根瘤菌的分类、鉴定及应用技术研究现状

豆科植物(legumines)作为重要的粮食及经济作物,一直以来被广受重视。根瘤菌(Rhizbium)是一类普遍存在于土壤中的革兰氏阴性杆菌,可与豆科植物形成共生固氮体系,不仅可以提高植物的产量而且对周边生态环境无影响。根瘤菌与豆科植物的共生体系是生物固氮效率最高的,占生物固氮总量的65%以上。深入研究这种共生固氮体系对中国农业的可持续发展具有重要意义。近年来,越来越多的学者参与到根瘤菌的分类、鉴定以及应用技术的研究。本文主要从根瘤菌的分类、形态水平、生理生化水平、细胞组分、核酸分子水平的鉴定和根瘤菌的应用等方面进行了综述,为根瘤菌的实际应用提供参考依据。     

接种根瘤菌对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为筛选南疆结瘤能力强且对春大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,探讨大豆品种和根瘤菌的匹配性,以前期分离、鉴定、纯化的3株根瘤菌菌株为材料,对南疆地区3个春大豆品种进行了田间接种试验,测定大豆根瘤数、根瘤干重、大豆地上部干物质积累分配、产量及其构成因素的变化.结果表明:接种不同根瘤菌均能促进南疆不同春大豆品种根系结瘤,促进结瘤效果存在差异,黑农61接种T6能显著增加中后期根瘤数、根瘤干重,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著增加结瘤数和根瘤干重,SN7-2在春大豆生育前期、T6在生育后期作用明显;黑农61接种SMH12,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著促进干物质积累;新大豆8号接种SN7-2、石大豆2号接种T6、黑农61接种SMH12能促进干物质向生殖器官分配.接种根瘤菌能通过增加主茎节数、单株荚数和百粒重提高春大豆产量,新大豆8号与SN7-2、石大豆2号与SN7-2、黑农61与SMH12匹配性最好.     

8株优良大豆根瘤菌与不同地区27个大豆主栽品种的匹配性研究

大豆是我国重要的油料作物和高蛋白粮饲兼用作物,具有与根瘤菌共生固氮的能力。近十几年来,我国大豆品种更新快,导致大豆根瘤菌株与新品种匹配能力差、接种效果不明显。筛选与主栽大豆品种匹配性好、固氮效率高的广谱性优良菌株,可为针对性的施用大豆根瘤菌接种剂提供菌种资源和方案。选取本实验室前期分离保存的6个优良快生型大豆根瘤菌株和2个慢生型大豆根瘤菌株,在砂培盆栽条件下与不同地区的27个大豆主栽品种进行匹配试验。测定分析了植株地上部分生物量、高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活指标。结果表明:不同大豆根瘤菌之间结瘤固氮能力存在极显著的差异;供试根瘤菌均能够与国内24个大豆品种结瘤,广谱性较好;植株地上部分高度、根瘤数量、根瘤生物量和根瘤固氮酶活与地上部分生物量呈显著相关;大部分接种根瘤菌后的植物生物量显著高于CK;HN01、GR3、HH29、HH103匹配性和固氮效率均不逊色于USDA110,具有在东北地区、黄淮海地区、长江流域、东南地区推广的潜能;从品种来看,中豆39、BD2、天隆1号与8株供试大豆根瘤菌的匹配接种表现出高生物量特点。此外,本文还筛选出大豆-大豆根瘤菌的表型最佳匹配组合中豆39-GR3,适合长江流域地区;同样筛选到东北地区、黄淮海地区、东南地区最佳匹配组合,分别是HN01-辽豆14、HN01-徐豆14、HN01-BD2。本文初步建立了优良根瘤菌与大豆主栽品种的匹配关系,为在田间试验中进一步筛选和应用这些优良菌株提供了材料和指导。     

不同贮存方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌数量变化的影响

为探索不同贮存方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌数量的影响,本试验以7种不同处理的甘农5号紫花苜蓿种子(结荚期G切,G浇,G+苦,1切,1浇,1+苦;对照)为试验材料,常温风干两个月后,采用25℃,-4℃,4℃三种不同温度保存,以未用荧光标记根瘤菌处理的种子和常温干燥条件为对照,保存6个月后检测种子内根瘤菌数量。试验结果显示:从种子内根瘤菌数量来看,常温(25℃)干燥和-4℃条件贮存时更利于根瘤菌在种子内的繁殖,而铝箔密封贮存效果优于信封和信封+布袋。从生产实践及种子贮存的方便性考虑,-4℃铝箔纸密封保存更利于种子内根瘤菌的增长和繁殖,但利于更多根瘤菌在种子内繁殖并获得稳定高产植株种子的贮存条件仍有待于进一步研究。     

接种根瘤菌对西南地区大豆光合性能和固氮能力的影响

为探讨接种根瘤菌对西南地区大豆固氮能力的有效性，在大田试验条件下，以根瘤菌株 Bradyrhizobium japonicum5038和B. japonicum 5136侵染南黑豆20和南夏豆25，比较两个大豆品种接种后植株的光合特性和叶绿素 含量，考察根瘤数量并测定分析其蔗糖含量、豆血红蛋白含量和固氮酶活性。结果表明：接种后两大豆品种叶片 chla/b值显著下降，叶绿素含量、净光合速率和气孔导度显著增加；根瘤数、单株瘤重、植株地上部和地下部生物量 均显著增加，单个瘤重和根冠比则无显著变化；根瘤内蔗糖含量和豆血红蛋白含量均显著增加，固氮酶活性提高。 不同大豆品种对不同菌株的响应不同，南夏豆25与根瘤菌B.japonicum5136的适配性最好，接种后大豆光合性能和 固氮能力的改善效果明显优于南黑豆20。     

接种根瘤菌后3个紫花苜蓿品种耐盐性综合评价

研究苜蓿中华根瘤菌共生3个耐盐性高的紫花苜蓿品种,以选育适宜在内蒙古盐渍土地区大量种植的紫花苜蓿品种。以内蒙古地区常见的3个紫花苜蓿品种(中苜1号、金皇后、阿尔冈金)为试验材料,利用不同浓度NaCl溶液(0、50、150 mmol/L)模拟盐害环境,对3个紫花苜蓿品种接种苜蓿中华根瘤菌,测定紫花苜蓿品种的地上部分鲜质量、根鲜质量、根瘤数、有效根瘤数、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度、可溶性糖质量分数6项指标,依据隶属函数法进行耐盐性综合评价。当盐浓度达到50 mmol/L时,3个紫花苜蓿品种中金皇后与苜蓿中华根瘤菌共生耐盐效果最好,相比于不接种地上部分鲜质量增加6.14 g,MDA质量摩尔浓度低至0.91mmol/g,可溶性糖质量分数高达21.65 mg/g,在3个紫花苜蓿品种中膜脂过氧化程度最低,渗透调节能力最强。当盐浓度达到150 mmol/L时,接种苜蓿中华根瘤菌对3个紫花苜蓿品种影响微弱。耐盐性强弱依次为金皇后(接种RM)、中苜1号(接种RM)、阿尔冈金(接种RM)、中苜1号(未接种RM)、金皇后(未接种RM)、阿尔冈金(未接种RM)。不同盐浓度(0、50、150 mmol/L)对3个紫花苜蓿品种生长均有抑制作用,且抑制效果随盐浓度升高而增强。在轻度盐害(50 mmol/L)环境下,接种苜蓿中华根瘤菌有效缓解盐对紫花苜蓿的伤害,其中金皇后耐盐性最强。当重度盐害(150 mmol/L)发生时,接种苜蓿中华根瘤菌对紫花苜蓿作用效果不明显甚至不起作用。     

供磷水平对‘热研5号'柱花草-根瘤菌共生体系的影响

为研究不同供磷水平对热研5号柱花草(Stylosanthes guianensis‘Reyan No.5')-根瘤菌共生体系的影响,利用水培试验对接种7株不同根瘤菌的柱花草进行3个磷浓度的处理,通过对柱花草干重、植株含氮量、根瘤数、固氮酶活性的测定及分析确定磷对共生体系的影响。结果表明:低磷不利于柱花草及根瘤菌共生体系的生长;菌株YM11-1,FS3-1-1在高磷时固氮促生效果最佳,菌株LZ3 2,RJS9-2,BS1-1,CJ1则在中等磷条件下固氮促生效果最佳,磷对菌株PN13-3的影响不大。     

新银合欢施石灰与根瘤菌接种效应的研究

新银合欢(Leucaena leucocephala cv.Salvador)又叫萨尔瓦多银合欢,是热带低地湿润地区树种,在适生条件下非常速生,是优良的多用途树种之一。 在自然条件下,新银合欢在中性和碱性土壤上生长良好,而适于该树生长的热带、亚热带气候区,土壤酸化现象日趋严重。许多国家试用施石灰、施肥、根瘤菌接种以及选种等     

大豆根瘤菌包衣试验研究简报

2017年按照大区对比法设计进行了大豆根瘤菌包衣减氮肥处理试验,结果表明,根瘤菌包衣处理后大豆植株高度稍有降低,保苗数变化不明显,主茎节数有所提高;单株荚数、单株粒数、百粒重提高4.5%~5.8%,单株粒重提高10.2%。实测产量处理区为194.6 kg/667m2,对照区为176.1 kg/667m2,增产10.5%。实测增产结果与考种单株粒重提高幅度基本一致。因此推广减氮减投的环境效益与增效效益显著。     

酸性土壤中决明属牧草高效根瘤菌的分离及筛选

为提高豆科决明属（Chamaecrista spp.）牧草的结瘤能力和固氮效率，促进决明属牧草在酸性土壤中的应用及推广，本研究以圆叶决明（Chamaecrista rotundifolia）和羽叶决明（Chamaecrasta nictitans）为试验材料，通过分离、纯化、nodA基因鉴定等方法，从酸性土壤里决明属牧草的根瘤中分离到10株候选根瘤菌株系。16S rDNA测序及系统发育树分析表明，这10株根瘤菌均属于慢生型根瘤菌。回接试验表明，上述10株根瘤菌均能与圆叶决明共生，形成根瘤。与不接种的对照相比，其固氮酶活性为0.08~4.65 μmol·g^-1·h^-1，植株干重、SPAD值和氮含量分别提高了99.17%~372.14%，399.27%~789.05%，235.00%~1043.33%。其中，4株根瘤菌TXR2，TXN1，WYSR1，JYN6对圆叶决明氮营养贡献最大，并且TXN1与宿主共生形成的根瘤数目最多，而JYN6的固氮酶活性最高。说明本研究分离鉴定到4株决明高效根瘤菌，具有较好的应用前景。