磁化水处理对苜蓿根瘤菌生长和结瘤固氮的影响

为明确磁化水对根瘤菌生长及结瘤固氮的作用,测定在2万Gs恒定磁场下处理的磁化水对苜蓿根瘤菌生长及其结瘤固氮的影响.结果表明:不同磁化次数的磁化水均能显著影响XGL026菌株生长,降低OD值,磁化水培养基中的活菌数为普通培养基的86.96%～65.72%,菌数降低幅度随磁化次数增加而增大,磁化3次以上的磁化水对活菌数的降低效应极为显著(P<0.01).在盆栽苜蓿上接种绿色荧光蛋白基因(GFP)标记菌株XGL026-GFP,采用磁化水灌溉对根瘤菌在根际土壤中的存活和定殖具有抑制作用,苜蓿单株结瘤数与普通水对照相比平均减少46.4%(P<0.01).磁化水处理的苜蓿地上、地下部分的固氮率分别降低21.06%和20.48%,固氮量分别降低26.64%和37.5%,植株干物质重分别减少27.62%和13.46%.表明磁化水处理对苜蓿根瘤菌的生长、定殖和固氮及植株干物质重均有抑制作用.     

地下滴灌苜蓿根瘤菌的接种效应

采用绿色荧光蛋白基因(green fluorescent protein,GFP)标记的苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)XGL026菌株接种,研究大田地下滴灌条件下根瘤菌的竞争结瘤性能和对紫花苜蓿草产量和品质的影响。结果表明:对生长4年的1~3茬苜蓿通过地下滴灌滴施接种根瘤菌能显著增加1~3茬苜蓿结瘤数、根瘤重,提高占瘤率(P<0.05)。接种根瘤菌处理较未接菌常规施肥(N+P+K)和仅施磷肥(P)处理,1~3茬苜蓿平均结瘤数分别增加16.4个和21.2个,每株根瘤重增加0.029和0.033 g;在1~3茬苜蓿上的平均占瘤率为49%,最高可达78%。接种根瘤菌能显著增加1~3茬苜蓿的鲜、干草产量,较未接菌对照平均分别提高15.8%和18.9%。粗蛋白含量增加2.16%,NDF和ADF分别降低3.25%和5.00%,明显改善了苜蓿草的品质。接种根瘤菌同时施用氮肥和磷肥(XGL026+N+P)较接种根瘤菌施用磷肥(XGL026+P)处理其接种效果更佳。研究结果证明,与常规施肥P+N+K处理相比,XGL026+N+P不仅具有良好的接种效应,显著增加结瘤能力,而且提高了草产量和提升品质,减少了肥料的施用量。本研究为地下滴灌模式下应用根瘤菌接种,促进苜蓿生产的提质增效提供了科学依据。     

接种不同根瘤菌对沙地苜蓿结瘤及生长状况的影响

筛选出适合科尔沁沙地种植的根瘤菌-苜蓿最佳匹配组合,试验以编号为9、8-3、5-1、18-1、Z12.3的根瘤菌菌株作为菌源,以不接种根瘤菌作对照,进行了不同紫花苜蓿和杂花苜蓿品种接种不同根瘤菌试验,分析了接种根瘤菌对苜蓿生长特性及根瘤生长的影响。结果表明:肇东-(9)、农菁8号-(8-3)、东苜1号-(5-1)、草原3号-(5-1)、公农1号-(18-1)5个组合的植株高度较其对照显著增高;农菁8号-(8-3)和草原3号-(5-1)组合的根瘤重量较其对照显著增加;肇东-(9)、肇东-(18-1)、草原3号-(5-1)3个组合的根瘤数较其对照显著增加;东苜1号-(5-1)、公农1号-(18-1)及草原3号-(5-1)的苜蓿单位面积枝条数较对照增加显著;亦有接种后株高、根瘤数和产量较对照低的组合。草原2号-(18-1)和公农1号(18-1)两组根瘤菌苜蓿匹配组合较好,适合在科尔沁地区推广应用。     

不同苜蓿-根瘤菌结瘤固氮能力变异的研究

从新疆、重庆和北京3个地区收集了7株苜蓿,从每株苜蓿上分离和纯化出1个根瘤菌菌株.通过抗生素筛选,得到了抗链霉素、新霉素、壮观霉素和卡那霉素的菌株4个,分别是HSmr、ANeor、ⅠSpr和XKmr.4个菌株和7个苜蓿品种做竞争结瘤实验和固氮能力实验结果表明:根瘤菌的竞争结瘤能力是根瘤菌本身的遗传因素和它长期所处的生态环境共进化的结果.几个菌株同时接种时,双感染或多感染普遍发生,并且双感染或多感染发生率受到多种因素的作用,培养条件、苜蓿品种、根瘤菌菌株以及培养条件与苜蓿品种相互作用都影响其发生率.苜蓿的固氮能力受到菌株、苜蓿品种以及两者相互作用的影响.菌株XKmr竞争结瘤能力最差,但固氮能力最强.     

不同施氮水平下接种根瘤菌对苜蓿固氮效能及种子生产的影响

设置田间小区试验和沙培试验,采用¹⁵N自然丰度法测定不同施氮水平下、不同方式接种根瘤菌对紫花苜蓿固氮效能、生长和种子产量的影响。结果表明,在50 kg/hm²低施氮量下,接种根瘤菌能增加苜蓿的根瘤数量和根瘤重量,苜蓿固氮率、固氮量均达到了最高,分别为(77.8±0.508)%和(452.51±2.568) kg/hm²。接种根瘤菌有效促进了苜蓿的生长,提高了地上部干物质积累,增加了有效分枝数、荚果数及种子产量,种子产量增幅平均达(59.7±0.118)%,显著高于不接种、不施氮和其他施氮处理。而施氮量超过50 kg/hm²,则会抑制根瘤菌结瘤,引起苜蓿固氮率、固氮量下降。随着施氮量增加,根瘤菌促进苜蓿植株生长的效应明显减弱,造成生物量和荚果数减少,种子增产幅度降低。比较秋播拌种和春季返青追施2种不同的根瘤菌接种方式,以秋播拌种根瘤菌结合施氮量50 kg/hm²时的增产最为显著。秋播拌种根瘤菌的生物固氮百分率和固氮量与苜蓿种子产量呈显著正相关。     

磷酸二氢钾对苜蓿幼苗体内根瘤菌运移及定殖的影响

试验以WL343HQ紫花苜蓿(Medicago sativacv.WL343HQ)及3株青色荧光蛋白(CFP)标记根瘤菌株Rzhizobium LH3436f(3436f)、Ensifermeliloti 12531f(12531f)和Rzhizobium GN5f(gn5f)为材料,添加不同浓度磷酸二氢钾(KH2PO4)于3株标记根瘤菌菌液内,分别筛选出3个有利于各标记根瘤菌生长的KH2PO4浓度,并分别将选定浓度的KH2PO4与相应的标记根瘤菌组合接种于苜蓿幼苗根部。检测根瘤菌侵入根系后在苜蓿幼苗体内运移及定殖的动态变化和对苜蓿幼苗生长的影响,探讨KH2PO4促进根瘤菌运移和定殖的适宜浓度及根瘤菌运移和定殖的效果。结果表明:50mg/L KH2PO4促使3436f长期稳定的大量定殖于苜蓿根系,定殖数量最高达到27075.12cfu/g,显著高于其他处理(P0.05),并快速运移至上部茎和上部叶中,数量分别为19.20cfu/g、9.94cfu/g;50mg/L KH2PO4促使12531f大量定殖于根系,也可运移至上部茎,数量为53.45cfu/g;200mg/L KH2PO4促使gn5f稳定定殖于根系和茎内,接种45d时下部茎内仍有定殖,数量为33.29cfu/g。添加KH2PO4接种可明显提高苜蓿单株结瘤数和单株根瘤重,增加苜蓿叶片数、株高、根长、地上鲜重和根鲜重,显著促进了标记根瘤菌侵染根系并进入苜蓿体内运移和定殖。结合苜蓿体内根瘤菌运移和定殖以及苜蓿生长各指标优化状况,筛选出标记根瘤菌株与KH2PO4的优良组合为3436f+50 mg/L KH2PO4,12531f+50 mg/L KH2PO4和gn5f+200mg/L KH2PO4,为苜蓿接种目标根瘤菌并促使其在体内运移和定殖至种子,构建目标根瘤菌与苜蓿良种种子共生体奠定基础。     

根瘤菌对箭筈豌豆结瘤固氮的影响

在温室中低氮营养液培养条件下,用3株不同根瘤菌菌株(CCBAU01069、CCBAU01085和J3)对3个箭筈豌豆(Vicia sativa)品种进行结瘤固氮效果的研究,旨在从中筛选出与箭筈豌豆植株共生匹配最佳的有效根瘤菌菌株,为箭筈豌豆菌肥的研制奠定试验基础。结果表明,与不接菌处理相比,根瘤菌接种可显著促进箭筈豌豆的单株株高、根长、根瘤数、根瘤鲜重、植株全氮含量以及固氮酶活性,所用菌株以CCBAU01069促生,固氮效果最佳。     

不同苜蓿根瘤菌固氮能力和黄酮变异研究

从重庆、安徽和新疆3个地区的宿主苜蓿上分别分离纯化出1个根瘤菌菌株。将3个菌株分别接种到WL323和阿尔冈金两个品种苜蓿上。分析不同处理的固氮能力和它们的芦丁的含量,以及黄酮含量和固氮的关系。结果表明：固氮能力、芦丁、黄酮含量都受到根瘤菌菌株、苜蓿品种和两者的相互作用影响;并且各组合的芦丁含量与固氮量之间成负相关,黄酮含量越高,固氮量越少。     

接种根瘤菌对‘蒙农三叶草1号’结瘤固氮及生长的影响

为探究不同根瘤菌菌株对‘蒙农三叶草1号’(Trifolium ambiguum Bieb.‘Mengnong No.1’)结瘤固氮、生长及营养成分的影响,选择5种分离自青海大学试验田内‘蒙农三叶草1号’的根瘤菌(No.1,No.2,No.3,No.5,No.9),分别与供试材料进行接种处理,以未接种为对照(CK)。接种60 d后,各处理随机选取10株,分别测定植株的生长表型指标、营养成分、固氮酶活性,并对优势菌株进行显微结构的观察。结果表明：接种不同菌株后,均会改善植株的生长表型等指标。各处理组植株的株高较CK分别显著提高了53.28%,25.61%,5.02%,169.78%和71.00%(P<0.05);5号菌株综合表现最优,株高和粗蛋白(Crude protein, CP)含量分别较对照增长了169.78%和37.99%,差异显著(P<0.05);酸性洗涤纤维(Acid detergent fiber, ADF)和中性洗涤纤维(Neutral detergent fibre, NDF)分别比对照下降45.34%和54.11%,差异显著(P<0.05);根瘤菌在根...     

不同苜蓿品种根瘤菌接种对其蛋白含量的影响

按照根瘤菌拌种和苜蓿品种进行双因素试验设计,对3种苜蓿品种进行接种根瘤菌试验,分析苜蓿接种根瘤菌对其蛋白含量的影响。结果显示:SK3010苜蓿接种根瘤菌后,根瘤菌数量为11.20,与对照组相比,根瘤菌数量显著增加;苜蓿品种SK3010和巨能2接种根瘤菌后,可溶性蛋白含量增加了0.5%和5.45%;耐盐之星苜蓿粗蛋白、可溶性蛋白和瘤胃降解蛋白分别增加了10.4%、12.85%和11.76%;苜蓿品种SK3010的中性洗涤不溶蛋白含量有下降的趋势,降低了31.79%;苜蓿品种SK3010、巨能2和耐盐之星接种根瘤菌后,可溶性蛋白占粗蛋白和瘤胃降解蛋白占粗蛋白比值会明显增加,酸性洗涤不溶蛋白占粗蛋白和中性洗涤不溶蛋白占粗蛋白比值下降。结果表明,不同品种苜蓿接种根瘤菌后,粗蛋白含量呈增加或降低的变化趋势,其中,SK3010和耐盐之星苜蓿品种粗蛋白含量增加,巨能2苜蓿品种粗蛋白含量降低。     

接种红色荧光蛋白标记根瘤菌对苜蓿幼苗生长及结瘤能力的影响

将含有红色荧光蛋白(RFP)基因质粒的荧光标记根瘤菌S.LZgn5-rfp2,S.12531-rfp4、S.LH343-rfp3接种于甘农5号和WL343HQ紫花苜蓿,分别测定2个苜蓿品种幼苗的生物量、生长指标、固氮酶活性等指标。结果表明:RFP标记根瘤菌与出发菌相比对苜蓿幼苗生长无显著影响,与不接菌的苜蓿幼苗相比有明显的促生效果,能稳定的在苜蓿幼苗体内表达,并具有与出发菌无差异的促生能力,2个苜蓿品种间也无特异性。     

苜蓿根瘤菌绿色荧光蛋白标记株的构建及对菌株结瘤固氮能力的影响

以苜蓿中华根瘤菌Sinorhizobium meliloti12531,Sinorhizobium meliloti343和苜蓿根瘤菌Rhizobium meliloti GN5为受体菌,以Escherichia coli pRK2073为辅助菌及绿色荧光蛋白GFP104为供体菌,采用三亲本杂交法进行结合转导。以Winogradsky无氮培养基和TY培养基对标记菌株进行荧光表达及固氮特性的遗传稳定性检测,再对选出的荧光标记菌株以甘农5号紫花苜蓿和WL.343紫花苜蓿为宿主进行回接验证,测定了回接植物的生物量,结瘤数和标记菌的占瘤率等指标。结果表明:(1)三亲本杂交法适用于苜蓿根瘤菌GFP荧光标记菌株的构建,能以S.meliloti 343、R.meliloti GN5和S.meliloti 12531为出发菌株成功构建荧光标记菌株;(2)传代筛选后得到的荧光标记菌株中,S.meliloti 343-gfp2、R.meliloti GN5-gfp4和S.meliloti12531-gfp4遗传稳定性好,荧光表达量高;(3)含抗生素Winogradsky无氮培养基平板筛选与现有含抗生素平板分离筛选法相比,能显著提高荧光标记根瘤菌株的筛选效率;(4)获得的苜蓿根瘤菌荧光标记菌株间无显著差异,对标记菌株形成根瘤的固氮能力,及标记菌株对苜蓿植株生物量的影响进行比较,GFP荧光标记根瘤菌具有较高的遗传稳定性。     

接种荧光标记根瘤菌对苜蓿幼苗生长的影响

将含有cfp(cyan fluorescent protein)基因质粒的荧光标记根瘤菌S.LZgn5-cfp6、S.LZgn5-cfp16、S.LZgn5-cfp28,S.12531-cfp2、S.12531-cfp13、S.12531-cfp26、S.LH3436-cfp1、S.LH3436-cfp2、S.LH3436-cfp6接种于甘农5号紫花苜蓿,测定苜蓿幼苗生物量、单株结瘤数、固氮酶活性等,结果表明:荧光标记根瘤菌可有效促进植株生长和生物量的积累,有明显促生效果;与出发菌相比,荧光标记根瘤菌未对苜蓿幼苗产生显著的不良影响,能在植物体内稳定表达,具有与出发菌株相近的促生能力。     

接种不同根瘤菌对紫花苜蓿生产力的影响

研究5株不同苜蓿根瘤菌菌株（Sinorhizobium meliloti）在两种土壤类型下分别与紫花苜蓿品种‘龙牧806’（Medicago sativa L.×Medliloides ruthenica Sojak.‘Longmu 806’）和‘中苜3号’（Medicago sativa L. ‘Zhongmu NO.3’）的盆栽接种效果。结果表明：在不同土壤类型中,根瘤菌接种效果有显著差异。泥炭土壤中,‘龙牧806’接种增产效果最好的是菌株ACCC17578,‘中苜3号’接种增产效果最好是菌株ACCC17551,株高、地上部干重、全氮量分别比对照提高了90.6%和165.8%、65.2%和275.7%、64.5%和22.8%;沙土条件下,‘龙牧806’接种增产效果最好的是菌株ACCC17675,‘中苜3号’接种增产效果最好的是菌株ACCC17512,株高、地上部干重、根干重分别比对照提高了13.2%和22.8%、31.2%和48.6%、40.4%和74.7%。研究表明高效的苜蓿根瘤菌可有效提高紫花苜蓿生产力,该结果可为进一步的田间生产实践提供理论依据。     

接种根瘤菌对苜蓿生长及土壤养分的影响

选取3个苜蓿品种(敖汉苜蓿、草原3号杂花苜蓿、德国苜蓿)接种不同根瘤菌剂(多萌和本地菌),分别测定植株生长当年第30d、60d、90d、120d的株高、地上生物量、分枝数、有效根瘤数量和重量等指标,同时测定生长120d后土壤各常规养分(全氮,速效氮、磷、钾和硫元素等)含量,比较不同接种条件下3个苜蓿品种的生长差异与土壤养分的变化。结果表明,3个苜蓿品种生长初期(30~90d)地上生物量无显著差异,2个育成品种(草原3号杂花苜蓿、德国苜蓿)生长后期(90~120d)的地上生物量显著高于地方品种(敖汉苜蓿);在整个生长周期内,接种本地菌的3个品种生长状况与结瘤效果均优于接种多萌;种植苜蓿后土壤速效氮含量增加,土壤中速效钾和硫元素含量降低。     

贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌定殖的影响

为探索贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌定殖的影响,将甘农5号紫花苜蓿在结荚期用3种根部接种方法(主根微破损浇灌、根部浇灌、添加苦参碱浇灌)接种两种荧光标记根瘤菌Ensifer meliloti LZgn5f(gn5f)和Ensifer meliloti 12531f(12531f),同时根部浇灌无菌蒸馏水获得的种子,采用信封、信封+布袋、铝箔3种包装材料,分别在25℃、25℃硅胶干燥、-4℃和4℃条件下贮藏6个月后,检测种子内根瘤菌的定殖数量。结果表明:主根微破损接种gn5f获得的种子在-4℃以信封包装贮藏时内生根瘤菌的定殖数量(25.54cfu/粒)显著高于信封+布袋和铝箔的两种包装材料(P0.05),主根微破损接种12531f获得的种子在-4℃以铝箔包装贮藏时内生根瘤菌的定殖数量最高(14.98cfu/粒),但与另外两种包装材料无显著差异(P0.05)。根部浇灌接种gn5f和12531f获得的种子,在25℃干燥贮藏,分别以信封(22.08cfu/粒)和信封+布袋(40.84cfu/粒)包装时内生根瘤菌的定殖数量显著高于其贮藏条件(P0.05),添加苦参碱根部浇灌接种gn5f和12531f获得的种子以铝箔为包装材料,分别在-4℃(25.00cfu/粒)和25℃硅胶干燥(18.08cfu/粒)温度下贮藏种子内生根瘤菌的定殖数量最多,显著高于其他贮藏条件(P0.05)。接种相同目标根瘤菌获得的种子以25℃硅胶干燥和-4℃贮藏时内根瘤菌数量高于25℃和4℃。     

施肥和苜蓿接种根瘤菌对苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响

本研究采用室外盆栽的方式,探讨了施肥水平和苜蓿接种不同根瘤菌菌株对紫花苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响。结果表明,接种根瘤菌可显著促进紫花苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重、总生物量和瘤鲜重的增加,其中以接种菌株17676的效果最佳。而接种根瘤菌的苜蓿在种植当年对铁尾矿砂基质理化性质的改善有一定的促进作用,但效果不显著。施肥明显促进了苜蓿生长,随着施肥水平的提高,苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重和总生物量逐渐增大,在N₃施肥水平时最高,并且N₃施肥水平条件下的株高、地上部鲜重和总生物量与N₂和N₁两个施肥水平间差异显著。在促进根瘤重的增加方面,N₂施肥水平效果最好,但与N₃水平间差异不显著。在改良铁尾矿砂理化性质方面,施肥不仅能明显促进铁尾矿砂容重和pH值的降低,还能显著促进其田间持水量、总孔隙度以及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的增加。在降低容重、酸碱度以及提高有机质、速效磷和速效钾含量方面,N₃施肥水平的效果均明显优于N₁和N₂水平。