楚雄南苜蓿根瘤菌的鉴定及其耐酸耐铝特性研究

为了获得耐酸铝性强的楚雄南苜蓿(Medicago polymorpha L.)共生根瘤菌菌株,本研究对从不同地区采集到的5份根瘤样品进行分离、纯化和鉴定。对鉴定得到的根瘤菌进行菌体形态观察、低氮回接以及耐酸、铝特性的研究。结果表明：YS-8,YS-10,DH-9,DH-31属于根瘤菌属根瘤菌、CX-44属于中华根瘤菌属苜蓿中华根瘤菌,5个菌株均符合根瘤菌基本形态特征。接种5株根瘤菌后,楚雄南苜蓿的干重、鲜重、株高、结瘤数均显著高于对照(P<0.05);pH值在4.5～7.5范围内,5株菌株均能正常生长,当pH值=3.5时,5株菌株全部死亡;当Al³⁺浓度在100～1 500 mg·L^-1之间,随着Al³⁺浓度的升高,菌株生长逐渐缓慢,Al³⁺浓度达到2 000 mg·L^-1时,5株菌株全部死亡。分离出的5株根瘤菌均能与楚雄南苜蓿共生结瘤并促进其生长,且具有较强的耐酸铝性。筛选出的5株根瘤菌均能在pH值大于3.5且铝离子浓度(pH值=5)小于1 500 mg·L^-...     

贵州岩溶山区野生天蓝苜蓿根瘤菌资源发掘、固氮特性及其多样性研究

天蓝苜蓿(Medicago lupulina)是一种广为分布的优良野生豆科饲草植物。为了发掘贵州岩溶山区天蓝苜蓿特定的根瘤菌资源，筛选获得固氮促生能力强、寄主识别范围广的高效抗逆天蓝苜蓿根瘤菌，从贵州省19个县(市)4个不同生态功能区采集天蓝苜蓿根瘤样品，经分离、纯化、菌体形态观察、16S rRNA基因序列比对分析，获得69个根瘤菌保存菌株。区系分析结果表明，分离菌株分属6属25种，其中中华根瘤菌属(Sinorhizobium)的分布频率高达55.71%，为优势属，草木樨中华根瘤菌(S.meliloti)分布频率达到38.51%，为优势种。选择来自不同地域、不同种类的天蓝苜蓿根瘤菌28株，采用百脉根盆栽回接方法，结合菌株固氮酶活性的测定，筛选出优良促生固氮根瘤菌9株，其中5个菌株的酶活力及植物促生效果与另外4株的差异均达显著(P<0.05)或极显著水平(P<0.01)，为最优促生根瘤菌。本研究结果可为区域草业发展及生态环境建设提供共生微生物资源。     

贵州岩溶山区多花木蓝根瘤菌及高效菌株筛选

为了筛选获得寄主识别范围广、结瘤固氮能力强的抗逆高效多花木蓝（Indigofera amblyantha）根瘤菌资源,本研究从贵州省22个县（市）5个不同生态功能区采集多花木蓝根瘤样品,经分离、纯化根瘤菌株,观察菌体形态结构,结合16S rRNA基因序列分析比对结果后,选择来自不同地域、不同种类的多花木蓝根瘤菌,采用盆栽回接方法,结合菌株固氮酶活性的测定,筛选结瘤固氮能力强、植物促生效果好的优良根瘤菌株。结果发现：共分离纯化获得33个根瘤菌株,经鉴定分属6属22种。筛选出优良促生固氮根瘤菌6株,其中分离自罗甸县沫阳镇多花木蓝根瘤样品的菌株LMIR32-1为最优促生根瘤菌,其固氮酶活性高达263.05 IU·L^-1,酶活力及植物促生效果与另外5个优良菌株的差异均达显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）水平。本研究结果为豆科牧草共生体系在本地区农牧业生产及生态环境建设中的综合应用提供了理论基础。     

新疆和陕西三叶草属根瘤菌16S rDNA多态性及系统发育研究

为阐明西北部分地区三叶草属(Trifolium L.)根瘤菌遗传多样性及系统发育地位,于2007年12月采用16S rDNA PCR-RFLP与16S rDNA全序列分析,对50株分离自新疆和陕西地区的三叶草属根瘤菌进行系统研究。结果表明:所有供试菌株产生了5种16S rDNA基因型,归属于根瘤菌属(Rhizobium)、土壤杆菌属(Agrobacterium)、叶杆菌属(Phyllobacterium)3个系统发育分支,表现出较为丰富的共生固氮体系多态性。其中,CCNWXJ0140在系统发育树中与三叶草叶杆菌模式菌株P.trifolii PETP02关系较近,序列相似性为98.9%,也扩大了可与三叶草形成共生关系的根瘤菌种类的范围。通过不同地区同一寄主的三叶草根瘤菌的比较,发现其共生关系因地理分布不同而具有多样性,因此,对于丰富三叶草根瘤菌资源及其开发利用具有重要意义。     

紫花苜蓿种子内生根瘤菌定位及灭菌方法研究

为探寻苜蓿种子内生根瘤菌的有效灭菌方法,试验以‘甘农9号’紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.9’)种子为材料,设置DF(碘伏浸泡6min),DS(碘伏浸泡5min→无菌水冲洗→ST液-0.9%无菌氯化钠溶液和0.5%吐温80浸1min),SH3(3%次氯酸钠浸泡6min)和SH10(10%次氯酸钠浸泡6min)4种灭菌方法,分别以完整种子、去皮种子、种皮、子叶、胚、子叶+胚、子叶-胚连接处、幼苗为研究材料,以无菌水浸泡相应时间处理为对照,分析4种灭菌方法对供试材料内生根瘤菌的灭菌情况以及对种子萌发能力及幼苗生长的影响。结果表明：内生根瘤菌主要分布于紫花苜蓿种子的子叶+胚(52.7个·粒^-1)中,种皮有少量分布(16个·粒^-1),而在子叶+胚组织中内生根瘤菌主要分布于子叶-胚连接处(38.33个·粒^-1),其余分布数量依次为子叶(9.67个·粒^-1)、胚(4.17个·粒^-1);DS处理可对种子完全灭菌,且DS处理下完整种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽长、胚根长和幼苗长与CK差异不显著。综上,子叶-胚连接处是紫花苜蓿种子内生根瘤菌的主要存在部位,DS处理是紫花苜蓿种子内生根瘤菌的最佳灭菌方法。     

溶磷红豆草根瘤菌的分离和筛选

为获得溶磷红豆草(Onobrychis viciae folia)根瘤菌(Rhizobium sp.),本研究以Winogradsky无氮培养基和PKO溶磷培养基从红豆草根瘤中分离菌株。按解磷-固氮-结瘤的顺序逐级筛选,结合培养观察和回接鉴定。最终获得3株溶磷根瘤菌RS-1,RS-8和RS-14。其中RS-1产生长素能力及回接根瘤固氮酶活性均较高,溶磷量6.98mg·L^-1·d^-1,适应pH4~12的环境并耐受11%的盐胁迫。表明该筛选方法简便有效,菌株应用前景好。     

转rstB基因苜蓿耐盐性评价(简报)

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)(以下简称苜蓿)是一种比较耐盐的豆科牧草,能在轻度盐碱地种植^[1]。rstB 基因来源于费氏中华根瘤菌耐盐菌株RT19,可使费氏中华根瘤菌盐敏感突变体RC33恢复耐盐性,推测该读码框编码的基因与渗透调节相关。rstB基因定位在细胞壁上,是一个分泌型蛋白,有在根部表达(或积累)的偏好性,属于细胞壁缔合蛋白类成员,可以提高植物的耐盐性^[2~6]。     

川西北高寒草甸植物根际促生菌筛选及其特性研究

为获得多功能的高寒植物根际促生菌（Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR）,并明确其生理生化特性,本研究采用选择性培养基法从川西北广泛分布的5种高寒草甸植物根际土壤和根系中分离了44株菌株,并对菌株的溶磷、固氮和解钾特性进行测定。结果显示：25株为溶无机磷菌株,24株为溶有机磷菌株,溶磷量分别在10.98～90.27 μg·mL^-1和10.58～64.56 μg·mL^-1之间;固氮菌株共20株,其固氮酶活性介于5.23～64.87 nmol（C₂H₄）·h^-1·mL^-1之间;解钾菌株21株,解钾量在9.23～73.21 μg·mL^-1之间。经过形态学和生理生化特征分析,最终筛选出12株兼具溶磷、固氮和解钾的多功能菌株,分子鉴定将其归属于不动杆菌属（Acinetobacter）、沙雷氏菌属（Serratia）、假单胞菌属（Pseudomoas）、芽孢杆菌属（Bacillus）、戴尔福特菌属（Delftia）和寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）。研究结果可为川西北高原土壤微生物菌肥的开发提供优质菌源参考。     

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。     

镉胁迫对3种柱花草生长及植株镉积累和分配的影响

利用不同浓度镉离子(Cd²⁺)溶液对3个柱花草(Stylosanthes spp.)品种进行不同程度的胁迫处理,以研究Cd²⁺胁迫对柱花草生长、镉积累及其分配的影响。结果表明:随着Cd²⁺浓度的增加,3种柱花草生长均受到抑制,Cd²⁺胁迫对西卡柱花草(Stylosanthes scabra cv.Seca)株高、分枝数、地上部和地下部生物量影响最大,其次是TPRC2001-1柱花草(Stylosanthes guianensis.TPRC2001-1),而热研2号柱花草(Stylosanthes guianensis cv.Reyan2)影响最小;在Cd²⁺胁迫下3种柱花草地上部和地下部Cd²⁺含量均显著增加,TPRC2001-1柱花草体内含Cd²⁺量较热研2号柱花草和西卡柱花草大;地上部富集系数随Cd²⁺浓度增加呈下降趋势,且在低Cd²⁺浓度(≤1 mg·kg^-1)下更易富集Cd²⁺;Cd²⁺转运系数呈现先上升后下降。     

贵州锰矿废渣堆场重金属污染风险评价及草本植物重金属吸收特征

为明确锰矿废渣堆场重金属污染及优势草本植物重金属吸收特征,对贵州省典型锰矿废渣堆场的重金属污染风险进行了评价,并调查研究了锰矿废渣堆场草本植物的类群及重金属吸收特征。共采集优势草本植物18种,隶属11科18属,菊科和禾本科为优势科。对18种草本植物体地上部、地下部及其生长基质中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb和Mn 7种重金属元素进行了测定,结果显示,锰矿废渣堆场重金属污染空间变异较大,Mn污染最严重,其次是Cd,属于Mn、Cd复合型污染。计算了草本植物对7种重金属元素的富集系数、转运系数,并对18种草本植物进行了聚类分析,综合分析了草本植物重金属吸收特征,结果显示,看麦娘对Cd富集系数达22.49,对Cd有较强的富集能力;五节芒、商陆对Cr、Ni具有较强的富集能力和转运能力;风毛菊和夏枯草对锰矿废渣区多种重金属均表现出较强的富集能力和转运能力。研究结果表明,锰矿废渣堆场主要为Mn和Cd污染,矿区本土自然生长的优势草本植物可作为生态修复的首选植物。     

藏中矿区先锋植物重金属积累特征及耐性研究

西藏中部矿区重金属污染严重,在矿区废弃地的先锋植物中筛选和研究适合当地气候与土壤条件的重金属耐性植物,是藏中矿区植被恢复和污染土壤修复的前提。本研究采用野外调查取样,并结合室内分析测试来进行。对矿区尾矿库生长的6种先锋植物及其土壤重金属含量进行测定分析,结果表明：拉屋矿区尾矿库重金属污染严重,并且土壤受到Zn,Cu,Pb,Cd元素的复合污染;6种先锋植物均能适应矿区土壤重金属元素较高的环境,对重金属具有一定的耐性;6种植物对重金属的吸收表现出3种特征：尼泊尔酸模（Rumex nepalensis）和紫羊茅（Festuca rubra）属于富集型植物;高山嵩草（Kobresia pygmaea）、高原荨麻（Urtica hyperborea）、珠芽蓼（Polygonum viviparum）属于根部囤积型植物;垂穗披碱草（Elymus nutans）属于重金属规避型植物;在复合污染条件下,尼泊尔酸模对Zn的吸收超过1000 mg·kg^-1,高原荨麻对Cd的吸收超过50 mg·kg^-1,高原荨麻和尼泊尔酸模具备超富集植物的特征和潜能,对尾矿库区重金属污染有较强的耐性,可作为治理该地区污染环境的修复材料。     

NaCl胁迫下盐生草在不同重金属处理下的萌发特性分析

本研究首次以盐生草（Halogeton glomeratus）为材料,模拟盐胁迫（100 mmol·L^-1 NaCl）环境,探讨不同浓度重金属Cu²⁺,Zn²⁺,Ni²⁺,Cd²⁺,Pb²⁺处理对其萌发特性的影响。结果表明：随处理浓度的升高,发芽率和发芽势均表现为先升高后下降趋势,表明低浓度重金属离子可促进植物的萌发,幼苗鲜重、干重、株高均呈现逐渐下降趋势。测定离子含量得出,Cd²⁺和Pb²⁺离子含量随着胁迫加重呈先升高后下降的趋势,Cu²⁺,Zn²⁺和Ni²⁺离子含量逐渐增加。测定根系活力发现,Cu²⁺,Zn²⁺根系活力随浓度的升高呈先上升后下降趋势,Ni²⁺,Cd²⁺,Pb²⁺根系活力逐渐降低。综合聚类及主成分分析得出：盐生草耐Cu²⁺,Zn²⁺,Ni²⁺,Cd²⁺,Pb²⁺的临界浓度分别为：1.00 mmol·L^-1,10.00 mmol·L^-1,0.30 mmol·L^-1,0.20 mmol·L^-1和0.50 mmol·L^-1,在胁迫浓度达临界值时贡献率最大的指标分别为：萌发指标、干重、发芽势、干重和发芽势。     

不同重金属胁迫对盐生草种子萌发特性的影响

以盐生植物盐生草为材料,研究不同重金属胁迫下其种子萌发特性,探讨盐生草种子萌发期对不同重金属的耐受程度,旨在为盐生草对重金属污染土壤修复提供理论依据。以5种主要土壤重金属污染物(Cu、Zn、Ni、Cd、Pb)胁迫处理盐生草种子,对其发芽率、发芽势、株高、鲜重、干重、根系活力和离子含量进行测定,并对以上指标进行聚类分析和主成分分析。结果表明:在5种不同重金属胁迫下,低浓度处理对盐生草种子萌发影响较小,高浓度则产生抑制作用;但是其对幼苗生长指标的影响不同,其中,株高、鲜重和根系活力在低浓度Zn^2+、Pb^2+处理下与对照差异不显著,但在5.00 mmol·L^-1 Zn^2+和3.00 mmol·L^-1 Pb^2+胁迫下显著降低,以上指标均低于各重金属胁迫下对照的55%和52%;低浓度Cu^2+、Ni^2+、Cd^2+显著抑制盐生草幼苗的株高、鲜重和根系活力,且分别在3.00 mmol·L-1 Cu^2+和Ni^2+、0.20 mmol·L^-1 Cd^2+胁迫下降低最为显著,株高、鲜重和根系活力均低于各金属胁迫下对照的40%、46%和53%;组织内各金属离子含量随处理浓度的升高而增大,同时在5.00 mmol·L-1 Zn2+,3.00 mmol·L^-1 Pb^2+、Cu^2+、Ni^2+和0.20 mmol·L^-1 Cd2+胁迫下升高幅度最大。聚类分析结果显示,以3.00 mmol·L^-1 Zn^2+,1.00 mmol·L^-1 Pb^2+、Cu^2+、Ni^2+和0.10 mmol·L^-1 Cd^2+为结点,将各金属胁迫浓度聚为两类,并对上述结点下各指标进行主成分分析,发现在重金属Zn^2+、Pb^2+、Ni^2+胁迫下,发芽指标贡献率最大,Cu^2+、Cd^2+胁迫下,生物量指标贡献率最大。上述结果说明,在重金属Zn2+浓度低于3.00 mmol·L^-1,Cu^2+、Ni^2+和Pb2+浓度低于1.00 mmol·L^-1,Cd^2+浓度低于0.10 mmol·L^-1的处理环境下,其对盐生草种子萌发和幼苗生长的影响较小;发芽指标可首选为评价盐生草萌发期耐重金属Zn^2+、Pb^2+和Ni2+的重要参数,生物量可首选为评价盐生草萌发期耐重金属Cu2+和Cd2+的重要参数。     

重金属Cu2+、Cd2+和Pb2+对8种禾草种子萌发和幼苗生长的影响

研究了不同浓度Cu²⁺（200、300、400和500 mg·L^-1）、Cd²⁺（1、50、150和200 mg·L^-1）、Pb²⁺（500、1 000、1 500和2 000 mg·L^-1）对8种禾本科牧草种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明：重金属离子胁迫对禾本科植物种子的发芽和幼苗生长的影响因植物种类及重金属离子不同而有差异。随着Cu²⁺,Cd²⁺和Pb²⁺浓度的增大,8种禾本科草种的相对发芽率、相对发芽指数和相对活力指数均呈不同程度的下降。供试不同浓度的Cu²⁺,Cd²⁺和Pb²⁺对8种植物幼苗生长均有抑制作用,高浓度胁迫下会出现“无根苗”。通过采用性状相对值对本试验进行隶属函数值综合评价,8种禾本科植物耐Cu²⁺的强弱顺序为：玉米 > 高丹草 > 燕麦 > 黑麦 > 无芒雀麦 > 黑麦草 > 垂穗披碱草 > 高羊茅,耐Cd²⁺的强弱顺序为：高丹草 > 黑麦 > 玉米 > 燕麦 > 无芒雀麦 > 垂穗披碱草 > 黑麦草 > 高羊茅,耐Pb²⁺的强弱顺序为：高丹草 > 燕麦 > 玉米 > 黑麦 > 无芒雀麦 > 垂穗披碱草 > 黑麦草 > 高羊茅。     

铜、镉、铅对7种豆科牧草种子萌发和幼苗生长的影响

以蒸馏水为对照,研究了重金属铜、镉、铅离子对7种豆科植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,随着Cu²⁺,Cd²⁺和Pb²⁺浓度的增大,毛苕子(Vicia villosa)、红三叶(Trifolium pratense)、苜蓿(Medicago varia)、小冠花(Coronilla varia)、扁蓿豆(Medicago ruthenica)和百脉根(Lotus corniculatus)种子的发芽率、发芽指数、幼苗的根长和芽长均呈不同程度的降低趋势;但毛苕子的降低趋势相对较缓。经300 mg·L^-1的Cu²⁺处理后,红豆草种子发芽率显著高于对照(P <0.05),在200,300和400 mg·L^-1浓度的Cu²⁺下红豆草种子的发芽指数均显著高于对照;经150 mg·L^-1的Cd²⁺浓度处理下红豆草种子的发芽指数显著高于对照;在500和1000 mg·L^-1 的Pb²⁺处理下红豆草种子的发芽指数显著高于对照和2000 mg·L^-1 的Pb²⁺处理(P <0.05)。随着Cu²⁺,Cd²⁺和Pb²⁺离子浓度的增大,红豆草种子萌发后形成的幼苗的根长和芽长都呈降低趋势。采用模糊数学隶属函数法,对供试7种豆科植物种子相对发芽率、相对发芽指数、相对芽长和相对根长进行隶属函数值计算,得出种子萌发期耐重金属胁迫的隶属函数总平均值,耐Cu²⁺的强弱顺序为:红豆草 >毛苕子 >红三叶 >百脉根 >苜蓿 >扁蓿豆 >小冠花;耐Cd²⁺的强弱顺序为:红豆草 >毛苕子 >红三叶 >百脉根 >扁蓿豆 >苜蓿 >小冠花;耐Pb²⁺的强弱顺序为:红豆草 >毛苕子 >扁蓿豆 >红三叶 >小冠花 >苜蓿 >百脉根。综合分析,红豆草和毛苕子种子在萌发期对重金属Cu²⁺,Cd²⁺和Pb²⁺的耐性较好。     

高寒草地耐低温植物根际促生菌的筛选鉴定及特性研究

为获得优良植物根际促生菌(PGPR)并明确其促生特性,以红原地区广泛分布的3种高寒草地优势植物为材料,采用选择性培养基从3种高寒植物根际分离、筛选具有固氮、溶磷、分泌植物激素能力的耐低温植物根际促生菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定。结果表明:毛稃羊茅、洽草、紫穗鹅观草植物根际分布着大量根际细菌,且PGPR在根际不同部位的数量呈现出根系表面(RP)>根表土壤(RS)>根内(HP)的分布规律。经筛选共获得76株PGPR菌株,其中固氮菌30株,其固氮酶活性为124.61～311.04 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1;溶解无机磷菌株24株,溶解有机磷菌株22株,溶磷量分别为249.85～558.07μg·mL^-1和52.25～158.77μg·mL^-1。挑选固氮酶活性较高、溶磷能力较强的27株PGPR菌株进行分泌植物激素能力测定,26株菌株具有分泌赤霉素(GA₃)的能力,分泌量为0.60～52.91μg·mL