转录组解析白三叶根际溶磷菌株RW8的解磷机制

采用转录组测序的方法分析了白三叶根际溶磷菌RW8在含有难溶磷(A组)、可溶磷(B组)与无磷(C组)培养条件下差异基因表达。以可溶磷为对照,在难溶磷条件下,分别检测到4782个基因在RW8中上调表达,447个基因下调表达;在无磷组中,共检测到3630个基因上调表达,209个基因下调表达。GO基因注释发现RW8在A组和C组中的差异基因聚类基本相同。生物学过程主要聚类在代谢过程、细胞过程、单细胞过程、刺激应答、定位以及生物反应调节;细胞组分主要聚类在细胞组分、细胞膜、膜组分与高分子配合体等;分子功能主要聚类在催化活性、结合功能与转运功能。代谢途径分析发现2-α-氧代羧、α-亚麻酸、五碳二元酸、脂肪酸、甘氨酸-丝氨酸-蛋氨酸以及缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸等代谢途径的基因显著被富集。挑选10个差异基因并用荧光定量检测其在A、B、C 3种不同培养条件下的基因表达,发现所有挑选基因的表达变化与转录组结果变化趋势相同。液相色谱检测有机酸组成及含量,发现在A组和C组中乳酸、琥珀酸与柠檬酸显著高于B组,富马酸与苹果酸的含量在C组中显著升高,A组与B组差异不显著;α-酮戊二酸的含量在A组中显著增高,B组和C组差异不显著。     

外源溶磷菌对不同土壤条件下大豆生长特性的影响

为了明确溶磷菌在多种土壤中的应用效果,探讨了两株溶磷菌对黑土及盐碱土种植大豆的促生效应。采用盆栽试验分析了不同处理对大豆光合作用、渗透调节物质含量、生物量、氮磷吸收及产量的影响。结果表明:加菌处理可增加植株Pn,显著降低R6、R8两时期叶片可溶性蛋白、可溶性糖及游离氨基酸含量,增加R2~R8时期大豆株高和根干重,混合土壤中加菌处理也可提高植株地上部分氮、磷及植株全磷、全氮含量。添加wj1和混合菌处理的植株干重优于添加wj3的处理。黑土加混合菌可显著提高大豆R2期叶片WUE,增加V3、R2和R8这3个时期大豆地上、地下部分氮、磷及植株全氮、全磷的含量。黑土加wj1与混合土壤加菌处理的大豆株荚数、总粒数、单株粒重及百粒重均高于未加菌处理。添加外源溶磷菌,对黑土及盐碱土栽培大豆均有不同程度的促生效果,能明显增强大豆在混合盐碱土壤中的适应性,增加植株生物量、氮磷吸收量和产量,且混合菌处理对大豆的促生效应优于wj1及wj3单一菌株处理。     

氧化尾矿与白茅根际尾矿中可培养溶磷菌比较研究

溶磷菌是根际促生菌类群中重要组成部分,它转化的磷成为植物生长所需的重要磷源。研究分别从氧化尾矿和白茅根际尾矿中筛选溶磷菌,采用DNA分子技术确定它们的分类地位,并比较它们的溶磷能力和培养液pH的降低值。结果表明,白茅根际尾矿中筛选出的溶磷菌在数量和种类上均多于氧化尾矿,白茅根际尾矿中的筛选的溶磷菌具有更高的溶磷能力,放线菌门溶磷菌的溶磷能力显著低于其他类群的溶磷细菌。白茅根际尾矿中筛选出的隶属于伯克氏菌属的菌株N5-4溶磷能力最强,溶磷量达到536.40 mg L~(-1)。培养过程中,所有溶磷菌培养液的pH均有所降低,除放线菌门的微生物外,培养液pH降低值与溶磷菌的溶磷量存在着显著的正相关性(P0.01,R=0.76)。     

一株溶磷菌的分离鉴定及溶磷促生作用

为了提高土壤磷素利用率，为微生物磷肥开发提供高效菌种资源，采用平板分离法从荒漠绿洲过渡带白刺根际土壤分离筛选出一株溶磷能力强的真菌P-1407，对其溶磷特性、产酸特性和耐盐碱特性进行研究。结果表明，液体条件下培养10 d，菌株 P-1407对 Ca₃( PO₄)₂表现出高效的溶解能力，最大溶磷量为557 μg·mL^-1；其溶磷量和pH值变化呈显著负相关，溶磷过程中分泌的有机酸种类主要为葡萄糖酸、草酸及甲酸；在高浓度 NaCl 和较高的pH值条件下仍保持较高的溶磷能力；结合培养性状、显微形态特征和ITS rDNA序列分析，鉴定菌株P-1407为草酸青霉（Penicillium oxalicum）；盆栽试验表明，P-1407菌株对番茄的促生作用较对照显著提高，番茄种子发芽率提高了2.53%，番茄植株的株高、根长、地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重和地下部干重分别增加了109.27%、78.41%、82.95%、121.69%、94.74%和64.71%。因此，P-1407是一株展现良好应用前景的高效溶磷菌种，有望为土壤的改良和生物菌肥的开发提供种质资源。     

典型农田根际土壤伯克霍尔德氏菌群落结构及其多样性

在根际环境中伯克霍尔德氏菌(Burkholderiales)是一类重要的植物促生菌,其群落结构变化可能会影响植物的生长和发育。本研究针对伯克霍尔德氏菌目,采用特异性引物16S rRNA基因高通量测序技术,研究了田间条件下黑土、潮土和红壤中玉米根际伯克霍尔德氏菌群落结构及其对地上部作物生物量和产量的可能影响。结果表明:在三种土壤类型中,与未施肥相比,施肥对伯克霍尔德氏菌目的丰富度和多样性均没有显著影响。在伯克霍尔德氏菌的科水平主要检测到三类细菌,分别为草酸杆菌科(Oxalobacteraceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)和伯克氏菌科(Burkholderiaceae),且草酸杆菌科是其中的优势菌。此外,施肥显著增加了有机质含量较低的潮土中马赛菌(Massilia spp.和Massilia sp. WG5)和伯克氏菌(Burkholderiaspp.)的相对丰度(P0.05);增加了酸性红壤中草螺旋菌(Herbaspirillumsp.ZM319)的相对丰度,但降低了Noviherbaspirillum spp.的相对丰度(P0.05);而在有机质含量最高的黑土中,所有检测到的伯克霍尔德氏菌均无明显地变化。进一步分析表明,土壤有效磷、速效钾含量和土壤pH是影响这几类细菌的主要因素,而马赛菌群落的变化可能会影响玉米地上部生物量和产量。本研究表明,尽管化学施肥是影响玉米地上部生物量和产量的主要原因,但是伯克霍尔德氏菌等根际微生物群落也可能是影响它们的潜在生物因素。     

溶磷菌的解磷促生效应及其在未来农业中的应用前景

溶磷菌是农业生态系统中的一类重要土壤微生物,能将无效态的磷元素转变成可被植物直接吸收利用的可溶性磷,作为环境友好的生物因子,在"白色农业"、绿色农业的发展过程中发挥着重要作用。本文综述了溶磷菌的溶磷特性、溶磷机理及已发现的溶磷菌种类,并对植物根际溶磷菌的溶磷促生效应及其在现代农业中的应用前景作了简略分析。     

无机磷溶解菌的分离筛选及其对 扁穗雀麦生长的影响

对扁穗雀麦根际溶磷微生物进行分离筛选,测定其溶磷、分泌IAA能力及对扁穗雀麦的促生效果。结果表明,不同菌株对不同无机磷底物具有选择性,以磷酸钙为磷源时,筛选的溶磷菌株都有溶磷活性,其中Br17的溶磷活性最高;以磷酸铝为磷源时,只有Br1、Br7与Br8具有溶磷活性,其中Br7溶磷活性最高。IAA测定结果显示Br4、Br8、Br17与Br24具有较强IAA分泌能力,添加生长素前体物质色氨酸时菌株分泌IAA能力增强。对培养基pH分析发现,筛选的8株溶磷菌株都为产酸型微生物。将纯化后的溶磷菌接种到扁穗雀麦无菌苗,对根长、根数、株高以及生物产量等性状考察发现接种Br8、Br13、Br17与Br24菌株对扁穗雀麦的根系影响较大,主要表现为主根变短,根数变多。接种Br7、Br8、Br13与Br24菌株促进扁穗雀麦株高增高、产量增加。综合分析,Br24在贵州地区的应用潜力最大。     

无机磷溶解菌RW8的筛选、鉴定及对 白三叶促生效果研究

从白三叶根际分离筛选9株溶磷微生物,并对挑选菌株进行形态、细胞以及种属鉴定,并分析其对白三叶的促生效果。通过分析溶磷圈与溶磷菌落直径的大小与比值获得溶磷量与持续溶磷能力较强的RW8菌株。通过形态与扫描电镜观察发现RW8是具有鞭毛的短杆菌,其菌落形态表面光滑,不透明;将RW8 16SrDNA序列比对NCBI数据库发现其与阴沟肠杆菌属(Enterobacter sp.)的同源性高达99.5%,Biolog鉴定其与阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae ss dissolvens)的相似性为0.610。RW8溶磷量达424.85μg/mL,溶磷能力可能与RW8的产酸性能(12.30μg/mL)密切相关。RW8对白三叶根系与幼苗的生物产量的分配有显著影响,接种RW8后能抑制白三叶根系伸长,根系鲜重与干重有下降趋势,但差异不显著;而幼苗的生物产量(干重与鲜重)均显著高于对照(P0.05),并且该现象与植物生长激素IAA无关,其具体的作用机制还有待于进一步研究。