多粘类芽胞杆菌分离鉴定及其对甘薯蔓割病的防治效果

【目的】筛选对甘薯蔓割病病原菌具有拮抗作用的芽胞杆菌,为甘薯蔓割病的生物防治提供菌种资源。【方法】通过平板对峙法从玉米根际土壤中筛选对甘薯蔓割病病原菌具有拮抗作用的芽胞杆菌;通过生物学特征和16S rDNA序列分析对拮抗菌株进行分类鉴定;通过盆栽试验进行拮抗菌株对甘薯蔓割病的防效试验,并检测拮抗菌株对甘薯叶片脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及可溶性蛋白含量的影响。【结果】从玉米根际土壤中分离获得1株乳白色且具有拮抗作用的芽胞杆菌,命名为HAAS05,通过16S rDNA鉴定及系统发育进化树比对分析,将HAAS05菌株鉴定为多粘类芽胞杆菌(Paenibacillus polymyxa)。盆栽试验结果显示,HAAS05菌株对甘薯蔓割病有明显的拮抗效果;OD_{600 nm}=0.20和OD_{600 nm}=0.40的HAAS05菌悬液处理第10 d后,甘薯叶片中ABA含量较仅接种病原菌处理(201.94 ng/g)显著降低(P<0.05,下同),分别为52.29和107.10 ng/g,而GA含量较仅接种病原菌处理(7.05 ng/g)显著升高,分别为8.10和10.31 ng/g,甘薯叶片SOD活性和可溶性蛋白含量均较仅接种病原菌处理显著升高,而POD活性变化无明显规律。【结论】多粘类芽胞杆菌HAAS05菌株对甘薯蔓割病有较好的拮抗作用,具有一定的开发应用潜力。     

甘薯抗草甘膦生理指标及其相关基因EPSPS和AKR的表达

【目的】研究草甘膦胁迫下甘薯生理指标以及EPSPS和AKR 2个基因相对表达水平的变化,探讨甘薯耐草甘膦的分子机制。【方法】选取对草甘膦敏感性不同的2个甘薯品种N3589(草甘膦敏感型品种)和鄂薯11(草甘膦抗性品种)为试验材料,以喷施清水为对照,研究喷施草甘膦后甘薯莽草酸和脯氨酸含量及根系活力的变化,以及EPSPS和AKR基因的表达情况。【结果】与喷施清水对照相比,喷施草甘膦后,草甘膦敏感型甘薯品种N3589叶片的莽草酸含量显著升高,草甘膦抗性甘薯品种鄂薯11的莽草酸含量升高不显著;2个品种甘薯块根和叶片的脯氨酸含量均显著升高;植株的根系活力均显著降低。q-PCR结果显示,在喷施草甘膦后,草甘膦敏感型甘薯品种N3589的EPSPS基因显著下调,AKR基因先上调表达后下调表达;而草甘膦抗性甘薯品种鄂薯11的EPSPS基因显著上调,AKR基因先下调表达后上调表达。【结论】甘薯耐草甘膦主要是因为喷施草甘膦之后,EPSPS基因迅速上调表达,从而减少体内莽草酸累积对植株造成的伤害;与此同时,喷施草甘膦后AKR基因迅速上调表达,参与了甘薯体内草甘膦的代谢。     

不同氮素形态配比对甘薯块根形成及光合产物运输分配的影响

通过两因素裂区盆栽试验,研究不同氮素形态运筹对甘薯前期光合特性、干物质积累、碳代谢产物形成和根系生长发育特性的影响。以鄂薯11、宁紫薯8号和鄂薯15为供试材料,根据氮素的3种形态设置5个氮素配比处理,铵态氮∶硝态氮∶酰胺态氮=1∶1∶1(N1)、1∶0∶2(N2)、2∶0∶1(N3)、1∶2∶0(N4)和2∶1∶0(N5)。结果表明,在甘薯生长发育前期,所有处理的叶片叶绿素含量和净光合速率均呈上升趋势,以N4和N5处理硝态氮和铵态氮配施对叶绿素含量影响最大;各部位干物质积累量均升高,其中老茎的干物质积累量高于嫩茎,须根干物质积累量变化呈先上升后下降的趋势;叶片淀粉含量逐渐减少,可溶性糖含量增加,茎顶部和茎基部淀粉含量均逐渐增加,但茎顶部可溶性糖含量上升,茎基部可溶性糖含量下降,根可溶性糖和淀粉含量均逐渐增加;茎顶部与茎基部之间存在明显的蔗糖浓度差,茎顶部蔗糖含量变化呈先下降后上升的趋势,茎基部则逐渐上升的趋势,以N4和N5处理下茎蔓蔗糖含量最高,N2处理最低;吸收根根系活力均上升,以N4和N5处理对吸收根根系活力影响最大;在块根分化建成期,N4和N5处理下木质部导管数目和薄壁细胞数目要多于其他处理,其内部维管束产生的次生形成层增多,且皮层更薄。综上所述,硝态氮肥和铵态氮肥对块根形成及光合产物运输的影响效应优于酰胺态氮肥,不同品种间存在差异,但其根系发育和光合产物运输及分配的变化趋势趋于一致。本试验N4处理即铵态氮∶硝态氮∶酰胺态氮=1∶2∶0的配施方案为甘薯生长发育前期块根形成及光合产物运输分配最佳的配施组合。     

高寒草甸土壤团聚体碳氮磷对退化的响应及其影响因素

植物和土壤微生物是土壤团聚体黏合物和养分的重要来源,因此土壤团聚体组成及其养分库的变化可指示生态系统退化过程。本文在长江源区根据植被群落特征选取未退化、中度和严重退化高寒草甸,研究其土壤中大团聚体(>250μm)、微团聚体(55～250μm)和游离态粉粒黏粒(<55μm)含量、不同粒级团聚体碳氮磷含量及储量随草地退化的变化特征,并分析了植物和微生物活动与这些变化特征的关系。结果表明：未退化和中度退化高寒草甸土壤以微团聚体为主。退化使高寒草甸大团聚体和微团聚体碳氮含量及储量显著下降,但磷含量及储量未发生显著变化。游离态粉粒黏粒氮磷储量在严重退化高寒草甸显著增加。各团聚体碳氮含量与地上生物量和微生物量碳正相关,磷含量与微生物量碳负相关。本研究表明植物及受其影响的土壤微生物变化是造成高寒草甸退化后不同团聚体碳氮磷库变化的主要原因。     

青藏高原北麓河流域不同退化程度高寒草甸土壤呼吸特征

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一,而青藏高原高寒草甸的大面积退化对土壤呼吸及碳循环造成重要影响。为了进一步探明高寒草甸退化对土壤呼吸的影响,对北麓河区不同退化程度高寒草甸土壤呼吸及其相关因子进行了测定,分析了土壤呼吸与生物量、地下净初级生产力以及土壤温度的关系。结果表明:1)不同退化程度高寒草甸土壤呼吸在生长季均表现出相似的动态特征,随退化程度加剧呈先增加后降低的变化趋势,在中度退化程度达到最大值,且在生长季中期变化显著(P 0.05)。2)土壤呼吸和地上、地下生物量及地下净初级生产力均显著线性正相关(P 0.05)。3)土壤温度与土壤呼吸之间呈指数关系,但不同退化程度下土壤呼吸对土壤温度的敏感性不同,土壤呼吸敏感性在轻度退化(Q_(10)=3.26)和中度退化程度(Q_(10)=3.22)大于未退化(Q_(10)=2.66),而在重度退化(Q_(10)=2.49)和极度退化程度(Q_(10)=1.96)小于未退化;这主要是由不同退化程度土壤温度、地下生物量以及土壤有机碳含量的差异造成。研究的结果有助于进一步认识退化草地的碳循环过程。     

人工干预对黄河源区沙化草地土壤微生物群落的影响

土壤微生物作为生态系统的重要组成部分,其群落变化可以反映土壤变化并有效指示退化土地的恢复成效。本研究以黄河源区沙化草地为对象,应用Illumina MiSeq测序技术对无任何人工干预措施的对照样地(CK)、播草种样地(P_1)、4年砾石方格沙障+播草种样地(P_2)和12年砾石方格沙障+播草种样地(P3)的土壤细菌和真菌群落进行了高通量测序,分析了不同干预措施(沙障+播草种/播草种)和干预时间(4年/12年)对沙化草地土壤细菌和真菌群落组成的影响。结果发现:1)细菌群落在CK和P_1样地聚为一组,P2和P3样地聚为另一组,真菌群落在CK、P_1和P_2样地聚为一组,P_3单独为一组;2)表层土壤有机碳和硝态氮含量在P_3样地中显著高于CK和P_2样地(P 0.05),而土壤铵态氮在各样地间无显著差异(P 0.05);3)植被盖度在P3样地中显著高于CK和P_2样地(P 0.05),杂类草地上生物量在P_3样地中显著高于CK样地(P 0.05)。研究认为,砾石方格沙障+播草种的干预措施促进了黄河源区沙化草地表层养分的积累,改变了土壤微生物群落结构,有利于植被的定殖和生长,且随措施实施年限的延长,改善成效愈加明显,是高寒地区严重沙化土地治理的一种有效措施。     

青藏高原北麓河流域不同退化程度高寒草甸生产力和群落结构特征

近年来,青藏高原高寒草甸部分地区退化严重,对生态环境及牧民畜牧业生产造成了不利的影响。在草地不同退化阶段中存在着关键阶段,超过了这个阶段,极难恢复。因此,确定草地退化的关键阶段是草地可持续恢复的基础。研究样地设在青藏高原北麓河流域多年冻土区,根据植被和土壤特征选取了未退化到极度退化的5个退化梯度,探讨不同退化程度对植被地上、地下生物量以及群落中各功能群相对盖度的影响,为揭示多年冻土区高寒草甸植被退化关键阶段提供依据。结果表明:1)随着退化程度加剧,禾本科和杂草类植物相对盖度显著增加(P 0.05),而莎草科植物相对盖度则显著降低(P 0.05);2)地上生物量在轻度退化阶段无显著变化(P 0.05),中度退化阶段开始显著降低(P 0.05);3)地下生物量和地下净初级生产力均在中度退化阶段后显著降低(P 0.05),地下净初级生产力在各土壤深度比例有向深处增加的趋势;4)不同退化程度莎草科植物相对盖度和地下净初级生产力在0–10 cm土壤深度所占比例极显著正相关(P 0.01),但与10–20 cm土壤深度地下净初级生产力所占比例无显著相关(P 0.05),与20–30 cm和30–50 cm土壤深度地下净初级生产力所占比例均显著负相关(P 0.05),而杂草相对盖度和地下净初级生产力在各土壤深度所占比例则表现出与莎草科植物相反的趋势。中度退化是草地退化的关键阶段。     

不同氮素形态配比对菜用甘薯产量和品质的影响

菜用甘薯存在产量低、品质差以及在种植过程中由于不合理施肥造成生态环境恶化等问题,因此,针对以上问题开展本研究。氮肥作为农业肥料投入的主要部分,是影响菜用甘薯产量和品质的重要因素,通过设置不同氮素形态配比处理,根据菜用甘薯茎尖产量和品质相关指标的变化,揭示菜用甘薯产量和品质对氮素形态配比的响应机制,为提升菜用甘薯产量和品质的同时减轻因不合理施肥造成环境污染提供理论依据。本研究为大田试验,供试品种为生产上主栽的2个菜用甘薯品种‘福薯18’（F18）和‘鄂薯10号’（E10）,采用两因素裂区试验设计,设5个氮素形态配比处理为：（1）NH₄⁺-N∶NO₃^--N∶CONH₂-N =1∶1∶1 (N₁);（2）NH₄⁺-N∶NO₃^--N∶CONH₂-N = 1∶0∶2 (N₂);（3）NH₄⁺-N∶NO₃^--N∶CONH₂-N = 2∶0∶1 (N₃);（4）NH₄⁺-N∶NO₃^--N∶CONH₂-N = 1∶2∶0 (N₄);（5）NH₄⁺-N∶NO₃^--N∶CONH₂-N = 2∶1∶0 (N₅)。研究结果表明,N₄和N₅处理均可显著提高菜用甘薯的茎尖产量、总酚含量、总黄酮含量、可溶性糖含量、苯丙氨酸解氨酶(PAL)酶活性和IbPAL基因表达量;同一时期不同处理间差异显著,随着生育期的不断推进,各项指标的变化呈先升后降的趋势,其中以N₄处理效果更为显著,除可溶性糖含量在N₃处理下最低外,其他各项指标均在N₂处理下最低,由相关性分析证实,总酚、总黄酮和可溶性含量及PAL酶活性与IbPAL基因表达量呈显著正相关,而可溶性糖含量与基因表达量呈负相关,表明可溶性糖含量的变化与IbPAL基因表达无相关性;由氮素形态配比处理可知,相对于N₂和N₃处理,N₄和N₅处理为植株提供了更多的NO₃^--N,由此推断NO₃^--N在菜用甘薯生长发育过程中起到更为重要的促进作用,而CONH₂-N在本研究中对甘薯产量和品质的促进作用并不突出。而N₄处理即NH₄⁺-N∶NO₃^--N∶CONH₂-N = 1∶2∶0的配肥方案是促进菜用甘薯产量和品质提升的最佳配施组合。本研究结果可为合理配肥以获得理想的作物产量和品质提供理论依据,为在其他作物上开展相关研究提供参考。     

尿素对羊瘤胃液MCP和原虫数的影响

本实验在模拟羊瘤胃内环境的条件下,采用瘤胃液体外发酵技术,在发酵底物中添加不同浓度的尿素,测定发酵液中原虫数量和微生物蛋白（MCP）的含量,旨在探索饲料添加尿素水平对瘤胃微生物的影响。结果显示：尿素浓度在0至3％范围时,MCP和原虫数量均表现出随尿素浓度增加而增加,2％和3％尿素浓度时,MCP和原虫量均较高,显著高于1％和对照组,说明此浓度可促进瘤胃微生物的增殖;但是,MCP和原虫数量在尿素浓度为4％和5％时均有显著下降,说明尿素浓度过高则对瘤胃微生物表现出了明显的毒害作用。