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。     

不同牧草品种与烤烟轮作对植烟土壤养分及物理性状的影响

为探明牧草轮作对烤烟地土壤养分及物理性状的改良效应,以贵州省晴隆县烤烟基地为研究对象,采取田间试验方法,以单作烤烟为对照,连续3年研究15种不同的豆科及禾本科牧草品种与烤烟轮作对土壤养分和物理性状的影响。结果表明,15个牧草品种轮作后都能增加土壤的有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量。其中,土壤有机质的含量以轮作豆科牧草中的紫花苜蓿与紫云英、禾本科牧草中的多花黑麦草品种的增量较大,增量均在40 g/kg以上;轮作牧草后全氮含量的增量在0.05～0.65 g/kg之间,而且随着土壤有机质含量的增加而增加。与轮作前相比,15个牧草品种轮作后土壤中速效氮、速效磷、速效钾含量都有不同程度的增加,增量在不同牧草品种之间存在着一定差异。经过3年烤烟—牧草的连续轮作,植烟地土壤平均容重从1.40 g/cm~3降到了1.03 g/cm~3,平均孔隙度从38.46%增加到了44.62%,随着轮作年限的增加,容重和孔隙度均不断朝着良性方向递变,不同牧草品种之间对土壤容重和孔隙度的改变量差异不显著。     

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。     

根结线虫拮抗放线菌的筛选及菌株HA10002的鉴定与活性物质分析

为了筛选获得对根结线虫具有拮抗能力的强活性放线菌菌株,并从菌株中发现新的杀线虫活性化合物,从海南东寨港红树林采集海泥样品9份,从五指山原始森林等地采集土壤样品51份,用平板稀释法对海泥和土壤样品进行分离;以南方根结线虫2龄幼虫为靶标线虫,采用24孔细胞培养板液体线虫法进行初筛和复筛;根据形态特征、培养特征、生理生化特征和16S rDNA序列对复筛出的活性菌株进行鉴定;菌株发酵液经溶媒萃取、硅胶柱层析、Sephadex LH 20凝胶过滤和制备薄层板层析,采用活性跟踪法从中分离纯化杀线虫活性化合物;化合物经光谱及波谱分析和文献对照,进行结构鉴定。从60份样品中分离得到356株菌落形态有差异的放线菌。初筛得到16株对根结线虫校正死亡率在80%以上的菌株,复筛获得3株线虫校正死亡率在95%以上的菌株,其中分离自海泥样品中的菌株HA10002抗线虫活性最强,发酵原液的校正死亡率达100%。HA10002经鉴定为白浅灰链霉菌,从其发酵液中分离获得2个活性化合物,其中A26 3为Nocardamine,A22 1的结构正在进一步鉴定中。上述结果表明,筛选出的放线菌HA10002能合成2种以上杀根结线虫的活性代谢产物,是一株遗传稳定且具有开发潜力的活性菌株。     

多花黑麦草特高和多年生黑麦草四季高频组培再生体系的优化与建立

对在贵州地区广泛种植的多花黑麦草特高(Lolium multiflorum‘Tetragold’)和多年生黑麦草四季(L.perenne‘Four seasons’)的成熟种子进行了愈伤组织诱导及植株再生的研究,建立了两个品种的胚性愈伤组织高频诱导与再生体系。结果表明,剥去成熟种子的颖壳,切除1/3胚乳端,将特高接种于CC+7mg·L~(-1) 2,4-D+0.5mg·L~(-1) 6-BA、四季接种于CC+5mg·L~(-1) 2,4-D+0.5 mg·L~(-1) 6-BA的培养基中,在明显降低组培污染率的同时,能分别得到65.52%和63.55%的最高愈伤组织诱导率;将两个品种诱导出的愈伤组织转移在MS+0.5 mg·L~(-1) 2,4-D+0.5mg·L~(-1) 6-BA+1.25mg·L~(-1) CuSO4+1.0g·L~(-1) CH的继代培养基上,能促进质量较好的Ⅱ型胚性愈伤组织的形成;根据后续转化试验所选用的植物表达载体pCAMBIA 1300的抗性特点,30~40mg·L~(-1)的潮霉素是两个品种愈伤组织最佳的筛选剂和临界浓度;特高的胚性愈伤组织接种在MS+2.0 mg·L~(-1) 6-BA+0.5 mg·L~(-1) NAA+0.1mg·L~(-1) TDZ的培养基上,可以产生86.37%的最高分化率,四季的胚性愈伤组织接种在MS+6.0 mg·L~(-1) 6-BA+0.3mg·L~(-1) NAA+5.0mg·L~(-1) KT的培养基上,能得到85.40%的最高分化率;生根培养基1/2MS+0.5 mg·L~(-1)NAA+0.5mg·L~(-1) IAA能让两个品种分化出的不定芽形成100%的生根率;以腐殖土∶蛭石∶砂壤土=1∶1∶1的混合材料作为营养土,能保证组培再生苗达到99%以上的成活率。优化建立的高频组培再生体系为下一步的遗传转化奠定了基础。     

大豆根际促生菌的分离筛选及其对大豆和百脉根生长与品质的影响

从贵州毕节地区大豆根际土壤中分离溶磷菌株,从大豆根瘤中分离根瘤菌株。对分离出的溶磷圈直径与菌落直径的比值(D/d值)在2.20以上的溶磷菌株分别进行溶磷能力、生长素(IAA)及有机酸分泌能力、产酸产碱性能测定,筛选出优良溶磷菌4株;对分离出的根瘤菌通过大豆试管苗回接及促生效应试验,筛选出高效根瘤菌2株。将筛选出的6株菌经拮抗反应试验后分别按单一溶磷菌接种剂、单一根瘤菌接种剂、溶磷菌+根瘤菌复合接种剂3种处理制备菌悬液,采用盆栽方法分别对大豆和百脉根进行促生效应试验。结果表明,与对照相比,除单一根瘤接种剂对增加大豆株高无效果外,另外2个处理对大豆株高有提升效果,所有处理对大豆茎粗、生物量、结荚数、荚重、单粒数及单粒重都有明显的促进作用。其中溶磷菌+根瘤菌复合菌液对大豆株高、茎粗、幼苗地上生物量和地下生物量的促进效果最好,分别比对照高出21.26%,40.79%,15.88%和42.19%。3个处理对百脉根的第一、二茬株高及地上生物量、全氮、全磷和粗蛋白含量均有明显的提升效应,其中依然是溶磷菌+根瘤菌复合菌液的处理效果最好,分别比对照高出20.82%,54.88%,106.14%,148.78%,19.34%,61.88%和19.34%,与对照差异均达极显著水平(P0.01)。说明所筛选的菌株组合能产生良好的促生互作效应。     

烤烟与牧草间作试验效益分析

晴隆县是一个典型的喀斯特山区农业县,生态畜牧与烤烟是全县的重要支柱产业。针对人均耕地少、粮烟争地矛盾突出等现象,项目组在该县菜籽村进行了烟-草间作生产效应试验。结果表明,烟草间作有利于减少烤烟病虫危害的发生。除红三叶和白三叶以外,其余参试草种间作小区单位面积的经济效益均高于烤烟单作,而且间作牧草在延长产业链的同时还具有良好的生态效益。     

贵州尾矿区野生豆科牧草根瘤菌及其抗性测定

为了筛选获得对复合重金属具有耐受能力且能在本地豆科植物根系内定殖共生的抗性根瘤菌,本研究从贵州省内的锰矿区、铅锌矿区采集野生豆科牧草根瘤样品,经分离纯化、菌体形态观察、16S rRNA基因序列比对分析,获得71个根瘤菌保存菌株。系统发育和区系分析结果表明,分离菌株分属7属28种,其中根瘤菌属(Rhizobium)的分布频率高达54.93%,为优势属,木兰根瘤菌(R.indigoferae)的分布频率最高(15.49%),为优势种。选择来自不同尾矿区、不同种类的根瘤菌17株,采用重金属平板法测定各供试菌株对贵州尾矿土分布较多的Pb²⁺,Zn²⁺,Cr⁶⁺,Mn²⁺,Cd²⁺五种重金属的耐受性,结果发现17个菌株对3种或3种以上的重金属都具有不同程度的耐受能力,其中HMZT039-6,HSST042-6,HSST042-1,ZHQT052-1和HXTT050-1对5种重金属离子均有耐受能力,为筛选出的最优抗性根瘤菌株。本研究结果可为本地区土壤重金属污染的修复治理提供共生微生物资源。     

根结线虫拮抗放线菌菌株DA07118的筛选与鉴定及其发酵条件的优化

从海南东寨港红树林、尖峰岭等原始森林及黄流地区发病蕉园采集土壤样品,分离得到215株放线菌菌株。以根结线虫为靶标线虫对215株放线菌进行筛选,获得18株对根结线虫校正死亡率在80%以上的菌株。菌株DA07118抗线虫活性最强,校正死亡率达100%;经5次继代培养,仍具有稳定产生杀线虫活性物质的能力。通过形态学、生理生化反应和16S rDAN分类鉴定,将该菌株归类为链霉菌属Streptomyces。进一步的发酵条件优化试验,确定该菌株产活性物质的最佳培养基配方为（g/L）：麦芽糖10g、蔗糖25g、酵母膏20g、蛋白胨20g、K2HPO4 0.5g,初始pH7.0。发酵优化后,菌株发酵液的10倍稀释液处理后24h对根结线虫的校正击倒率从优化前的75.0%提高到93.7%。     

牧草促生菌分离鉴定及对大豆促生性能的研究

以大豆(黔豆 1号)为研究对象，从贵州不同地区采集的根瘤样品中，挑选菌落隆起、边缘整齐、有粘液，且固氮酶活性较高的 6个菌株进行鉴定并制成复合接种剂，分析不同组合处理对大豆的株高、根长、根瘤数、地上与地下部分生物产量等的影响，测定了营养品质粗蛋白(CP)、中性纤维(NDF)、酸性纤维(ADF)、全磷(P)、钙(Ca)的含量，旨在从中筛选出与大豆植株共生匹配最佳的组合菌株。结果表明:经鉴定其中 4株是根瘤菌(R286-1、R287-3、R310-1、R325-3)，2株为内生细菌(R286-5、R287-5)。与单一接种根瘤菌处理相比，大多组合接种剂可显著促进大豆的茎粗，地上部分干物质重量 B2，D1和 D2的效果最明显，A1、B1和 D1增加根系生物量的效果最佳，根瘤数 A2、B2、C1和 D1结瘤最多。加施内生细菌能显著提高植物的 CP含量，复合菌剂比 CK提高 4.6%～13.1%，Ca含量仅 D1比 CK下降11.3%，其他组合提高 4.1%～20.8%，明显降低了ADF含量(除A1、B1、B2、D1)。综合分析，应用生产潜力最大的 4个菌组为A2、B2、C1、D2，为大豆菌肥的研制奠定试验基础。