推广应用紫云英根瘤菌总结

豆科绿肥紫云英(红花草)是稻田的基本肥源。种好紫云英,对用地养地、增肥增粮、降本增收有着十分重要的意义。     

紫云英根瘤菌菌株固氮效果的比较

1973年我们曾比较几种紫云英品种的固氮能力,并从中选出固氮酶活性较强的一个菌株^[1],1974、1975两年先后选用我国南方四省十五种较好的紫云英根瘤菌菌株,采用浙江省栽培较广的紫云英姜山种,比较各菌株的固氮效果。     

紫云英高效栽培技术要点

紫云英作为重要的绿肥作物,能增加土壤有机质含量,改善土壤理化性状,提高土壤肥力,在南方地区用作稻田冬季绿肥栽种。简介紫云英的生物学特性和主要应用价值,从种子管理、播种、田间管理、病虫害防治、适时翻沤等方面介绍紫云英栽培技术。     

多氯联苯污染土壤的紫云英–根瘤菌联合修复效应

选用紫云英(Astragalus sinicus L.)作为宿主植物,通过盆栽试验研究了接种紫云英根瘤菌(Rhizobium huakuii)对多氯联苯污染土壤的修复效应。结果表明,经过100天的修复作用后,单接种根瘤菌、种植紫云英以及紫云英接种根瘤菌处理土壤中多氯联苯的去除率分别为20.5%、23.0%、53.1%,均显著高于对照处理(P<0.01)。而且发现接种根瘤菌显著增加了紫云英根际土壤的微生物生物量碳、氮,明显增强了土壤微生物群落的碳源利用能力,从而改善了微生物群落功能多样性。可见,紫云英–根瘤菌共生体对多氯联苯污染土壤表现出较好的修复潜力。     

对水稻有促进作用的紫云英根瘤菌筛选初报

通过无菌砂土管培养试验，从230株紫云英根瘤菌中筛选出9个对水稻“汕优63”有一定促生作用的菌株。采用上述菌株及本室先期分离的高效固氮紫云英根瘤菌JS5A16在无菌土杯栽条件下接种水稻，发现JSA18－3、JX1A10－1、ZJ11A6－2、HN6A4－1、HN10A8－1、S14的促生使用均很显著。但在有菌土盆栽试验条件下，只有HN10A8－1、JX1A10－1两个菌株对“汕优”63”的分蘖及植株鲜重、根鲜重等方面表现出明显的促进作用。     

对水稻有促生作用的紫云英根瘤菌筛选初报

通过无菌砂土管培养试验 ,从 2 30株紫云英根瘤菌中筛选出 9个对水稻“汕优 6 3”有一定促生作用的菌株。采用上述菌株及本室先期分离的高效固氮紫云英根瘤菌 JS5 A16在无菌土杯栽条件下接种水稻 ,发现 JS3A18- 3、JX1A10 - 1、ZJ11A6 - 2、HN6 A4 - 1、HN10 A8- 1、S14的促生作用均很显著。但在有菌土盆栽试验条件下 ,只有 HN10 A8- 1、JX1A10 - 1两个菌株对“汕优 6 3”的分蘖及植株鲜重、根鲜重等方面表现出明显的促进作用。     

紫云英磷素养分高效利用品种筛选

为获得紫云英磷高效利用品种,通过施磷和不施磷处理对9个紫云英品种(系)进行筛选和鉴定。研究结果发现:9个紫云英品种(系)间性状差异明显;84341022、闽紫6号、浙紫5-12和8487711植株直立、高大粗壮,显著区别于信阳种、余江大叶和弋江籽;信阳种、余江大叶和弋江籽品种分枝数显著多于其它品种。磷效率采用种子和鲜草产量为指标,以耐低磷力、品种适应性及综合力描述,筛选出闽紫7号高耐低磷力品种(耐低磷力达到146.5%),8487711和闽紫7号磷高效利用品种(综合力都达到1级标准,分别为84.8%和80.3%)以及余江大叶磷敏感基因型品种(缺磷时产量低,施磷后产量显著提高)。对于紫云英磷高效利用品种的稳定性和可靠性还有待连续多年试验验证。本研究结果可为南方稻区选育磷高效利用紫云英品种提供科学依据。     

紫云英根瘤菌种内不同菌株群体感应信号分子差异性和交互性分析

根瘤菌可以和豆科植物共生固氮,在很多根瘤菌中群体感应系统参与了结瘤固氮等相关生理过程的调节。本研究从野外不同生境紫云英宿主根部瘤体中分离了26株根瘤菌,体外定量检测了各菌株产生自体诱导物(AI)信号分子的能力,以及不同菌株AI激活中慢生华癸根瘤菌Mh菌株AHLs合成酶基因mrh I表达的情况,发现紫云英根瘤菌种内不同菌株间存在群体感应交互性。通过导入外源Att M水解酶观察菌株AI活性的变化,应用薄层层析法定性分析不同菌株的AI结构,初步揭示了不同紫云英根瘤菌产生AI特性的差异和多样性。     

微波诱变选育高产生长素及耐药性根瘤菌株研究

为获得高效分泌IAA(吲哚乙酸Indoleacetic acid),同时具有卡那霉素(Kanamycin)和氨苄青霉素(Ampicillin)双抗药性的根瘤菌突变株,以红豆草根瘤菌(Rhizobium Onobrychis vicilfolia)RS-1为原始菌株进行微波诱变处理,对微波诱变参数进行了优化,并以含抗生素平板筛选出卡那霉素和氨苄青霉素双抗药突变菌株,以多次传代的方式考察了突变菌株的遗传稳定性和生长素产量。结果显示,最优微波筛选参数为800W、6s,该参数下诱变获得5株高产生长素及双耐药突变株RSW-14、RSW-55、RSW-62、RSW-96和RSW-107。传代试验表明RSW-96是稳定的高产生长素、耐药突变株,表现在RSW-96传代6次后对80mg/L卡那霉素和300mg/L青霉素具有抗性,培养4d和24d的IAA产量比原始菌株提高了40.09%和50.15%,对单株生物量增加效果高于原始菌株25.58%,具有良好的促生效应。     

高效亲和的花生寄主植物-根瘤菌株组合

本文针对栽培花生，从大、小共生体双方研究了寄主植物－根瘤菌株组合的亲和性。结果指出：（１）在温室水培盆栽条件下，用菌株１４７－３接种的寄主植物结瘤、固氮能力育成品种〉普通型；（２）血清学鉴定出５个不同血清型菌株，其竞争力或回收率与寄主品种、根瘤菌株和土著菌数密切相关；（３）在温室与田间条件下，不同花生寄主一根瘤菌株组合存在着广谱或特异共生亲和性与非亲和性的差异，并鉴定出高效、广谱亲和的品种徐州６－     

中慢生华癸根瘤菌nodD-突变株的筛选及其对紫云英的促生作用

通过二亲接合的方式,将含有sacB基因和nodD基因部分片段的质粒与中慢生华癸根瘤菌Mesorhizobium huakuii)93(Mh93)菌株进行同源重组,在含10％蔗糖的TY平板上成功地筛选到了nodD基因突变株Mh93-27.利用温室盆栽试验研究了紫云英单作及紫云英-小麦间作体系Mh93-27对紫云英的促生作用,结果表明,接种Mh93-27后,紫云英的地上部生物量和全氮含量以及根部生长得到了不同程度的提高,但只有在小麦孕穗期和收获期时,根瘤菌才表现出显著的促生作用.     

四川高效大豆根瘤菌的筛选及初步应用研究

采用无氮水培、盆栽、田间区组试验,从采集自四川33个市县35个采样点分离获得的70个大豆根瘤菌株中,筛选与四川主栽大豆品种 贡选1号 匹配性最佳的根瘤菌。对第一批分离自21个市县23个采样点的52个菌株进行无氮水培实验,其结瘤能力和共生固氮能力表明,S8、S22、S36、S46、S55、S65菌株与贡选1号共生匹配性好。用6个菌株进行的盆栽试验结果表明,S36、S8菌株与 贡选1号 匹配性较佳。将第二批分离自四川另外12个市县的12个采样点的18个菌株进行第二次水培实验,以S8、S36和CK分别作为阳性和阴性对照,结果表明接种S151、S152、S150、S149菌株的植株鲜重和干重均极显著高于CK,且高于阳性对照（S8、S36）。结合盆栽和第二次水培实验结果选择S152、S151、S150、S149、S8进行田间试验,以不接种为对照,结果显示,接种S152、S150菌株的大豆产量分别比CK显著增加33.5%和18.5%,且显著高于其它三个供试菌株S151、S149和S8接种处理。为此筛选出与四川主栽大豆品种贡选1号共生匹配性最佳的菌株是S152、S150。     

成都平原蚕豆高效根瘤菌的筛选及其促生功能初步评价

[目的]筛选适用于成都平原的高效广谱蚕豆根瘤菌,并对其相关促生功能进行初步评价,为成都平原高效蚕豆根瘤菌剂的研制与应用提供科学依据。[方法]供试6株根瘤菌由课题组前期分离自成都平原,其与四川主栽蚕豆‘大白蚕豆’匹配良好,采用常规方法测定了这6个菌株分泌生长素及溶磷能力。菌株与蚕豆品种匹配试验采用低氮砂培法,供试蚕豆品种为成都平原主栽品种‘成胡14’、‘成胡15’;两个品种的蚕豆种子播种后,分别接种6个菌株,以不接种为对照(CK),光照(控温22~25℃、光照强度2800 lx左右、日照时间14 h)下培养41天后收获,测定植株生物量和根瘤数。然后,对匹配性试验筛到的两株高效广谱根瘤菌进行田间验证,供试蚕豆品种为成胡15,将2个根瘤菌制备的菌剂(活菌数5.0×10^8 CFU/g以上,载体为泥炭)进行拌种,以不接菌处理的灭菌泥炭为对照。在盛花期(生育期105 d)采样测定株高、根瘤数、地上部分植株干重;收获期(生育期200 d)采样测产;测定两个时期植株样品氮、磷、钾含量。盛花期采用BOX-PCR分子标记法测定接种根瘤菌占瘤率,同时提取接种菌株SCAUf73、SCAUf76的总DNA,比较接种菌株及相应根瘤类菌体根瘤菌DNA的BOX-PCR分子指纹图谱。用多位点基因序列分析法对田间验证的优良菌株SCAU73进行分类地位研究。[结果]1)通过匹配性砂培试验,筛选到2株与2个成都平原主栽蚕豆品种均高效匹配的根瘤菌SCAUf73、SCAUf76。SCAUf76、SCAUf73能使‘成胡14’、‘成胡15’植株干重较CK显著增加40.5%~61.6%。2)通过两株菌田间接种试验发现,接种SCAUf76处理的蚕豆产量与CK差异不显著;接种SCAUf73处理蚕豆植株干重、全氮含量等指标均高于CK,籽粒鲜产比CK显著增加25.0%,并显著高于SCAUf76,其占瘤率达到33%。3)多位点基因序列分析表明,SCAUf73可能是Rhizobium的一个新类群。4)促生性试验表明,6株菌都能分泌生长素(IAA),最大分泌量为21.0 mg/L(SCAUf76);供试菌株的溶磷能力不明显。[结论]从成都平原上筛选的6个菌株中,SCAUf73具有分泌IAA能力,与蚕豆接种后,占瘤率达33%,可显著促进蚕豆氮素吸收积累,提高蚕豆籽粒产量。与成都平原的主栽蚕豆品种匹配的高效广谱根瘤菌SCAUf73,适用于成都平原的蚕豆生产。     

发光酶基因标记的华癸根瘤菌JS5A16L在紫云英根圈的定殖动态

在土壤一盒栽、盆栽微宇宙系统（Ｍｉｃｒｏｃｏｓｍ）中和田间条件下，研究了发光酶基因（ｌｕｘＡＢ）标记的华癸根瘤菌ＪＳ５Ａ１６Ｌ在紫云英根圈的定殖动态、分布范围及结瘤情况。在盒栽系统中，ＪＳ５Ａ１６Ｌ的定殖密度在紫云英出苗２天后达到最高水平（７．８８ ｌｐｇ ｃｆｕ／克根）（ｃｆｕ为ｃｏｌｏｎｙ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｕｎｉｔ的缩写），然后开始下降，并保持在一个相对稳定的水平；５８天后又有所回升，且能散布至种子下方２２ｃｍ处的根段部位。盆栽条件下的定殖动态与盒栽系统中的相似，紫云英播种３天后，ＪＳ５Ａ１６Ｌ可达最高定殖水平（６．９２ ｌｏｇ ｃｆｕ／株根系），随后开始缓慢下降，直至３２天时仍维持在一个相对稳定水平。ＪＳ５Ａ１６Ｌ在田间条件的定殖动态则不同，播种后３０天时定殖密度达到最大值（７ ．０３ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根），９０天后降到最低值（５． ２４ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根），然后又开始上升，１６０天时为７．８７ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根，甚至在地上部植株收割后２０天仍可维持在７．８９ ｌｏｇ ｃｆｕ／克根。接种该菌株可显著提高紫云英的生物学产量。     

新开垦土壤上构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮模式

为了在新开垦土壤上构建高效种植模式,本文采用温室盆栽和大田试验相结合的方法,选用4种根瘤菌接种方式(保水剂拌种、清水拌种、三叶期灌根和种子丸衣化)接种4种不同蚕豆根瘤菌(NM353、CCBAU、G254和QH258),分析接菌后新开垦土壤上玉米/蚕豆间作体系的生产潜力、地上部氮素吸收和结瘤特性以及生物固氮等方面的优势,拟为该体系筛选出高效的根瘤菌及其接种技术。结果表明:接种NM353后,玉米/蚕豆间作体系中蚕豆籽粒产量比单作平均增加152.84%,而玉米保持相对稳产;以保水剂拌种的方式接种NM353的间作蚕豆地上部氮素积累量最高,蚕豆结瘤数、瘤重、固氮比例和固氮量均高于本试验中其他3种方式接种的根瘤菌。在盛花期和盛花鼓粒期,接种NM353蚕豆的固氮比例比接种CCBAU的分别高19.1%和11.1%,在各个生育时期两者固氮量之间差异均达显著水平;接种NM353与接种其他菌种间固氮量和固氮比例差异更显著。因此,在新开垦土壤上,用保水剂拌种的方式对间作蚕豆接种NM353根瘤菌,构建玉米/蚕豆-根瘤菌高效固氮体系,为新开垦土壤合理开发利用的可持续发展模式。     

施用磷肥对紫云英的效果

本所去年作了一个各种形态磷肥对紫云英的肥效试验。从目前田间紫云英生长情况和实际测查的结果,说明各种形态的磷肥对紫云英都有良好的肥效。