土壤中根瘤菌定殖研究进展

研究根瘤菌根部定殖对于揭示根瘤菌在根圈的微生态学特征、提高其根际适应性和增产效果的稳定性具有十分重要的意义.本文从根部定殖概念及根瘤菌在土壤中的定殖能力对其竞争结瘤能力的影响着手,介绍了根瘤菌根部定殖的研究概况.其中重点阐述了基因标记技术研究根瘤菌定殖群体动态的进展及影响接种根瘤菌根部定殖的生物学和非生物学因素.     

两株香蕉枯萎病拮抗菌在香蕉体内的定殖

本研究将2株香蕉枯萎病拮抗细菌0202和1112分别涂布于含有不同浓度的利福平培养基上,筛选出抗药性标记菌株0202-r和1112-r。将香蕉枯萎病菌Foc4接种于香蕉植株根部,3d后再将抗药性标记菌株接种在同一部位或位点,于不同时间测定拮抗细菌在根际、根内、球茎和假茎的定殖情况。研究结果显示,将拮抗细菌接种香蕉根部1～3d后,在植株根际土壤内存在大量拮抗细菌,而根内、球茎和假茎内存在少量拮抗细菌;接种7～14d后,在植株根内、球茎和假茎内定殖的拮抗细菌增多,并达到最大量;在接种14～21d后,在植株根内、球茎和假茎内定殖的拮抗细菌量急剧下降;在接种28~35d后,在植株根内、球茎和假茎内定殖的拮抗细菌量稍有回升。     

甲基对硫磷降解菌DLLBR在青菜及根际土壤中的定殖研究

将 GFP 基因标记的甲基对硫磷降解菌 DLLBR 接入 100 ml LB 培养基,过夜培养达到 1010cfu/ml,浇灌到盆钵试验的 800 g 土壤中,20 天后用激光共聚焦显微镜检测其在小青菜植株根部和植株内的定殖及分布。结果表明标记菌株能够在植株根圈较好地定殖,也能在植株内定殖。30 天后将植株各段研磨破碎,涂布 LB 平板计数发光菌落数,在根内的定殖数为 104cfu/g 根,在茎内的定殖数为 102cfu/g 茎。结果还发现与不接菌的对照相比,处理促进了植株内细菌群落结构的变化,尤其是芽孢杆菌的种类和数量明显增加。接菌 45 天后通过土壤计数检测发现,标记菌株在土壤中的存活力很高,能达到 106cfu/g 土,同时也发现与对照相比,接菌的土壤细菌群落结构明显发生了变化,细菌种类变化不大,但芽孢杆菌的数量明显增加。     

棉花根际促生细菌的研究进展

综述了根际促生细菌(PGPR)的概念、研究手段、基因标记技术和荧光原位杂交技术在研究棉花根际促生细菌中的应用.植物根系可以分泌各种对微生物有益的物质,吸引微生物在根际的聚集.棉花凝集素对根际促生细菌菌株的胞外多糖具有凝集作用,在棉花根际促生细菌与棉花根部相互识别过程中具有重要作用,可以利用棉花凝集素作为筛选工具筛选对棉花具有促生作用的根际促生细菌菌株.基因标记技术证明棉花根际促生细菌能高密度地定殖在棉花根部,对棉花的生长起促进作用,并能抑制某些植物病原菌及根际有害微生物.分子生物学技术在微生物生态学领域的应用促进了棉花根际促生细菌的研究和应用,可以利用棉花根际促生细菌研发微生物肥料.     

钩状木霉 ACCC31649的GFP标记及其对辣椒定殖和促生作用

【目的】旨在建立农杆菌介导的绿色荧光蛋白 (GFP) 基因转化钩状木霉 (Trichoderma hamatum) ACCC31649的技术方法,筛选遗传稳定的GFP标记转化子,并研究该菌株在辣椒植株中定殖和对辣椒的促生作用,为进一步阐明木霉在辣椒根际定殖及其与辣椒病原菌在辣椒根际和植株中的定殖、互作和生防作用奠定基础。【方法】通过根癌农杆菌介导的遗传转化方法筛选遗传稳定的GFP标记转化子,通过灌根接种方法和组织切片的水玻片荧光观察研究了钩状木霉在辣椒植株中定殖过程和对辣椒的促生作用。【结果】获得了遗传稳定GFP标记的钩状木霉转化子。荧光显微观察表明,辣椒根、茎、叶组织中都检测到GFP标记菌株的定殖。标记菌株首先在根部定殖,然后通过根部维管束逐步定殖到茎和叶片组织中。野生型菌株和GFP标记菌株灌根接种4叶期辣椒幼苗,30天后,GFP标记菌株与水处理对照相比,辣椒的株高增长13.5%,根长增长16.2%,鲜重和干重分别增加了43.8%和45.3%,而且野生型菌株与GFP标记菌株对辣椒的促生作用没有显著差异。【结论】钩状木霉能够在辣椒植株根、茎和叶组织中定殖,并且对辣椒具有显著的促生作用。同时,GFP标记的钩状木霉将在进一步阐明该菌株在辣椒根际定殖及其对病原菌拮抗和互作研究中发挥重要作用。     

恶臭假单胞菌P861(Gus)在油菜根部定殖的生态研究

本研究采用Gus 基因标记技术和常规方法跟踪考察了恶臭假单胞菌P861(Gus) 在缩影系统油菜根圈的定殖情况,以及缩影系统内土壤类型、土壤含水量对根部定殖的影响。土壤含水量分别为60% FC和75% FC时,P861(Gus) 在砂姜黑土中的定殖水平高于50% FC的,不但能散布至种子下8cm 以内的根段部位,且定殖水平分别为7.5102和2.8103cfug-1。在灰潮土缩影中,P861(Gus) 在油菜根圈的定殖动态表现为在油菜播种后3 ～6 天,定殖密度可达最高水平(5.5106cfug-1) ,然后急速下降,最后保持在一个相对稳定的较低水平(7.6102cfug-1) 。P861(Gus) 在不同根段部位的定殖密度并无从上到下逐渐递减的规律。     

短小芽孢杆菌BX-4抗生素标记及定殖效果研究

为研究短小芽孢杆菌BX-4在作物根际的定殖及防病效果,通过浓度梯度法用氨苄青霉素对其进行了抗性标记,并通过番茄盆栽试验研究了其在根际土壤中的定殖规律。结果表明,筛选出的突变体菌株BX-4＇能够耐受浓度为200 μg·mL^-1的氨苄青霉素,并且具有耐药和遗传双重稳定性;应用试验显示该突变体菌株能成功在番茄根际定殖,接种20 d后根际土壤中存活数量达到最高值1.34×10^8 cfu·g^-1干土,以后逐渐下降,到50 d时趋于稳定;筛选的突变体菌株对番茄青枯病具有明显的防治效果,防效达37.9%-50.9%。短小芽孢杆菌BX-4在作物根部的定殖规律为揭示其生防机理及应用该菌提供了科学根据。     

粪产碱菌与水稻根的联合过程

应用~(15)N同位素标记菌体和Tn5转座子诱变的突变株研究固氮粪产碱菌对宿主水稻的联合进程,结果表明,粘附作用是结合过程的第一步,接种3h后粘附在根表的菌体数量达最大值,约占接种量的3.7％。粘附的菌体易脱离根表,表明粘附作用是细菌与宿主植物间的弱的相互作用。在根表定位是结合过程的第二步。接种15h后,定位菌体数量达最大值,约占接种量的21％。经振荡处理不能使定位菌体脱离根表。定殖是结合过程的第三步,接种20h后定殖菌体紧密结合于根表,剧烈振荡亦不易使其脱离根表。定殖后菌体开始出现果胶酶活性。采用趋化(Che)和胞外多糖(Exo)突变株研究表明,趋化性和胞外多糖的合成是影响细菌在根表结合的重要因素。粪产碱菌在水稻根表没有专一的粘附部位,但粪产碱菌的定位和定殖主要发生在主根根表,尤其是主、侧根交接处。     

恶臭假单胞菌P861(Gus)在油菜根部定殖的生态研究

本研究采用Gus 基因标记技术和常规方法跟踪考察了恶臭假单胞菌P861(Gus) 在缩影系统油菜根圈的定殖情况,以及缩影系统内土壤类型、土壤含水量对根部定殖的影响。土壤含水量分别为60% FC和75% FC时,P861(Gus) 在砂姜黑土中的定殖水平高于50% FC的,不但能散布至种子下8cm 以内的根段部位,且定殖水平分别为7.5×10²和2.8×10³cfu·g^-1。在灰潮土缩影中,P861(Gus) 在油菜根圈的定殖动态表现为在油菜播种后3 ～6 天,定殖密度可达最高水平(5.5×10⁶cfu·g^-1) ,然后急速下降,最后保持在一个相对稳定的较低水平(7.6×10²cfu·g^-1) 。P861(Gus) 在不同根段部位的定殖密度并无从上到下逐渐递减的规律。     

GFP标记的植物促生菌B96-Ⅱ-gfp的定殖能力研究

采用绿色荧光蛋白基因标记技术研究了植物促生菌B96-Ⅱ的标记菌B96-Ⅱ-gfp在盆栽黄瓜土壤中的时间、空间定殖动态以及在黄瓜植株上的分布。研究表明: B96-Ⅱ-gfp在土壤中具有持久的定殖能力, 接种180 d时在自然土和黄瓜枯萎菌病土中的定殖数量分别为2.7×10⁴ cfu·g^-1和6.6×10⁴ cfu·g^-1, 360 d时在土壤中仍可检测到B96-Ⅱ-gfp的存在。B96-Ⅱ-gfp可在盆栽植株生长土壤的表层(0~4 cm)、中层(4~8 cm)和底层(8~12 cm)定殖, 定殖数量随土壤深度的增加而增加。此外, B96-Ⅱ-gfp还可在黄瓜的根、茎和叶上定殖, 根部定殖的数量(7.2×10⁴ cfu·g^-1)显著高于茎部和叶部定殖的数量; 黄瓜植株体内定殖的数量多于体表定殖的数量。对土壤中可培养的3大微生物类群影响的研究表明: B96-Ⅱ-gfp对土壤中真菌数量具有显著抑制作用, 而对细菌和放线菌数量则没有明显影响。防病促生试验表明: B96-Ⅱ-gfp可增加黄瓜株高、鲜重和干重, 对黄瓜枯萎病有一定的防治效果, 且与未标记菌株B96-Ⅱ的防病促生作用无显著差异。     

黄潮土中VA菌根的调查

能与高等植物根形成泡囊-丛枝状菌根(简称VAM)的真菌,在土壤中分布广泛,若能在植物生长早期侵染并定殖于根部,则能促进植物吸收养分、加速生长并提高抗逆能力^[1]。     

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。     

土壤因子对链霉菌S506定殖和促生功能的影响

链霉菌S506是从植物根际分离获得的具有促生、防病和降解根系毒素功能的根际微生物,为了解土壤环境条件对其在根际定殖和功能表达的影响,以链霉菌S506为试材,研究了土壤质地、环境温度和土壤湿度对S506在番茄根际土壤定殖及番茄植株生长的影响.结果表明,适宜链霉菌S506在番茄根际定殖和促生作用发挥的土壤质地为壤土,其次为砂土和黏土;试验所设温度梯度中,利于S506在根际定殖的环境温度为30℃,其次为22.5℃和15℃,而利于目的菌株促生功能表达的环境温度则依次为22.5℃、30℃和15℃;适宜于目的菌株在根际定殖和促生功能发挥的土壤相对湿度为20%、25%,其次为15%和30%.     

荧光假单胞杆菌RB-42 RB-89的趋化性与烟草根部定殖研究

烟草PGPR(Plant Growth-Promoting Rhizobacteria)菌株RB-89、RB-42对烟草根部收集液有较强的趋化性。在稀释浓度为10^-5时，RB-89、RB-42的趋化值依次为1．79、1．83。RB-42和RB-89对氨基酸趋化性差异显著，对酪氨酸、脯氨酸、甘氨酸、笨丙氨酸表现出较强的趋化性，对组氨酸、苏氨酸没有表现出趋化性；RB-42和RB-89菌株对有机酸的趋化性没有明显区别，只是RB-42对乳酸的趋化性表现得比对其它有机酸的强些；菌株对糖类物质的趋化性最弱。菌株RB-89、RB一42在烟株根表的定殖受灭菌、趋化剂影响较大，土壤灭菌、趋化剂处理可增加菌株在根表的定殖量。     

一种初步判断细菌类微生物在土壤中定殖能力的方法

为了缩短功能微生物从筛选获得到生产利用的周期,研究一种简便的判断细菌类微生物在土壤中定殖能力的方法。基于功能菌株对 21种抗生素的敏感性计算敏感值,利用盆栽试验检测功能菌株在土壤中的定殖能力,并分析敏感值与在土壤中定殖能力间的关系。结果表明,敏感值和功能菌株在土壤中的定殖能力呈负相关,当敏感值达到 85时功能菌株在土壤中的定殖能力较差,通过功能菌株对 21种抗生素的敏感值来初步判断其定殖能力具有可行性。     

巨大芽胞杆菌WY4的GFP标记及其在小白菜上的定殖

解磷菌(phosphate solubilizing bacteria,PSB)可以通过提高土壤有效磷含量而增加作物产量,目前已有许多解磷菌被分离并应用于农业生产中,但关于解磷菌在植物根际中的定殖情况仍缺乏系统性的研究.WY4为本实验室前期从小白菜(Brassica chinensis)根际分离得到的一株高效解磷菌,本研究利用绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)标记技术研究了WY4在小白菜根际及土壤中的定殖规律.与原菌株相比,GFP标记对菌株WY4-GFP生长及解磷活性具有较小影响,同时在促进小白菜生长上WY4-GFP与WY4无显著性差异;WY4-GFP具有持久的定殖能力(接种21d的自然土及30 d的小白菜根际土中,WY4-GFP的定殖数量分别为105和104 CFU/g左右),同时随时间的增加WY4-GFP在土壤中定殖数量逐渐减少;WY4-GFP在小白菜根冠及分生区大量定殖,在伸长区及侧根根毛处数量较少,同时表皮细胞间隙上也有较多的标记菌株.研究结果表明,WY4-GFP在小白菜根际及土壤中具有良好的定殖能力,这为后期深入研究解磷菌与植物间的关系提供了重要参考.     

AM真菌菌丝际细菌具有固氮解磷双重功能

为了认识和理解丛枝菌根真菌(AM真菌)根外菌丝表面定殖的细菌是否同时具有固氮和解磷能力,从田间生长的玉米菌根根外菌丝表面分离鉴定了固氮菌,评价了其固氮和解磷能力.从AM真菌根外菌丝表面分离出23株可在无氮培养基中生长的细菌,分属于变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Ac...     

辅以拮抗菌的有机肥对辣椒疫病生防效果的研究

采用盆栽试验的方法，研究了辅以拮抗菌的有机肥对辣椒疫病生防效果的作用，并研究了有机肥施用对拮抗微生物在辣椒根际定殖以及根际微生物区系的影响，结果表明：施用有机肥，与对照相比，可降低发病率35％，辅以拮抗微生物的有机肥与直接使用拮抗菌相比，前期效果不如后者，但后期发病率明显降低，同时使拮抗微生物在辣椒根际定殖数量提高了14．3倍。     

用绿色荧光蛋白基因（gfp）标记产酸克雷伯氏菌SG—11研究其在水稻苗期根部的定殖

本研究以自水稻根面分离的产酸克雷伯氏菌SG－11为出发菌株，分别用携带gfp和nifH-gfp的质粒转化SG－11进行基因标记，得到了转化子SG－11A和SG－11B。对两转化子的生长曲线和质粒稳定性进行了测定，在LB培养基中，SG－11的倍增时间为0.815h，对数期是3.20－5.28h，样品各点与其曲线的相关系数R^2=0.9975;SG-11A的倍增时间为1.02h，对数期是3.27－5.37h，R^2=0.9987，在无选择压力的条件下，连续传80代时质粒的保存率为0％。在K中这培养基中，SG－11的倍增时间为1.159h，对数期是2.50-4.92h，相关系数R^2=0.9922;SG-11B的倍增时间为1.163h，对数期是2.50－4.92h，相关系数R^2＝0.9698，连续转100代时质粒的保存率为65.6%。激光共聚焦显微镜观察结果表明：在试管限菌培养条件下，SG－11A主要定殖在水稻根部的伸长区和根毛区，并且在次生根形成处有菌团存在，在水稻根通气组织的细胞间隙和维管束导管内发现了SG－11A，在根的伸长区只是偶尔观察到了表达nifH-gfp的SG－11B。砂培条件下，在水稻根伸长区观察到了少量SG－11A的定殖，未检测到SG－11B。稻田土盆栽实验中，在水稻的根部既未检测到SG－11A也未检测到SG－11B。     

Bt杀虫基因向水稻内生细菌的转化研究

本研究成功地构建以水稻体内定殖的优势细菌巨大芽孢杆菌为载体菌的工程杀虫内生细菌，这一内生工程杀虫细菌的建成是以水稻内生细菌的动态研究，定殖研究以及重组ＤＮＡ和细菌转化方法研究背景为基础，利用杀虫毒性强，表达苏云金芽孢杆菌δ－内毒素较高的重组质粒为供体，通过改进的ＰＥＧ原生质体转化法及新型高新电脉冲穿孔转化法完成。