大蒜根腐病根际土壤真菌群落结构及多样性分析

研究旨在解析根腐病发生时大蒜根际土壤真菌群落结构,明确大蒜根腐病与根际土壤真菌群落多样性变化的关系,探明根腐病发生的微生态机制,为病害的防控提供理论基础。以新疆连续3年的大蒜根腐病发病田的根际土壤为研究对象,采用高通量测序方法对大蒜根际土壤总DNA的真菌ITS区序列进行大规模测序分析。结果表明,与健康对照相比,在门的水平上,子囊菌门和接合菌门真菌是大蒜根腐病根际土壤的优势真菌类群,其中高水平的子囊菌门菌群与病害发生有着密切的关系。在属的水平上,注释获得137个属,其中19个属与大蒜根腐病有较大的相关性。镰刀菌属真菌数量在病土中高于健康对照。随着连作年限的延续,根腐病的发生愈发严重,土壤中真菌群落的Shannon指数、Simpson指数、真菌属的数量逐年降低,大蒜根腐病的发生与植株根际真菌群落组成及多样性密切相关,土壤真菌类群的平衡和多样性改变是根腐病发生的一大诱因。     

直膨式太阳能热泵用于温室番茄根际-空气加温的试验研究

针对直膨式太阳能热泵所集热能利用率低,温室加温不足的问题,采用直膨式太阳能热泵为集热系统,根际-空气加温为放热系统,对大跨度主动蓄能型温室在不同天气仅根际加温和根际与空气同时加温的加温效果,集、放热系统运行性能,集热效率,热能利用率,节能率和集热系统的优化运行模式进行研究。结果表明:1)连续阴天和连续晴天,放热系统的热能利用率分别高于97.2%和92.7%;2)不同天气试验区的根际温度在17.9℃以上,比对照区高1.5℃,空气温度在11.6℃以上,比对照区高3.6℃,相对湿度在90.8%以下,比对照区低3.2%;3)不同天气整套系统的节能率R在47.2%以上,性能系数在1.9以上;4)不同天气集热系统均能在设定时间内达到设定集热温度目标,且其集热性能系数COPc在2.3以上,其集热效率在149.6%以上;5)9:30—11:30集热系统COPc随太阳辐射强度的增大,从1.4增大至3.0,11:30—14:50集热系统的集热性能系数均高于3.8,15:10以后,蓄热水池水温高于47℃时,集热性能系数由3.2最终降至0.8。该研究表明根际与空气结合的加温方式不仅提高了温室加温效果,还提高了热能利用率和直膨式太阳能热泵的集热性能。此外,根据集热条件调节集热系统的运行模式,可提高集热性能,达到温室加温节能的目的。     

转cry1Ie基因抗虫玉米对根际微生物群落碳代谢的影响

转基因作物对土壤生态系统的影响日益引起人们的广泛关注。采用Biolog ECO微平板对转基因抗虫玉米IE09S034及其对应的受体玉米根际微生物群落碳代谢功能进行了比较研究。结果表明,转基因抗虫玉米IE09S034对根际微生物碳代谢功能无显著性影响,且发现年份和生育期是引起根际微生物碳代谢情况变化的主要因素。本文为转基因抗虫玉米IE09S034的环境安全性评估提供了新的依据。     

解淀粉芽胞杆菌YU-1对水稻纹枯病的防治作用

本文旨在筛选对水稻纹枯病有生防作用的菌株,并初步探索其生防作用机理。收集水稻、甘蓝、黄瓜等不同植物根际土壤,采用稀释分离和对峙培养法筛选对水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani Kühn有抑菌作用的菌株;通过离体接种防效、盆栽防效、抑菌谱、对水稻纹枯病菌菌核萌发及形成的抑制作用等方面评价其生防潜力,并对生防菌株进行鉴定。结果表明,从采集的37份根际土壤中共分离获得细菌297株,其中4株对纹枯病菌具有较好的拮抗作用,菌株YU-1对水稻纹枯病菌菌丝生长的抑制率达89.8%;对西瓜枯萎病菌、草莓灰霉病菌、番茄早疫病菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌菌丝生长的抑制率均在85%以上;对水稻纹枯病的离体和盆栽防效分别为73.1%和66.3%;对水稻纹枯病菌菌核萌发的抑菌率在92%以上;经生理生化和分子鉴定为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens。由此可看出,菌株YU-1对水稻纹枯病的防治具有较强的应用价值,具有进一步开发成生物农药的潜力。     

黔中地区马尾松-杜鹃群落杜鹃根围真菌多样性

选取黔中地区的贵阳市乌当区百宜乡(WD)、花溪区孟关(MG)和贵州省黔南龙里县龙架山森林公园(LL)3个地区的马尾松-杜鹃群落为研究对象,采集杜鹃根围土壤进行高通量测序,分析物种多样性,并通过数量生态学原理分析植物群落物种α多样性及土壤养分对真菌群落的影响.结果表明:从杜鹃的根围土壤中获得有效序列505 444条,隶属于9门23纲84目169科296属真菌(3 435 OTU),其中LL有真菌9门19纲53目90科127属(495 OTU)、 WD有8门21纲78目150科246属(1 076 OTU)、 MG有6门17纲55目99科129属(522 OTU).菌群α多样性分析显示, Chao1,ACE,Shannon指数均表现为WD大于MG和LL.菌群群落结构受生境植物多样性、土壤养分的综合作用,土壤有机质、 pH值以及速效磷、速效氮、全氮含量较大程度解释了真菌对土壤养分变化的响应.     

牛磺酸对卵形鲳鲹肠道微生物及免疫功能的影响

为了探讨牛磺酸对卵形鲳鲹(Trachinotus ovatus)肠道微生物菌群结构和免疫功能的影响,试验以鱼粉、发酵豆粕和玉米蛋白粉为基础蛋白源配制了牛磺酸质量分数分别为1.3 g·kg^-1(T0)、4.4 g·kg^-1(T1)、7.4 g·kg^-1(T2)、10.5 g·kg^-1(T3)、12.7 g·kg^-1(T4)的等氮等脂饲料。将750尾卵形鲳鲹(81.0±0.5)g随机分为5组(每组150尾,分为3个平行),试验为期56 d。高通量测序结果显示在卵形鲳鲹肠道内共获得87707条序列,能够注释到数据库的OTUs数目为5130(95.32%),在门水平上,变形菌门、软壁菌门、螺旋体门为优势菌群。Alpha和Beta多样性分析表明,T2组中的肠道微生物丰富度和多样性最低,T1和T4组间物种组成差异较大(P<0.05)。随外源性牛磺酸的添加,血清溶菌酶活性显著提高,补体C4和免疫球蛋白含量显著增加(P<0.05);各试验组ToTLR-1、ToTLR-2、ToTNF-α和ToIL-1β基因表达量显著降低(P<0.05);T1、T2和T4组的ToNFkB P65基因表达量显著低于对照组(P<0.05);T3和T4组ToIL-10基因表达量显著高于对照组(P<0.05)。该试验结果显示,外源牛磺酸对卵形鲳鲹肠道微生物菌群和免疫功能具有显著影响。     

Perspectives of Using L-Tryptophan for Improving Productivity of Agricultural Crops: A Review

Plant growth regulators are biologically active signaling molecules that regulate a number of plant physiological processes. Auxin (indole-3-acetic acid) is an important plant growth regulator and is synthesized within plant tissues through L-tryptophan (L-TRP)-dependent and -independent pathways. It has been found that plants respond to exogenously applied L-TRP due to insufficient endogenous auxin biosynthesis. The exogenous application of L-TRP is highly significant for normal plant growth and development. L-tryptophan is applied through foliar spray, seed priming, and soil application. Soil-applied L-TRP is either directly taken up by plants or metabolized to auxin by soil microbiota and then absorbed by plant roots. Similarly, foliar spray and seed priming with L-TRP stimulates auxin synthesis within plants and improves the growth and productivity of agricultural crops. Furthermore, L-TRP contains approximately 14% nitrogen (N) in its composition, which is released upon its metabolism within a plant or in the rhizosphere and plays a role in enhancing crop productivity. This review deals with assessing crop responses under the exogenous application of L-TRP in normal and stressed environments, mode of action of L-TRP, advantages of using L-TRP over other auxin precursors, and role of the simultaneous use of L-TRP and auxin-producing microbes in improving the productivity of agricultural crops. To the best of our knowledge, this is the first review reporting the importance of the use of L-TRP in agriculture.     

稻田生态系统氧化亚氮(N_2O)排放微生物调控机制研究进展及展望

氧化亚氮(N_2O)是第三大温室气体,对全球气候变化具有显著影响。稻田是重要的N_2O排放源,追踪稻田N_2O产生及排放关键过程的微生物调控机制,可以为农田土壤氮素循环研究以及稻田N_2O减排提供有价值的信息。微生物调控的硝化作用和反硝化作用是稻田N_2O排放的主要来源。基于此,我们在过去十年的研究中,依托中国科学院桃源农业生态试验站,以水稻田淹水-落干和施肥为关键过程,从水稻根际、土层深度、反应底物浓度等方面探明了土壤硝化反硝化过程和N_2O排放特征及其微生物调控机制;提出了开发稻田土壤微生物资源,提高土壤N_2O消纳能力的可能策略;构建了可以有效降低稻田氮素损失和N_2O排放的基于化肥一次性深施的减氮控磷施肥技术,并在实际农业生产中进行了示范推广。本文对上述研究取得的成果,以及国内外相关研究结果进行了全面综述。结合分子生物技术在土壤科学研究中的应用,今后的研究工作将会从以下几个方面开展:1)解析土壤微生物与土壤生产力和生态环境之间的关系;2)在基因组和转录组水平构建农田土壤碳氮循环功能微生物分析平台;3)解析土壤微生物分布与生态功能之间的关联机制;4)根系—土壤—微生物之间的协同机制以及植物—内生菌—土壤微生物之间相互影响的分子机制;5)加强对实用技术的研发,把基础研究成果转化为生产力,服务农业生产和生态文明建设。     

解淀粉芽胞杆菌K103对黄瓜穴盘苗的促生作用

为了探明解淀粉芽胞杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)K103对黄瓜穴盘苗的促生效果及作用机理,以草炭、蛭石、珍珠岩混合物料为基质,播种前基质接种K103,测定黄瓜穴盘苗生长发育参数,并采用454焦磷酸测序技术分析穴盘苗根际细菌群落结构和多样性。结果表明:解淀粉芽胞杆菌K103具有较高的固氮和溶解有机磷活性;基质接种K103提高了黄瓜穴盘苗根系活力和矿质养分吸收积累量,促进黄瓜生长;K103可在黄瓜穴盘苗根际定殖,并显著提高了根际食菌蛭弧菌,鞘氨醇单胞菌CHNTR37、CL01,德氏嗜酸菌,鹰嘴豆中慢生根瘤菌等9种细菌的相对丰度,这些细菌对植物多具有促生潜力。