株的占瘤率为10%~90%,占瘤率变化幅度较大,平均占瘤率为50%。I4处理占瘤率最高为90%,I6处理(即接种菌株113-1)的占瘤率次之,为75%;菌株占瘤率与单株根瘤数呈极显著的正相关(r=0.82**),单株瘤干重与菌株占瘤率、单株根瘤数、固氮酶活性均呈现负相关(r=-0.387,r=-0.50,r=-0.13);I6处理株高最高,I4处理次之,两处理之间差异并不显著;I2、I4、I6处理的单株荚数、单株粒数相对较高,3处理之间差异并不显著;I4处理的大豆百粒重均显著高于其它菌液处理。根据接种根瘤菌对大豆结瘤固氮性能、产量等方面的影响,结合各根瘤菌株的竞争结瘤能力,筛选获得适于黑龙江哈尔滨地区大豆生产有广阔利用价值的高效大豆根瘤菌株112-1和113-1。     

大豆根瘤菌与促生菌复合系筛选及机理研究

通过溶磷和生长素分泌的定性测定,从大豆根际土壤及实验室保藏菌株中分离筛选植物根际促生细菌(PGPR),采用大豆根瘤菌和促生菌双接种的蛭石盆栽试验,初筛获得能够促进大豆植株生长、提高大豆根瘤菌结瘤固氮作用的促生菌5株.进一步的土壤盆栽复筛实验表明,筛选得到的5株促生菌与大豆根瘤菌进行双接种,能够在阜阳、济宁和延安的3种土...     

晋大88高匹配性强耐盐根瘤菌筛选

为筛选与山西主栽品种晋大88匹配性较好的强耐盐根瘤菌,本研究选用从187株大豆根瘤菌株中筛选出的7株强耐盐性根瘤菌株为供试材料,以USDA110为对照菌株,采用随机区组试验设计,将不同菌株分别接种在清水对照和150 mmol·L-1 NaCl溶液处理的晋大88植株上,比较其对晋大88性状的影响,采用相关分析和聚类分析方法筛选耐盐性强且匹配性好的大豆根瘤菌菌株.结果 表明:晋大88的大多数生长性状在NaCl胁迫下较清水对照组有所下降,其中根瘤性状表现出显著或极显著下降.在清水对照下菌株USDA110处理的植株根瘤鲜重、根瘤干重和根瘤数量均较高,与晋大88的匹配性最好.NaCl胁迫下菌株TG1处理的植株叶片SPAD值、根瘤鲜重、根瘤干重、根瘤数量表现最好,菌株TG14处理的植株株高、地上部鲜重表现最好.相关分析表明相对根瘤数与相对SPAD值相关极显著,相对根瘤鲜重与相对根瘤干重相关极显著,而相对地上部鲜重与相对株高、相对地上部干重呈显著相关关系.聚类分析表明菌株TG1、TG53、TG79和TG14处理的植株表现出较好的耐盐性,本研究筛选得到的菌株为山西省大豆耐盐根瘤菌的推广应用提供了菌株资源.     

大豆根瘤菌优良菌株与春大豆品种的亲和性研究

以黑龙江大豆产区主栽品种合丰25、合丰30等为寄主。将从本地区不同品种采集的根瘤中分离的十多株快慢生大豆根瘤菌及引入的其它菌株接种上述栽培大豆。从中筛选出2178、2187等优良菌株.接种后大豆植株干重、全氮、全磷量分别较61A76(美国引进菌株)提高10～17％、56.7～78.3和14.6～19.6％。采用丸衣化的2178菌剂接种效果更佳。较61A76接种的植株干重、全氮、全磷分别提高27％、83.2％和39.2％。田间小区试验初步证明2178、2187接种后,增加了大豆植株的鲜重、干重、增加结荚数和百粒重;从而提高产量10％以上。     

接种根瘤菌对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为筛选南疆结瘤能力强且对春大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,探讨大豆品种和根瘤菌的匹配性,以前期分离、鉴定、纯化的3株根瘤菌菌株为材料,对南疆地区3个春大豆品种进行了田间接种试验,测定大豆根瘤数、根瘤干重、大豆地上部干物质积累分配、产量及其构成因素的变化.结果表明:接种不同根瘤菌均能促进南疆不同春大豆品种根系结瘤,促进结瘤效果存在差异,黑农61接种T6能显著增加中后期根瘤数、根瘤干重,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著增加结瘤数和根瘤干重,SN7-2在春大豆生育前期、T6在生育后期作用明显;黑农61接种SMH12,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著促进干物质积累;新大豆8号接种SN7-2、石大豆2号接种T6、黑农61接种SMH12能促进干物质向生殖器官分配.接种根瘤菌能通过增加主茎节数、单株荚数和百粒重提高春大豆产量,新大豆8号与SN7-2、石大豆2号与SN7-2、黑农61与SMH12匹配性最好.     

植物生长调节剂BR和SHK-6对大豆生物产量和根瘤固氮活性的激素调控研究

应用快生根瘤菌(S inorhizobium xinjiangensis,CCBAU110T)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicumT,USDA6T)接种大豆,在无菌沙培条件下叶面喷施植物生长调节剂BR和SHK-6研究调节剂对大豆植株及根瘤固氮的激素调控效应.结果表明:1)不同根瘤菌接种条件下,BR和SHK-6处理大豆根干重和茎干重得到显著增加,提高了根瘤数、根瘤重和根瘤固氮活性.2)BR和SHK-6处理提高了根瘤固氮能力,根瘤、根和茎的含氮量得到明显提高.3)BR和SHK-6处理通过改变激素平衡来调控根瘤固氮,其中CTK/GA、CTK/IAA对根瘤固氮有正调控作用,IAA/ABA和GA/ABA有负调控作用.     

接种根瘤菌对西南地区大豆光合性能和固氮能力的影响

为探讨接种根瘤菌对西南地区大豆固氮能力的有效性，在大田试验条件下，以根瘤菌株 Bradyrhizobium japonicum5038和B. japonicum 5136侵染南黑豆20和南夏豆25，比较两个大豆品种接种后植株的光合特性和叶绿素 含量，考察根瘤数量并测定分析其蔗糖含量、豆血红蛋白含量和固氮酶活性。结果表明：接种后两大豆品种叶片 chla/b值显著下降，叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著增加；根瘤数、单株瘤重、植株地上部和地下部生物量 均显著增加，单个瘤重和根冠比则无显著变化；根瘤内蔗糖含量和豆血红蛋白含量均显著增加，固氮酶活性提高。 不同大豆品种对不同菌株的响应不同，南夏豆25与根瘤菌B.japonicum5136的适配性最好，接种后大豆光合性能和 固氮能力的改善效果明显优于南黑豆20。     

8株优良大豆根瘤菌与不同地区27个大豆主栽品种的匹配性研究

大豆是我国重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物,具有与根瘤菌共生固氮的能力。近十几年来,我国大豆品种更新快,导致大豆根瘤菌株与新品种匹配能力差、接种效果不明显。筛选与主栽大豆品种匹配性好、固氮效率高的广谱性优良菌株,可为针对性的施用大豆根瘤菌接种剂提供菌种资源和方案。选取本实验室前期分离保存的6个优良快生型大豆根瘤菌株和2个慢生型大豆根瘤菌株,在砂培盆栽条件下与不同地区的27个大豆主栽品种进行匹配试验。测定分析了植株地上部分生物量、高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活指标。结果表明:不同大豆根瘤菌之间结瘤固氮能力存在极显著的差异;供试根瘤菌均能够与国内24个大豆品种结瘤,广谱性较好;植株地上部分高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活与地上部分生物量呈显著相关;大部分接种根瘤菌后的植物生物量显著高于CK;HN01、GR3、HH29、HH103匹配性和固氮效率均不逊色于USDA110,具有在东北地区、黄淮海地区、长江流域、东南地区推广的潜能;从品种来看,中豆39、BD2、天隆1号与8株供试大豆根瘤菌的匹配接种表现出高生物量特点。此外,本文还筛选出大豆-大豆根瘤菌的表型最佳匹配组合中豆39-GR3,适合长江流域地区;同样筛选到东北地区、黄淮海地区、东南地区最佳匹配组合,分别是HN01-辽豆14、HN01-徐豆14、HN01-BD2。本文初步建立了优良根瘤菌与大豆主栽品种的匹配关系,为在田间试验中进一步筛选和应用这些优良菌株提供了材料和指导。     

大豆三类共生体的生态学研究Ⅰ

１９９０—１９９２年用大豆的３类共生体菌株，Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｆｒｅｄｉｉ２０４８，Ｂｒａｄｙｒｈｉｚｏｂｉｕｍｊａｐｏｎｉｃｕｍ２１７８和ＥＳＧ（ｅｘｔｒａ—ｓｌｏｗ—ｇｒｏｗｉｎｇｓｏｙｂｅａｎ，ｒｈｉｚｏｂｉａ）２０６０与两个大豆品种所做的生态学研究结果表明，大豆的３类共生体菌株都能在草甸土上存活，但存活程度不同，２１７８最强，２０６０次之，２０４８较差。３类共生体菌株混合后接种合丰２５和９２３大豆，３个菌株的结瘤竞争模式不同，占瘤率的高低与菌株原来的栖息地、大豆寄主、环境条件有关，大豆根瘤菌土著群体的存在与大豆育种、栽培和根瘤菌接种方式的关系不容忽视。     

诱发油菜结瘤固氮的研究

用果胶细菌处理油菜幼根,使花生根瘤菌侵入油菜根部并结瘤。试验结果表明:根瘤菌侵入油菜根细胞,形成含根瘤菌的根瘤,结瘤率为31.25％。从这些根瘤中分离出的菌株能回接到原寄主。血清学方法测定,油菜根瘤分离物与原接种的根瘤菌起凝集反应。根瘤石蜡包埋切片观察,根瘤细胞内充满了细菌。根瘤固氮酶活性为0.17—3.43nMC_2H_4/株小时,酰脲丰度为0.10％—3.58％。     

花生覆膜与接种根瘤菌株的田间选择协同效应

在辽宁锦州分别采用根瘤菌株S_(4-32)、S_(6-31)、S_(16-4)、S_(13-31)、NC43.3进行覆膜和不覆膜的花生接种栽培试验。花生生长60天不覆膜处理花生结瘤数为16—35个,株平均根瘤干重为18—58mg,而覆膜处理的平均单株根瘤数为70—132个,根瘤干重为119—180mg,覆膜处理的花生植株苗期含氮百分率降低,而总氮积累明显提高,在海花1号品种上,覆膜处理,菌株S_(4-32)具有明显的增效作用,生长60天的平均单株根瘤数、根瘤干重、植株干重和总氮分别达到101个,180.3mg、11.0g,和332.7mg,不覆膜不接菌仅为16.8个,18.7mg、7.3和274mg,前者的荚果产量4224.4公斤/公倾,对照为2955.9公斤/公倾,增产率达42％以上。     

Optimizing the growth of forage and grain legumes on low pH soils through the application of superior Rhizobium leguminosarum biovar viciae strains

Climate variability and current farming practices have led to declining soil fertility and pH, with a heavy reliance on fertilizers and herbicides. The addition of forage and grain legumes to farming systems not only improves soil health but also increases farm profitability through nitrogen (N) fertilizer cost offsets. However, the formation of effective symbioses between legumes and rhizobia can be unreliable and is considered at risk when combined with dry sowing practices such as those that have been designed to obviate effects of climate change. This research was initiated to improve the robustness of the legume/rhizobia symbiosis in low pH, infertile and dry soils. Production from two cultivars of field pea (Pisum sativum) and two species of vetch (Vicia spp.), and symbiotic outcomes when inoculated with a range of experimental rhizobial strains (Rhizobium leguminosarum biovar viciae), was assessed in broad acre field trials which simulated farmer practice. New rhizobia strains increased nodulation, N fixation, produced more biomass and higher seed yield than comparator commercial strains. Strain WSM4643 also demonstrated superior survival when desiccated compared to current commercial strains in the laboratory and on seed when delivered as inoculant in peat carriers. WSM4643 is a suitable prospect for a commercial inoculant in Australia and other agricultural areas of the world where growing peas and vetch on soils generally considered problematic for this legume/rhizobia symbiosis. A particular advantage of WSM4643 may be that it potentiates sowing inoculated legumes into dry soil, which is a contemporary response by farmers to climate variation.     

不同施氮量及施氮方式对大豆根瘤生长及产量的影响

以宁夏地区主推品种中黄30为主要研究对象,采用再裂区试验设计,通过接种高效根瘤菌,探讨根瘤菌、施氮量和施氮方式对大豆根瘤干重、根瘤数量以及大豆产量的影响。结果表明:施氮量显著影响大豆结瘤和大豆产量;各处理随着每次施氮量的增加,根瘤干重和根瘤数量的变化趋势均为先增加后下降;产量表现为分次施氮各处理产量一次性施氮各处理产量不施氮(B1)产量;接种根瘤菌处理较不接种根瘤菌处理的根瘤数量及大豆产量显著增加;是否接种根瘤菌与施氮量互作、施氮量与施氮方式互作以及是否接种根瘤菌、施氮量和施氮方式互作对大豆产量均产生极显著影响,中黄30产量最佳组合是A2B3C2(接种根瘤菌、施氮量在75 kg·hm~(-2)且分次施氮)的前提下,产量最高,达到6 020.37 kg·hm~(-2),较不施氮增产8.36%。     

Soybean inoculation: Dose, N fertilizer supplementation and rhizobia persistence in soil

The effect of rate of application of Sinorhizobium (Ensifer) fredii SMH12 or Bradyrhizobium japonicum USDA110 inoculants on grain yields of soybean [Glycine max (L.) Merrill] cv. Osumi was studied in a field experiment laid out in Southern Spain. All inoculant doses tested (10⁴, 10⁵, 10⁶ and 10⁷ rhizobia/seed) produced higher seed yields than those obtained in un-inoculated plots. Increments in nodule dry weight, seed yield and seed N content were observed when the number of rhizobia applied to seed increased from 10⁴ up to 10⁷. The addition of N fertilizer to inoculated soybean plants (50 kg N/ha applied at R1 or R4 stage) did not increase seed yields in comparison with treatments that were only inoculated. Survival of strains SMH12 and USDA110 was monitorized for three years in two different soils of Southern Spain after soybean inoculation. Rhizobia survival was varied dependent on the soil and the rhizobia strain used.