土壤微生物敏感菌及信号调节途径对邻苯二甲酸二甲酯的响应

邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl phthalate,DMP)是一类具有生物毒性的有机化合物,已被中国环境监测中心和美国环保署列为优先控制污染物之一。土壤微生物对土壤环境变化能够作出精准且快速的反应,并能预测土壤的污染状况。因此,研究土壤微生物对邻苯二甲酸二甲酯污染的响应显得十分必要。试验通过土壤微生物宏基因组测序,探讨了DMP污染对土壤微生物敏感菌的丰度、多样性及信号调节途径的影响。首先,用DMP处理未污染土壤,使DMP终浓度为0、5、10、20、40 mg·kg~(-1),然后,暗培养20 d,进行土壤宏基因组测序。结果发现与芳香族化合物降解相关的菌种的相对丰度受到DMP污染促进,而其余在土壤中占比例较大且变化较显著的菌种的相对丰度受到DMP的抑制,且抑制效应与污染物浓度呈正相关;DMP污染导致土壤微生物群落Simpon和Shannon多样性降低;土壤微生物的ABC转运系统、双组分系统(TCS)和磷酸转移酶系统(PTS)总基因丰度及相关酶的基因丰度均受DMP污染的促进。研究表明DMP污染改变了土壤微生物敏感菌种的丰度,干扰土壤微生物基因表达调控系统,进而有可能引起土壤生态系统失衡,影响土壤健康。阐述DMP对土壤微生物的生态毒理效应对优化环境生态系统服务功能、改善环境质量具有科学意义和实际价值。     

解淀粉芽孢杆菌LZN01对西瓜专化型尖孢镰刀菌的抑制效应

西瓜专化型尖孢镰刀菌(FON)是西瓜枯萎病的病原菌,生物防治是控制西瓜枯萎病的重要手段。研究解淀粉芽孢杆菌LZN01对FON的抑制效应。试验结果表明,解淀粉芽孢杆菌LZN01对FON的抑菌率为57.07%;FON孢子悬液与解淀粉芽孢杆菌LZN01发酵上清液按体积比1∶1混合培养6、12、24 h,孢子萌发抑制率分别为86.21%、67.50%、56.04%,抑制率随时间的增加呈下降趋势;经解淀粉芽孢杆菌LZN01发酵上清液处理,通过扫描电镜观察发现FON菌丝细胞膨大且畸变,菌丝表面严重受损;温度在-20℃～60℃之间,pH值在4～9之间,解淀粉芽孢杆菌LZN01的发酵液抑菌效果稳定;解淀粉芽孢杆菌LZN01发酵上清液抑菌能力稳定。综上所述,解淀粉芽孢杆菌LZN01对FON具有较好的抑制能力,且抑菌效果稳定,在西瓜枯萎病生物防治方面具有较大的开发和应用价值。     

水稻根际促生菌的筛选鉴定及促生能力分析

植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)可分泌植物生长激素,促进土壤养分循环,是生物肥料重要的种质资源。本文从水稻根际土壤分离纯化根际促生菌,进行菌株鉴定,测定其促生能力。经过16S r DNA测序比对,筛选得到解磷菌4株(Bacillus pumilus LZP02,Bacillus aryabhattai LZP08,Staphylococcus epidermidis LZP10,Bacillus ginsengisoli LZP05),溶磷菌3株(Bacillus megaterium LZP03,Bacillus oryzaecorticis LZP04,Bacillus ginsengisoli LZP07),解钾菌3株(Bacillus aryabhattai LZP01,Bacillus subtilis LZP06,Bacillus licheniformis LZP09)。养分转化能力测试结果表明,Bacillus aryabhattai LZP01和Bacillus subtilis LZP06解钾能力较好;Bacillus pumilus LZP02和Bacillus huizhouensis LZP05解磷能力较强;Bacillus megaterium LZP03和Bacillus ginsengisoli LZP07溶磷能力较好。对养分转化能力较强的菌株进行激素分泌能力测定,结果表明6种菌株均能产生生长素、赤霉素,均具有合成铁载体的能力。综合分析菌株养分转化与激素分泌能力发现,Bacillus megaterium LZP03、Bacillus huizhouensis LZP05和Bacillus subtilis LZP06促生能力较强,具有较强的开发利用潜力。研究成果为水稻微生物肥料的开发与生产提供了理论和技术支持。     

土壤微生物敏感菌及信号调节途径对邻苯二甲酸二甲酯的响应

邻苯二甲酸二甲酯（Dimethyl phthalate,DMP）是一类具有生物毒性的有机化合物,已被中国环境监测中心和美国环保署列为优先控制污染物之一。土壤微生物对土壤环境变化能够作出精准且快速的反应,并能预测土壤的污染状况。因此,研究土壤微生物对邻苯二甲酸二甲酯污染的响应显得十分必要。试验通过土壤微生物宏基因组测序,探讨了DMP污染对土壤微生物敏感菌的丰度、多样性及信号调节途径的影响。首先,用DMP处理未污染土壤,使DMP终浓度为0、5、10、20、40 mg·kg^-1,然后,暗培养20 d,进行土壤宏基因组测序。结果发现与芳香族化合物降解相关的菌种的相对丰度受到DMP污染促进,而其余在土壤中占比例较大且变化较显著的菌种的相对丰度受到DMP的抑制,且抑制效应与污染物浓度呈正相关;DMP污染导致土壤微生物群落Simpon和Shannon多样性降低;土壤微生物的ABC转运系统、双组分系统（TCS）和磷酸转移酶系统（PTS）总基因丰度及相关酶的基因丰度均受DMP污染的促进。研究表明DMP污染改变了土壤微生物敏感菌种的丰度,干扰土壤微生物基因表达调控系统,进而有可能引起土壤生态系统失衡,影响土壤健康。阐述DMP对土壤微生物的生态毒理效应对优化环境生态系统服务功能、改善环境质量具有科学意义和实际价值。     

西瓜复合根际促生菌剂构建与促生效应研究

植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)是微生物肥料的重要菌种资源,在农业生产中起着重要的作用。本实验研究了不同西瓜PGPR分泌激素能力和菌株间的拮抗作用,构建复合菌剂,并研究其对西瓜根系生长的影响。结果表明,12株PGPR均能分泌吲哚乙酸(IAA),Streptomyces CL05分泌量最高达到117.30 mg·L^-1;菌株Sphingomonas CL03、Lysobacter CL02、Microbacterium LS01不产铁载体,菌株Microbacterium LS01、Microbacterium HYL03、Pantoea ananatis HYL01不分泌赤霉素;通过拮抗实验,获得3组复合菌剂,分别为R1、R2和R3。在非灭菌土壤中,与对照相比,复合菌剂R2对西瓜幼苗根长、根表面积、根体积、根尖数和根干质量分别提高了79.0%、46.8%、57.1%、162.7%、49.1%;与对照相比,在灭菌土壤中,复合菌剂R2_S对西瓜幼苗根长、根表面积、根体积、根尖数和根干质量分别提高了191.8%、302.4%、160.0%、206.5%、139.6%,根系平均直径比对照降低了17.5%。复合菌剂R2在灭菌土中的促生效果优于非灭菌土。本研究结果证实,复合菌剂R2对西瓜根系具有明显的促生效应,复合菌剂R2的4株菌分泌赤霉素的能力远远超过R1和R3,这可能是R2促生的机制之一。     

一株西瓜专化型尖孢镰刀菌抑制菌的分离鉴定及其抑菌活性

以黑龙江省扎龙自然保护区的植物根际土壤为实验材料,采用对峙实验筛选抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum, FON)的菌株,并采用菌丝生长、孢子萌发和扫描电镜等方法研究其抑菌特性。结果表明,分离获得了一株能抑制FON的菌株MLY01,根据其菌落形态特征和16S rDNA碱基序列同源性结果,鉴定MLY01为地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis,将其命名为Bacillus licheniformis MLY01。当培养基与无菌滤液比例为1∶1时,菌丝生长抑制率为71.85%,生物量抑制率为79.55%,36 h孢子萌发抑制率为76.81%。将FON孢子悬液与无菌滤液按1∶1比例混合,培养12 h,孢子数目降低,表面粗糙,菌丝畸形扭曲,表面有多处凹陷。菌株MLY01对FON的生长具有明显的抑制作用,在生物菌剂的研发方面具有潜力。