促进镉吸收积累的植物根际促生菌的筛选及其对一年生黑麦草的影响

植物根际促生菌（PGPR）具有促进植物生长和提高重金属吸收的能力。因此,将PGPR作为土壤修复菌接种到具有较大生物量的植物根际,对提高植物修复效率具有重要意义。从镉污染地区的植物根际土壤中分离得到30株耐镉菌株,根据其分泌吲哚乙酸（IAA）、溶磷、产1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）脱氨酶、铁载体及促生试验结果,选取2株具有PGPR特性的菌株接种到耐镉性不同的两种一年生黑麦草品种IdyⅡ和Wasehope中,测定它们对黑麦草生长和镉吸收积累的影响。当土壤镉含量为（19.5±0.42） mg·kg^-1时,分别接种Pi01和Ma02,结果表明：镉处理下,接种2种菌株后两种一年生黑麦草的生物量和镉积累量均显著提高（P<0.05）;叶绿素含量增加;光合作用增强;根际土壤镉有效态含量增加。因此,接种筛选出的2种PGPR能够促进黑麦草生长,增加其对镉的积累。     

菌株JB12影响铅镉胁迫下菊苣黄酮合成的转录组分析

为探究菌株JB12对菊苣(Cichorium intybus)幼苗铅镉抗性和黄酮生物合成的影响，将菌株JB12接种于铅镉复合(Pb-Cd)浓度为400～40 mg·kg^-1的土壤中，测定幼苗生长指标、铅镉含量、抗氧化酶活性、总黄酮含量和黄酮生物合成相关酶活性，并对叶片转录组数据进行分析。结果表明，接种菌株JB12后，叶片过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(Malondialdehyde, MDA)及地上部和根部铅镉含量均低于胁迫处理组，植株干重、抗氧化酶活性、总黄酮含量及黄酮生物合成相关酶活性均高于胁迫处理组。对叶片转录组数据和RT-qPCR验证分析表明，苯丙素和黄酮生物合成途径相关基因表达上调可能是菌株JB12提高菊苣幼苗铅镉抗性的重要机制。综上所述，菌株JB12在减少菊苣幼苗铅镉积累的同时，还可以通过增强抗氧化酶活性及调控叶片黄酮生物合成相关基因的表达，提高菊苣幼苗的铅镉抗性和总黄酮的积累。     

5株植物根际促生菌对紫花苜蓿生长和品质的影响

以前期研究中分离的5株植物根际促生菌(PGPR)为试验材料,采用盆栽试验的方式,将植物根际促生菌制剂接种到紫花苜蓿幼苗的土壤中,测定不同处理下苜蓿株高、茎粗等生长指标以及粗蛋白、粗脂肪和粗纤维等品质指标的变化,研究其对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长和品质的影响。结果表明:选用的5株植物根际促生菌均能够有效促进紫花苜蓿生长,改善品质,但不同菌株的促生效果不同。促生菌株处理后,紫花苜蓿的株高、茎粗分别增加了11.2%~75.2%和4.1%~22.2%;粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了6.0%~20.1%、3.8%~12.7%,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量分别降低了1.8%~3.8%、1.4%~4.4%。以菌株Gnyt1促生效果最佳,具有进一步开发利用的潜力。     

植物促生菌剂对甘草生长影响的研究

利用前期从甘草等植物根际分离筛选的5株优良根际促生菌株RS1、RS5、RP1、Jm170和Jm92制成促生菌接种剂,在培养基条件下测定接种剂对甘草幼苗株高、地上生物量、地下生物量、根表面积、根体积、根平均直径和根长影响,通过主成分分析方法,筛选优良菌株。结果表明,5种促生菌剂对甘草生长均有不同程度的促进作用,促生效果综合排序:Jm92Jm170RS1RS5RP1。与对照相比,促生菌接种剂Jm92对甘草幼苗株高、地上生物量、地下生物量、根表面积及根体积增加达极显著水平(P0.01),分别增加32.8%、51.5%、202.3%、168.1%和180.3%,其次为Jm170,其以上指标分别增加27.1%、27.4%、164.0%、177.0%和121.2%。Jm92、Jm170、RS1在研制甘草根际专用肥中具有较大潜力。     

促生菌的分离鉴定及其对柳枝稷种子在盐胁迫下的萌发促进作用

从柳枝稷根茎中分离根际促生菌,评价这些促生菌对柳枝稷种子在NaCl盐胁迫下的萌发促生作用。本研究通过对以1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)为唯一氮源的柳枝稷根茎中的促生菌进行分离和筛选,利用16SrDNA进行鉴定,共分离出2株促生菌,分别为Pseudomonas sp.(P),Rhizobiumsp.(R)。并测定分离菌株的ACC脱氨酶和生长素(IAA)活性,P菌的ACC脱氨酶和IAA活性分别为895±35nmol(α-丁酮酸/蛋白mg/h),22.5±1.6μg mL-1。R菌没有ACC脱氨酶活性,其IAA活性为11.3±0.5μg mL-1。把分离所得的促生菌接种到柳枝稷种子上,通过统计接种促生菌和未接种促生菌的柳枝稷种子在不同浓度的NaCl盐胁迫下的种子萌发、胚根长、胚芽长和幼苗的相对电导率,继而评价这些促生菌对柳枝稷种子发芽和幼苗生长的促进作用。结果表明:和对照组相比,P菌和R菌以及他们的混合菌都能提高NaCl盐胁迫下柳枝稷种子的发芽率、发芽势、发芽指数,促进胚根和胚芽的生长、降低幼苗的相对电导率。因此促生菌P、R、P+R处理,可以提高柳枝稷种子在NaCl盐胁迫的萌发,并且促进幼苗的生长,缓解盐胁迫对植物的毒害作用,从而增强该植物对盐胁迫的抗性。     

菌渣对黑麦草根际微生物群落的影响

为了探讨菌渣对黑麦草(Lolium perenne)根际土壤微生物群落结构的影响,测定了添加不同量菌渣后黑麦草根际土壤的磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs),比较分析了不同处理下黑麦草根际土壤微生物PLFAs组成、相对含量和微生物群落结构的差异。结果表明,施用菌渣后,黑麦草植株根际土壤微生物磷脂脂肪酸生物标记种类和总量均高于对照组。进一步分析表明,菌渣处理可以改变黑麦草根际土壤微生物种群结构,有利于根际土壤中细菌、真菌和放线菌的生长。同时,采用菌渣处理黑麦草后,其根际土壤微生物群落的Simpson、Shannon-Wiener和Pielou指数均得以提高,表明菌渣可以增加黑麦草根际土壤中微生物群落多样性,推测其可以改善根际土壤质量。     

沧州盐碱地紫花苜蓿根际促生细菌的筛选

本研究以河北省沧州黄骅市紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,对采自黄骅地区常郭乡赵子札村、羊二庄镇张八寨村及旧城镇云庄村等10个地点的紫花苜蓿根际土壤进行细菌分离纯化和培养,获得134株根际细菌。进而将其接种到紫花苜蓿植物种苗,培养60d后,比较分析了接种不同根际促生菌对植物生长的促生影响,选择了30株促生细菌优良菌株,并且对30株细菌菌株进行了溶磷能力和分泌生长素能力的测定。结果表明,菌株EF2对植物干重增重影响最为显著(P0.05),其溶解有机磷和无机磷能力也最强;菌株LF13分泌生长素的能力最强,其对株高的影响较为明显。研究最终初步筛选出9株溶磷能力和分泌生长素能力较强并能促进紫花苜蓿显著生长的根际细菌。     

镉(Cd)污染土壤接种丛枝菌根真菌(Glomus mosseae)对黑麦草生长和光合的影响

研究镉(Cd)污染土壤中接种丛枝菌根真菌Glomus mosseae对黑麦草(Lolium porenne L.)生长、根系活力、叶片膜质过氧化程度和叶绿素含量以及光合特性的影响.结果表明:镉污染降低了黑麦草的根系活力和根系生长,叶片丙二醛(MDA)含量和相对电导率增加,叶绿素含量降低.接种Glomus mosseae的黑麦草根系的菌根侵染率达50％～70％,同没有接种Glomus mosseae的黑麦草相比较,镉污染条件下黑麦草的根系活力增强,叶片的叶绿素增加,叶片膜质的过氧化程度减轻.镉污染条件下,Glomus mosseae侵染后的黑麦草叶片光合速率和气孔导度增加,提高了黑麦草的生物生长量.因此,接种Glomus mosseae改善了黑麦草耐镉的生长特性,而且增强了耐镉的生理功能,降低了镉对黑麦草的毒害.     

耐重金属苜蓿中华根瘤菌的筛选及其与能源植物联合富集铜的特性

为了提高能源植物在重金属矿区废弃地边际土壤上的适应性,研发根瘤菌-能源植物联合修复技术,从生长于铜矿废弃地土壤上的紫花苜蓿根瘤中分离纯化根瘤菌,并研究其对紫花苜蓿、多年生黑麦草和甜高粱等能源植物生长和富集铜的作用,探究根瘤菌对铜矿废弃地土壤改良的效应。结果表明,从紫花苜蓿根瘤中分离筛选到一株耐铜铅镉的苜蓿中华根瘤菌D10。在铜矿废弃地土壤上,甜高粱的生物量可达黑麦草的4.6～6.4倍。与接灭菌液对照相比,D10菌株能够促进紫花苜蓿和甜高粱的干重显著增加28.6%～78.1%,铜吸收量显著增加50.4%～111.8%。但D10菌株不能促进黑麦草的生长和Cu吸收。D10菌株能够促进甜高粱和紫花苜蓿生长和Cu富集,增加根际土壤有效态Cu含量、水溶性糖含量和土壤脲酶活性,具有应用于铜矿废弃地植被恢复和联合修复污染土壤的潜力。     

紫花苜蓿水浸液对黑麦草种子萌发及幼苗生长的影响

采用0.15、0.10、0.05 g/mL的紫花苜蓿根茎、叶及根际土壤水浸液浸种,以蒸馏水作对照,研究紫花苜蓿营养器官和根际土壤水浸提液对黑麦草种子萌发及幼苗生长的影响。结果显示:不同部位紫花苜蓿营养器官和根际土壤水浸液对黑麦草种子萌发有抑制作用,且根茎水浸液>叶水浸液>根际土壤水浸液,差异显著(P<0.05);紫花苜蓿根茎水浸液对黑麦草种子幼苗生长有抑制作用,0.15 g/mL作用极显著(P<0.01);叶水浸液对黑麦草种子幼苗生长呈低浓度促进高浓度抑制;低浓度根际土壤水浸液对黑麦草种子幼苗生长具有一定促进作用。紫花苜蓿不同部位的水浸液对黑麦草的化感作用不同,且都具有一定的浓度趋势。     

饲用玉米根际促生菌资源筛选及其特性研究

为获得玉米根际促生菌(PGPR)菌株并明确其功能特性;以玉米根系及根际土壤为材料,利用选择性培养基分离筛选溶磷菌与固氮菌,测定所选菌株溶磷能力和固氮酶活性,并测定其产IAA的能力,从中筛选综合性能优良的菌株,在此基础上,运用生理生化鉴定和16SrDNA分子生物学鉴定相结合的方法鉴定优良菌株的种属。结果表明:玉米根际有大量PGPR菌,分布特征表现出根表(RP)根表土(RS)远根土(NRS)根内(HP)的数量分布规律,呈根际效应。最终获得262株PGPR菌,其中固氮菌48株,溶解无机磷细菌108株,溶解有机磷细菌106株,有分泌IAA能力的菌株15株。筛选出综合性能优良、有进一步开发应用潜力的菌株7株。经鉴定其中3株为Pseudomonas fluorescens;2株为Bacillus subtilis;Klebsiella oxytoca和Bacillus megaterium各1株。     

四种冷季型草坪植物对镉的耐受性与积累特性

高羊茅、草地早熟禾、多年生黑麦草和匍匐剪股颖在镉(Cd)污染土壤上有很高的耐受力,但它们对Cd的耐受性和积累能力鲜有报道。4种冷季型草坪植物在不同Cd浓度(50, 100, 200, 400 mg Cd/kg)下处理60 d,本文对4种草坪植物在Cd胁迫下的生理响应及地上部和根系的Cd含量进行了研究。从Cd胁迫对草坪植物的草坪质量、相对生长速率、草坪密度、地上部和根系的生物量、叶片电导率、叶片相对含水量和叶片光化学效率的影响可以看出,高羊茅对Cd的耐受性最好,其次为多年生黑麦草,再次是草地早熟禾,匍匐剪股颖对Cd的耐受性最差。本研究还发现草坪植物在Cd胁迫下,叶片相对生长速率和根系生物量比其他的生理指标敏感。4种草坪植物地上部和根系的Cd浓度和积累量随着处理浓度的增加而增加。在相同Cd浓度处理下,草地早熟禾地上部Cd浓度最高,高羊茅和匍匐剪股颖次之,多年生黑麦草地上部的Cd浓度最低。4种草坪植物中根系Cd浓度最高的是多年生黑麦草。在50~400 mg Cd/kg处理下,草地早熟禾的转运系数和萃取率最大,多年生黑麦草的转运系数和萃取率最小。在相同Cd处理水平下,草地早熟禾地上部的Cd积累量比其他3种草坪植物高,匍匐翦股颖根系生物量低导致其根系的Cd积累量最低。本研究结果表明,4种草坪植物对Cd有较强的耐受性和积累能力,它们具有应用于Cd污染土壤上植物固定的潜力。     

黄芪根际促生菌(PGPR)筛选与特性研究

为获得黄芪根际PGPR菌株并明确其促生特性,可为其在生产中的应用提供依据,本研究以黄芪的根瘤、根系及根际土壤为材料,利用选择性培养基分离筛选根瘤菌与溶磷菌,测定根瘤菌固氮酶活性、溶磷菌株的溶磷能力及分泌3-吲哚乙酸(IAA)的能力,从中筛选出综合性能优良的菌株,并运用生理生化鉴定和16S rDNA分子生物学鉴定相结合的方法鉴定优良菌株的种属。结果发现,溶磷菌数量的分布具有根系表面(RP)>根表土壤(RS)>远根土(NRS)>根内(HP)的规律,有明显的根际效应;经分离纯化获得76 株PGPR菌,其中根瘤菌1株、溶解无机磷菌株42 株和溶解有机磷菌株33 株,其中可分泌IAA能力的溶磷菌株有7株;筛选出综合性能优良,有进一步开发应用潜力的溶磷菌株7株,根瘤菌1株,经鉴定溶磷菌中3株为Pseudomonas sp.,3株为Bacillus sp.和1株为Klebsiella oxytoca,根瘤菌为Rhizobium sp.,这为研制生物菌肥提供优良菌种,同时丰富优良根际促生菌资源库。     

黑果枸杞根际促生菌筛选与特性研究

为获得黑果枸杞根际促生菌(PGPR)菌株并明确其促生特性,以黑果枸杞根系及根际土壤为材料,利用选择性培养基分离筛选固氮菌与溶磷菌,测定其固氮酶活性和溶磷能力,并对性能优良的菌株利用生理生化鉴定和16SrDNA分子生物学鉴定相结合的方法鉴定。结果表明:根际促生菌数量的分布具有根系表面(RP)根表土壤(RS)根内(HP)的规律,有明显的根际效应;经分离纯化获得71株PGPR菌,其中,固氮菌21株,且7株菌株的固氮酶活性大于200nmol C2H4/(h·mL);溶解无机磷菌株30株和溶解有机磷菌株20株,13株溶磷量高于300μg/mL的溶磷菌株;综合分析,有6株具有进一步开发应用潜力,且均为Bacillus。研究结果为研制生物菌肥提供了优良菌种,也丰富了优良根际促生菌资源库。     

高寒草甸嵩草、珠芽蓼根际优良植物根际促生菌的分离筛选及促生特性研究

为从高寒草甸优势牧草(蒿草、珠芽蓼)根际筛选具有优良促生特性的植物根际促生菌(PGPR),探寻其根际分布规律,并为后期生产应用提供支撑。采用选择性培养基法筛选根表土(RS)、根表面(RP)和根内(HP)细菌,用点接种法在选择培养基(Pikovaskaia's 培养基、蒙金娜、无氮培养基)中复筛具溶磷、固氮特性菌株;采用钼蓝比色法、气相色谱法和高效液相色谱法分别测定菌株溶磷量、固氮酶活性和分泌植物激素[PHs:吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA₃)、反式玉米素(t-Z)]含量。结果表明:共筛出细菌68株,复筛出溶磷固氮PGPR 43株;其中,溶解无机磷菌17株(溶磷量:9.39~94.79 μg·mL^-1),溶解有机磷菌22株(溶磷量:10.37~72.82 μg·mL^-1),固氮菌30株[固氮酶活性:3.79~3193.07 nmol (C₂H₄)·h^-1·mL^-1];分泌IAA菌26株(IAA含量:0.24~69.98 μg·mL^-1),分泌GA₃菌32株(GA₃含量:0.34~68.87 μg·mL^-1)和36株分泌t-Z菌(t-Z含量:0.11~47.59 μg·mL^-1)。植株根际促生菌PGPR均表现出根表面RP区细菌数显著高于根表土RS和根内HP区,珠芽蓼根际筛选出的PGPR多于嵩草根际;蒿草PGPR溶解有机磷能力强于珠芽蓼根际PGPR,但溶无机磷PGPR数目和能力相反。分泌植物激素PHs菌株在能力和数量上均表现出t-Z>GA₃>IAA的趋势。因此,优良溶磷菌(ZNRS2、SNRP2、ZKHP3、ZKRP1),优良固氮菌株(SKRP2、SNHP1、ZNRS3)和优良产植物激素PHs菌(SKHP3、ZNHP2、ZKRS2、ZKRP1、ZKRP2)可用于后期微生物肥料制作和相关研究,其中ZKRS2的促生功能较多,可进行深入挖掘。     

菲和芘胁迫下AMF和PGPR对高羊茅生理生态的响应

旨在探究菲和芘胁迫下丛枝菌根真菌(AMF)与根围促生细菌(PGPR)对高羊茅生理生态的响应。以菲和芘1∶1混合处理浓度各0、50、100和150mg·kg^-1下对高羊茅接种AMF变形球囊霉(Gv)、PGPR荧光假单胞菌(Ps2-6)、Gv+Ps2-6和不接种对照共16个处理。结果表明,AMF、PGPR或AMF+PGPR处理均显著增加高羊茅生物量和菌根侵染率,增强植物光合作用,提高叶绿素含量,显著提高植物体内生理活性。在土壤中菲和芘100mg·kg^-1水平下,与对照相比,双接种Gv+Ps2-6处理的高羊茅叶片叶绿素a、b和总叶绿素含量分别提高57.7%、41.7%和51.8%;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO2浓度(Ci)和气孔导度(Gs)分别增加70.6%、100.0%、4.5%和78.6%;最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)分别提高2.2%和8.8%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性、可溶性糖和脯氨酸含量分别是对照的1.6、1.5、2.3和2.7倍,丙二醛含量比对照下降46.0%;高羊茅株高和地上鲜重分别比对照增加63.0%和69.6%;接种PGPR处理能够增加AMF侵染率以及菌根依赖性。供试条件下,双接种Gv+Ps2-6处理增加高羊茅叶绿素含量和抗氧化能力,增强光合作用能力,降低膜脂过氧化水平,促进植物生长的作用最为显著。     

AM真菌与禾草内生真菌对黑麦草抗旱性的影响

通过温室盆栽试验,从植物生长、养分吸收和抗逆相关酶等方面探究了AM真菌与禾草内生真菌互作对黑麦草(Loliumperenne)抗旱性的影响,以期为充分利用两类微生物来提高植物抗逆性提供理论依据。本研究包括单独接种AM真菌、禾草内生真菌,AM真菌+禾草内生真菌以及无AM真菌和无禾草内生真菌4种处理,黑麦草分别由含有禾草内生真菌(E+)和不含禾草内生真菌(E-)种子建植获得。并于黑麦草生长38 d后,按照土壤最大持水量的15%、30%、45%和60%设置4个水分梯度,共16种处理。结果表明,接种AM真菌与禾草内生真菌显著促进了45%和60%土壤水分条件下黑麦草的生长,促进了其对N、P的吸收,增强了黑麦草体内过氧化物酶活性,降低了丙二醛浓度,表明本研究所用共生微生物仅在较为干旱条件下提高了植物的耐旱性。     

刈割次数对紫花苜蓿镉吸收影响及生理响应

采用盆栽试验研究了4种镉(Cd)浓度(0,10,25,50 mg/kg)下,刈割次数(1次,2次,3次)对紫花苜蓿生长和Cd累积量的影响及其生理响应。结果发现,多次刈割提高了紫花苜蓿地上部分的生长速率,促进了地上部分生物量的累积,3次刈割下地上部平均生长速率可达61.6 mg/(株·d),但3次刈割显著抑制了根系的生长(P<0.05)。生长季内2次和3次刈割可以促进根系Cd吸收,增加地上部分Cd累积量,进而提高紫花苜蓿Cd富集量,单株最大镉积累量出现在25 mg/kg Cd浓度的2次刈割处理中,达到75.98 μg/株。同时,2次或3次刈割会降低紫花苜蓿相对电导率、MDA含量,增加脯氨酸含量,改善紫花苜蓿在Cd胁迫下的生理状况。综合分析表明,当土壤Cd浓度不高于25 mg/kg时,紫花苜蓿生长季内2次刈割可以提高Cd污染土壤修复效率。     

猪粪有机肥施用下两种生态型粗齿冷水花磷积累特征变化

猪粪的不合理施用导致土壤中磷素大量积累,引起一系列环境问题。研究磷富集植物在猪粪条件下的磷积累变化特征,可以为提取土壤中过量的磷提供理论依据。以矿山生态型粗齿冷水花为研究对象,非矿山生态型为对照,设置猪粪有机肥用量为50 g/kg,开展土培盆栽试验。结果表明:1)猪粪有机肥施用下,两种生态型粗齿冷水花地上部和整株生物量随生长时期的延长均在13周最高,且矿山生态型显著高于非矿山生态型(P<0.05),分别为非矿山生态型的1.43~2.26倍和1.41~2.20倍。2)粗齿冷水花地上部和整株阶段性磷积累速率均在9~11周最大。矿山生态型粗齿冷水花地上部和整株磷积累量均显著高于非矿山生态型(P<0.05),13周时其地上部和整株磷积累量分别达105.21和119.50 mg/株。3)猪粪有机肥的施用提高了土壤有效磷含量、酸性磷酸酶和植酸酶活性。随生长时期的延长,粗齿冷水花根际酸性磷酸酶和植酸酶活性均在11周最高,矿山生态型根际植酸酶活性显著高于非矿山生态型。猪粪有机肥施用下,矿山生态型粗齿冷水花生长状况和磷积累能力均强于非矿山生态型,其根际较高的酸性磷酸酶和植酸酶活性提高了土壤中磷素的生物有效性,促进了矿山生态型对磷的吸收积累。