石灰性土壤解磷细菌的鉴定及其对土壤无机磷形态的影响

【目的】从北方石灰性土壤中分离筛选解磷细菌,对其进行鉴定,并测定其解磷能力,为筛选高效稳定的解磷菌株提供参考。【方法】采集陕西杨凌地区白菜、葡萄、猕猴桃3种植物根际土样,采用稀释涂布法分离土壤解磷细菌,对分离到的细菌进行革兰氏染色,观察菌落形态及颜色,测定其生理生化性质,并结合16SrRNA法对其进行鉴定;测定各菌株在固体及液体培养基中的解磷能力大小;分析浇灌无机解磷细菌发酵液后石灰性土壤中无机磷形态及其含量的变化。【结果】共分离筛选得到10株解磷细菌,其中2株为有机解磷细菌(Y1和Y2),4株为无机解磷细菌(W1、W2、W3和W4),其余4株既能分解有机磷,也能分解无机磷,为双解磷细菌(WY1、WY2、WY3和WY4);分离到的10株解磷细菌为革兰氏阴性菌,其中WY1和Y2为短杆菌,其余均为杆菌。生理生化性质及16S rRNA序列分析结果表明,10株菌株中8株属于芽孢杆菌属(Bacillus),其中WY2、W1、W2、W3与腊状芽孢杆菌相似,WY3和W4与苏云金芽孢杆菌相似,WY4与巨大芽孢杆菌相似,Y2与Bacillus aryabhattai相似;WY1和Y1分别与耐寒短杆菌、杨氏柠檬酸杆菌相似。不同类型解磷细菌在固、液体培养基中解磷能力不同;高效液相色谱分析结果表明,筛选得到的无机解磷细菌部分分泌草酸,部分分泌酒石酸。石灰性土壤浇灌无机解磷细菌发酵液后,Ca8-P、Ca2-P含量增加,Fe-P含量减少,Al-P、Ca10-P、O-P含量变化不大。【结论】石灰性土壤中解磷细菌具有物种多样性,无机解磷细菌能使石灰性土壤中可利用有效磷含量增加。     

西安市北郊污灌区土壤中抗铅链霉菌的多样性分析

从西安市北郊污灌区采集土样,用添加K2Cr2O7 75 μg·mL^-1和青霉素2 μg·mL^-1的高氏1号、HV和SC固体培养基分离到120株具有链霉菌特征的放线菌。采用浓度梯度法,用含Pb^2＋培养基对分离菌株进行筛选,得到50株抗铅链霉菌。在抗铅能力实验结果的基础上,选取14株抗性较强链霉菌代表菌株进行形态培养特征、生理生化和16S rDNA基因序列相似性等分析。结果表明,14株代表菌株可归为6个不同的颜色类群,其表型特征与生理生化性质和链霉菌相符合,在系统发育树上处于8个不同的进化分支。菌株HQ0031与已知链霉菌相似性差异较大,可能为链霉菌属内1个潜在新种。研究表明西安市北郊污灌区土壤中抗铅链霉菌具有丰富的多样性,可为重金属污染环境的生物修复提供有益的微生物资源。     

覆膜条件下小麦和玉米根系化感作用对土壤微生物的影响

采用稀释平板涂布法对西北旱地覆膜条件下小麦和玉米根区和根外土壤中可培养细菌、真菌、放线菌的数量进行测定,并将其与常规对照进行比较。结果表明,覆膜模式下小麦和玉米根区土壤细菌、真菌和放线菌数量均高于常规处理,增率均为正值,小麦根系利于根区与根外土壤细菌和放线菌数量的生长,玉米根系化感作用利于根区土壤真菌数量的增加;玉米和小麦根区形成的微环境有利于土壤细菌和真菌数量的增加,即R/B值大于1,玉米的根系化感作用能够强化根区与根外土壤细菌和真菌数量的差异,即R/B值较高;玉米根区土壤微环境较小麦更利于土壤放线菌生长。小麦和玉米对土壤中可培养微生物数量的化感效应表现不同,覆膜模式下小麦利于土壤细菌和放线菌数量的增加,玉米根系的化感效应利于根区土壤真菌数量增加。玉米根区放线菌数量高于根外,小麦与之相反。     

施氮量对玉米根区土壤微生物区系的影响

采用稀释平板涂布法研究3个施氮量水平对不同栽培模式玉米根区土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量的差异性。结果表明,施氮能大大促进覆膜玉米根区土壤细菌、放线菌及覆草模式真菌数量的增加。玉米根区土壤微生物数量主要受玉米根系的影响,根外土壤微生物的数量主要受施氮量的影响。施氮能缩小常规模式玉米根区与根外土壤细菌和真菌数量的差异,增大常规模式玉米根区与根外土壤放线菌数量的差异,还能缩小覆盖模式玉米根区与根外土壤中3大类微生物数量的差异。玉米根区土壤微生物数量高于根外,但施氮量较高(240 kg/hm2)时,在覆膜和常规对照条件下土壤真菌数量及覆草模式下土壤细菌数量表现为根外高于根区。     

西安市北郊污灌区土壤中抗铅链霉菌的多样性分析

从西安市北郊污灌区采集土样,用添加K2Cr2O75 μg·mL-1和青霉素2 μg·mL-1的高氏1号、HV和SC固体培养基分离到120株具有链霉菌特征的放线菌.采用浓度梯度法,用含Pb2+培养基对分离菌株进行筛选,得到50株抗铅链霉菌.在抗铅能力实验结果的基础上,选取14株抗性较强链霉菌代表菌株进行形态培养特征、生理生化和16S rDNA基因序列相似性等分析.结果表明,14株代表菌株可归为6个不同的颜色类群,其表型特征与生理生化性质和链霉菌相符合,在系统发育树上处于8个不同的进化分支.菌株HQ0031与已知链霉菌相似性差异较大,可能为链霉菌属内1个潜在新种.研究表明西安市北郊污灌区土壤中抗铅链霉菌具有丰富的多样性,可为重金属污染环境的生物修复提供有益的微生物资源.     

旱地不同栽培模式及施氮量对小麦根区土壤微生物区系的影响

采用常规方法研究了西北干旱半干旱地区5种栽培措施及3种施氮量水平对小麦根区根外土壤细菌、真菌及放线菌数量的影响.结果表明①覆膜条件下小麦根区、根外细菌在3种施氮水平下的平均数量高于常规条件(即10.7×106个/g·土覆膜根区＞7.0×106个/g·土常规根区和7.5×106个/g·土覆膜根外＞6.1×106个/g·土常规根外),而且覆膜和常规2种栽培模式下根区细菌的平均数量均高于根外细菌的平均数量.②5种栽培模式下根区真菌数量(×103个/g·土)按覆膜(4.0)＞常规(3.0)＞覆草(1.0)＞补灌、垄沟(0.6)排列,而根外真菌数量差异不显著;只有覆膜时表现为根区真菌数量高于根外(4.0×103个/g·土＞3.1×103个/g·土),其余4种栽培模式均为根外真菌数量高于根区.⑧覆膜、覆草、补灌和垄沟4种模式下根区放线菌在3种施氮水平下的平均数量均高于常规条件(31.1×105～33.2×105个/g·土＞20.7×105个/g·土),而根外放线菌数量差异不显著;常规条件根区放线菌数量低于根外,其余4种模式均为根区高于根外放线菌数量.④小麦根外细菌、真菌及放线菌数量随施氮量的增加有减少的趋势;而根区真菌和放线菌在N16时数量最高(分别为2.1×103和32.8×105个/g·土),根区细菌则在N8时较N0和N16的数量高,即随施氮量的增加,根区微生物数量有增加的趋势.     

巨大芽胞杆菌WY4的GFP标记及其在小白菜上的定殖

解磷菌(phosphate solubilizing bacteria,PSB)可以通过提高土壤有效磷含量而增加作物产量,目前已有许多解磷菌被分离并应用于农业生产中,但关于解磷菌在植物根际中的定殖情况仍缺乏系统性的研究.WY4为本实验室前期从小白菜(Brassica chinensis)根际分离得到的一株高效解磷菌,本研究利用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)标记技术研究了WY4在小白菜根际及土壤中的定殖规律.与原菌株相比,GFP标记对菌株WY4-GFP生长及解磷活性具有较小影响,同时在促进小白菜生长上WY4-GFP与WY4无显著性差异;WY4-GFP具有持久的定殖能力(接种21d的自然土及30 d的小白菜根际土中,WY4-GFP的定殖数量分别为105和104 CFU/g左右),同时随时间的增加WY4-GFP在土壤中定殖数量逐渐减少;WY4-GFP在小白菜根冠及分生区大量定殖,在伸长区及侧根根毛处数量较少,同时表皮细胞间隙上也有较多的标记菌株.研究结果表明,WY4-GFP在小白菜根际及土壤中具有良好的定殖能力,这为后期深入研究解磷菌与植物间的关系提供了重要参考.     

猪苓的菌丝生长和菌核形成特性及驯化研究

试验表明，猪苓菌丝在5～35℃下均能生长，以24℃生长最快，在平板及斜面管上生长到一定时间为棕褐色。菌核在15-25℃下控制相对湿度80％，以22℃形成最快。光照对菌丝生长及菌核形成均不利，在菌丝培养及菌核形成阶段应避免光照。菌丝在pH．3．5～8．5均可生长，但以pH6．0生长最快。试验表明，猪苓可以脱离蜜环菌单独培养，这为猪苓室内人工袋料栽培提供了理论依据，但菌核的生长发育特征及栽培方法有待进一步研究。     

黄土丘陵区退耕还草土壤细菌多样性研究

通过对黄土丘陵区长芒草地和农地土样中细菌的16S rDNA基因序列的测定,以系统发育学分析细菌类群的遗传多样性。结果表明：从长芒草土样中分离出的25株菌株,分别属于14个种,9个属;从农地土样中分离出的20株菌株,分别属于12个种,7个属,其中4个种属于Bacillus（芽孢杆菌属）属;长芒草土样中的微生物总量远大于农地土样中的微生物总量;种植退耕还草作物长芒草土样中细菌类群的遗传多样性优于农地土样;退耕还草有利于土壤微生物生态的多样性,并能够提高土壤生态系统的质量。     

不同栽培模式下玉米根系对土壤微生物区系的影响

【目的】探索玉米根系代谢活动对土壤微生物生态的影响。【方法】2003和2004年,采用定位试验法,研究了西北干旱半干旱地区不同栽培模式(常规、补灌、覆膜、覆草、休闲地(对照))对玉米根区(R)和根外(B)土壤细菌、真菌及放线菌数量的影响。【结果】①覆盖处理能强化玉米根区、根外细菌及真菌的数量差异,提高玉米根区与根外土壤微生物数量比值(R/B)。细菌和真菌的平均R/B分别为常规处理的2.26和2.28倍,但覆盖处理对根区和根外放线菌数量影响不大;②玉米生长活动及根系代谢产物对土壤细菌、真菌和放线菌数量的增加有促进作用。种植玉米后,土壤细菌、真菌和放线菌数量均高于休闲地。③根系的代谢活动能够降低土壤中细菌与真菌、放线菌与真菌数量的比值,提高细菌与放线菌数量的比值,覆盖模式下降低或提高作用得到加强。但补灌处理与之相反。【结论】覆盖和根系均能大幅度增加根区细菌、真菌和放线菌的数量,强化玉米根区根外细菌和真菌数量的差异。玉米根系的活动能改变土壤中细菌、真菌和放线菌的组成比例。