不同土壤中硅酸盐细菌生理生化特征及其解钾活性的研究

在以钾长石粉为唯一 K 源的硅酸盐细菌选择性培养基上,从我国部分省市土壤中筛选到 16 株硅酸盐细菌,以本实验室保藏 NBT 菌株为参照,对其生理生化特性、耐盐性、抗生素抗性、温度敏感性及释K 能力等生物学特性进行了测定。结果表明,17 株硅酸盐细菌菌体均为杆状,产生椭圆至圆形芽胞。其中 SB6、SB13 为短杆状,SB4、SB6、SB10、SB15 菌株是 G ,其余菌株是 G-。NH4 、NO3 为良好 N 源,且能在无 N -培养基上生长。菌株 SB13 和 NBT 解 K 能力较强,释放的 K 比接灭活菌对照分别增加 49.1 %和 45.3 %。菌株SB2、SB4、SB5、SB6 在 20 g/L NaCl 浓度的培养基上能生长,在温度为 10 ~ 40 范围内供试硅酸盐细菌能够良好生长。     

不同固体微生物菌剂对砒砂岩土壤性质和紫花苜蓿生长的影响

为研制改良砒砂岩土壤、强化植物生长的微生物菌剂,该研究以嗜盐芽孢杆菌Bacillus halotolerans P75、苜蓿中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti D10、巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium H3和枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis HB01为原料,利用生物基材吸附混合,制备4种单一固体微生物菌剂和多种复合固体微生物菌剂。通过分析pH值、有机质含量、有效氮磷钾含量、酶活性和细菌数量等指标来研究添加微生物菌剂对砒砂岩土壤性质和紫花苜蓿幼苗生长的影响。结果表明,与不添加微生物菌剂的对照组相比,微生物菌剂能够使砒砂岩土壤pH值降到中性附近,促使土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量显著增加,提高了土壤蔗糖酶和脲酶活性,增加了土壤细菌数量,同时促进了紫花苜蓿幼苗生长,其中以含菌株P75、D10和H3以及含菌株P75、D10、H3和HB01的复合菌剂的效果最佳。该试验研究可以为微生物菌剂在砒砂岩区土壤改良和植被恢复方面的应用提供试验基础和参考。     

芽孢杆菌及其胞外多糖对空心菜和茼蒿Cd吸收及土壤团聚体的影响

本研究旨在探究产胞外多糖芽孢杆菌对蔬菜镉（Cd）积累及土壤结构的影响。采用以空心菜和茼蒿为供试材料的盆栽试验,研究了功能菌株 Priestia megaterium YG35和 Bacillus halodurans G20降低蔬菜吸收 Cd的效果和可能作用机制。结果表明,与CK相比,菌株YG35、菌株G20及其胞外多糖处理显著增加空心菜和茼蒿可食用组织干质量（37.8%~115.1%）,显著降低可食用组织 Cd 含量（21.9%~44.2%）,并使茼蒿 Cd 含量（0.057~0.061 mg·kg^-1）达到安全可食用标准,显著降低根际土壤有效态 Cd 含量（3.7%~11.7%）,显著（P<0.05）增加根际土壤多糖含量（35.9%~49.5%）和蔗糖酶活性（15.3%~28.4%）,促进根际土壤团聚体向大粒径转化。研究表明,YG35和G20及其胞外多糖能降低蔬菜对Cd的吸收,促进蔬菜生长,改善土壤结构,具有在Cd污染土壤上实现蔬菜安全生产的应用潜力。     

NMF菌群腐熟牛粪对植物病害及土壤微生物的影响

采用盆栽试验研究了NMF菌群腐熟牛粪对植物病害以及土壤微生物的影响。结果表明,NMF菌群腐熟牛粪能明显降低小麦纹枯病和番茄灰霉病的发病率,对水稻恶苗病的抑制效果不明显。另外,腐熟牛粪可以促进土壤中细菌和放线菌的生长,抑制土壤中真菌的生长。     

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。     

产聚谷氨酸耐盐碱芽孢杆菌的筛选及改良砒砂岩土壤的作用

筛选产聚谷氨酸的耐盐碱芽孢杆菌并探究其发酵液对植物和砒砂岩土壤的改良作用,为解决砒砂岩土壤植物难以生长、水土流失严重等问题提供思路。从砒砂岩、黄棕壤、盐碱土中筛选得到耐盐碱芽孢杆菌且高产聚谷氨酸;采用盆栽试验,通过分析黑麦草的生物量,土壤的保水率、渗水率、酶活性、pH、阳离子交换量、有机质、有效磷和速效钾及多糖含量来评价菌株对黑麦草生长及砒砂岩土壤肥力的影响。筛选到两株聚谷氨酸产量较高的耐盐碱芽孢杆菌YF20和YG35,分别属于Bacillus zanthoxyli和Priestia megaterium。与未接菌加生物炭处理相比,菌株YG35能显著提高黑麦草鲜重33%,土壤多糖含量40%、有机质含量23%、有效磷含量31%、蔗糖酶活性17%;菌株YF20能显著提高土壤阳离子交换量7.2%、有机质含量15%、保水率2.2%,渗水率减少2.74%。两株聚谷氨酸产生菌均能提高砒砂岩土壤质量,促进植物生长,为微生物改良砒砂岩土壤提供理论依据。     

铜耐性优势植物根际土壤铜抗性菌株的筛选及其对铜的促溶作用

从铜矿废弃地重金属耐性优势植物根际土壤中分离筛选到两株抗高浓度Cu的细菌菌株HQN2和JYC17.对菌株HQN2和JYC17溶解难溶性Cu的作用进行了研究.结果表明:菌株HQN2和JYC17具有明显的溶解碳酸铜的能力,与接灭活菌对照相比,菌株HQN2和JYC17分别使培养液中水溶性Cu含量增加306%和136%,培养液的pH由初始的7.00分别降低到4.08和4.46.另外,Cu能促进供试菌株有机酸(葡萄糖酸、苹果酸和乙酸等)的合成.菌株HQN2和JYC17对土壤中难溶性Cu亦有明显的促溶作用.与接灭活菌对照相比,菌株JYC17和HQN2分别使土壤中交换态Cu含量增加110%和270%.经生理生化特征分析及16S rDNA序列分析,菌株HQN2和JYC17分别被鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)和微杆菌属(Microbacterium sp.).     

耐铜苏丹草根内生细菌的分离筛选及其生物学特性研究

从生长在铜矿废弃地土壤中的Cu耐性苏丹草根中分离筛选到二株产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶内生细菌K1-6和K3-9菌株,并对菌株生物学特性进行了研究。菌株K1-6和K3-9具有较强的Cu抗性和多种抗生素抗性,菌株K1-6和K3-9能够溶磷和分泌吲哚乙酸(IAA),另外,菌株K3-9还能够产生铁载体和精氨酸脱羧酶,菌株K1-6和K3-9对温度、p H和盐浓度具有一定的耐受性,经16S r DNA序列分析,菌株K1-6和K3-9分别被鉴定为根瘤菌属(Rhizobium sp.K1-6)和肠杆菌属(Enterobacter aerogenes K3-9)。采用平皿培养试验研究了菌株K1-6和K3-9对生长在不同浓度Cu(0、4 mg/L)环境中的苏丹草的生长和吸收Cu的影响。结果表明,接菌处理苏丹草根部和地上部干重分别比对照增加了10.6%~45.5%和13%~40%,差异达显著水平(P0.05);接菌株K1-6处理苏丹草根部和地上部Cu含量比对照增加了46%和85%(P0.05),而接菌株K3-9处理苏丹草根部和地上部Cu含量与对照相比没有显著差异。另外,接菌株K1-6处理苏丹草根部和地上部总Cu吸收量比对照增加了88%和114%(P0.05),接菌株K3-9处理苏丹草根部总Cu吸收量比对照增加了44%(P0.05)。另外,接菌株K1-6和K3-9处理的苏丹草根部吸收的Cu是地上部吸收Cu的16~23倍。研究表明,分离自耐铜苏丹草根部的内生细菌具有多种植物促生特性,能够显著促进苏丹草的生长、提高苏丹草对Cu的耐受性,并强化苏丹草根部对Cu的富集能力。另外,不同的内生细菌对苏丹草的生长、富集和耐受Cu的影响不同。     

重金属耐性芽孢杆菌的筛选及其对辣椒吸收镉铅的阻控效应

为发掘耐受重金属的微生物资源和高效阻控重金属向蔬菜转移的修复生物材料,从生长于南京某矿区周边菜地的辣椒(Capsicum annuum)和圣女果(Lycopersicon esculentum)根际土壤中筛选耐重金属芽孢杆菌,研究其促生特性和阻控辣椒果实吸收Cd、Pb的作用。本研究筛选到7株耐Cd、Pb并具有分泌胞外多糖、吲哚乙酸和铁载体的芽孢杆菌,分别属于Bacillus megaterium、B.aryabhattai、B.velezensis和Lysinibacillus fusiformis。菌株在24 h时对溶液中Cd的去除率范围为30%~39%,对Pb的去除率在4.3%~25.6%。菌株L11、L15和L44能够显著促进辣椒生长,6株芽孢杆菌能显著降低辣椒果实中Cd和Pb含量。接种菌株B.megaterium L44使辣椒果实中Cd、Pb含量比不接菌对照分别降低39.1%和81.3%,Cd、Pb含量分别降低至0.07 mg·kg~(-1)和0.20 mg·kg~(-1)。研究表明B.megaterium L44是一株能够阻控辣椒果实积累铅镉的植物促生芽孢杆菌,具有阻控蔬菜吸收重金属、用于蔬菜农田安全生产的潜在应用价值。     

一株高效溶解钾长石芽孢杆菌的分离鉴定与生物学特性研究

从风化的钾质粗面岩表面分离筛选到1株高效风化钾长石的芽孢杆菌E31菌株,通过菌株的生理生化特征并结合菌株16S r DNA序列分析,E31菌株被鉴定为苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)。同时对E31菌株溶解钾长石的效应与机制以及生物学特性进行了研究。结果表明,E31菌株能风化钾长石并释放出其中的元素,28℃振荡培养不同时间,接菌处理发酵液中可溶性K、Fe、Ca、Al含量分别比对照提高了19.6%~25.6%、1~12.5倍、10.4%~47.2%和1.2~4.5倍。在钾长石存在条件下接菌处理发酵液pH为3.62~3.80,发酵液中葡萄糖酸含量达61~1 794 mg/L,发酵液细胞数量达(8.7~16.1)×10~6 cfu/ml,表明菌株可以通过代谢产生的有机酸来加速对钾长石的分解作用。另外,E31菌株能够合成生长素和铁载体,E31菌株对温度、pH和盐浓度具有较强的耐受性。