植物内生固氮菌的研究进展

植物内生固氮菌是指定殖于植物体内与宿主植物进行联合固氮的一类微生物,不但具有固氮作用,还有生物防治、促进植物生长的作用。对植物内生固氮菌的研究始于上个世纪80年代,至今已从甘蔗、水稻等多种作物中分离到多种内生固氮菌。综述了10多年来内生固氮菌的研究进展,对固氮醋酸杆菌(Acetobaterdiazotrophicus)等几种内生固氮菌的生理、生物学特性及其侵染方式、传播途径和固氮机理进行了较全面的概述,并对应用内生固氮菌的可能性和意义,以及需要注意的问题作了一些探讨。     

内生固氮菌在水稻上的应用效果研究初报

采用盆栽和田间小区试验,探讨了水稻接种2种内生固氮菌对其生长发育的影响,结果表明:水稻接种内生固氮菌后表现出固氮特性,促进了水稻的分蘖,提高了水稻产量,且Whr50菌株的总体效果要优于Hwo52菌株;与常规栽培处理相比,水稻接种内生固氮菌后根系活力较强,特别是表现在对根系吸收活跃表面积的影响上;而在水稻生长后期,2种固氮菌的固氮能力增强,造成水稻植株出现明显贪青现象.     

禾本科植物内生固氮菌产γ-氨基丁酸特性

采用纸层析法与紫外分光光度法,对来源于禾本科植物的64株内生固氮菌产γ-氨基丁酸的特性进行分析鉴定.筛选到3株γ-氨基丁酸产量较高的内生固氮菌:Y28(0.754 mg·mL-1)、Y21(0.597 mg·mL-1)、W3(0.539 mg·mL-1).菌株Y28的产量比国内同行研究者初筛选到的产γ-氨基丁酸菌的产量(0.55 mg·mL-1)都要高,兼具固氮活性,具有很高的研究及应用价值.     

豆科植物内生固氮菌的分离与筛选

以阿须贝无氮培养基为选择分离条件,对豆科植物内生细菌进行初步分离筛选,并通过固氮酶活性测定方法测定所得菌株的固氮酶活性,筛选有较高固氮酶活性的菌株.获得52株内生固氮菌,均具有固氮酶活性,其中2株固氮酶活性较高,具有潜在的应用价值.     

蚕豆幼苗内生固氮菌促生长特性的研究

为研究蚕豆内生固氮菌的促生长特性,对蚕豆幼苗叶和根中的内生固氮菌进行分离纯化,并测定这些菌的溶磷溶钾能力与产固氮酶、纤维素酶和果胶酶等酶的能力,确定潜在的促植物生长菌株。从蚕豆幼苗的叶和根中分离得到了8株内生固氮菌,其中7株有溶无机磷能力,2株有溶钾能力,4株有产纤维素酶能力,2株有产果胶酶能力;叶中SL24-3菌株的固氮酶活最高,还有纤维素酶和果胶酶的分泌能力,根中SR23-1固氮菌有溶解无机磷和溶解钾的能力。这些结果表明,蚕豆幼苗内生固氮菌的促生长特性明显,其中SL24-3和SR23-1固氮菌是潜在的优势促生长菌。挖掘了潜在的优良促生菌,为内生菌促进植物生长的深入研究提供理论依据,具有实际价值和意义。     

水稻根系内生固氮菌的分离鉴定及其促生作用研究

【目的】研究不同生育期水稻根系内生固氮菌的多样性,分离鉴定内生固氮菌并筛选具有促生作用的菌株,为水稻生产中固氮菌的应用提供理论依据。【方法】采用无氮培养基培养方法,从拔节期和抽穗期佳辐占根系中分离内生固氮菌,通过扩增16S rRNA方法进行分子鉴定和系统进化分析;采用透明圈法进行溶磷解钾能力验证;采用乙炔还原法测定固氮酶活性。将分离的内生固氮菌株单独接种盆栽水稻幼苗,测定其对株高、根长、鲜质量的影响;将内生固氮菌混合菌液接种水稻品种佳辐占和台粳8号,于齐穂期测定倒1、倒2和倒3叶片的叶绿素含量（SPAD值）。【结果】从拔节期和抽穗期水稻根系中分别分离出10和20株内生固氮菌,且两个时期水稻根系内生固氮菌群多样性存在差异,拔节期以克雷伯氏菌属为主,而抽穗期以假单胞菌属为主。筛选出7株具有溶解无机磷能力的菌株,分别是J3、J10、J23、H27、H30、H33和H37。乙炔还原法测定结果表明,分离的内生固氮菌均具有弱固氮活性,其中 H33和H40-2菌株固氮能力相对较强。将固氮菌回接水稻幼苗,H40-2和J3菌株对水稻株高、地上鲜质量、根长均有显著影响,可促进水稻生长。将固氮菌混合回接水稻根系,发现佳辐占叶片叶绿素含量与对照差异不显著,而台粳8号显著提高。【结论】分离的内生固氮菌株H40 2和J3在水稻苗期具有明显促生作用,可作为功能性内生固氮菌开发利用。     

氧对内生固氮菌的调控及其防护机理

联合固氮菌在植物固氮中发挥了重要的作用,但由于受到多种环境因素的限制,固氮效率一般都较低,因此联合固氮菌对植物的主要贡献不是提供氮化合物,而是分泌植物激素,促进宿主的生长。植物内生固氮菌的发现为从事植物固氮方面的研究开辟了一个新的方向。植物内生固氮菌是指那些定殖在植物内部,并且可与植物宿主联合固氮的细菌。由于这些微生物定殖在植物体内,周围有充足的碳源和适合固氮的低氧分压,因此它们在固氮方面具有更大的优势。     

小麦内生固氮菌分离及其ACC脱氨酶测定

【目的】了解小麦内生固氮菌数量,筛选具有ACC（1-aminocyclopropane-1-carboxylate, 1-氨基环丙烷-1-羧酸）脱氨酶活性的小麦内生固氮菌,确定筛选菌株的系统发育地位与分类地位,为微生物肥料生产收集菌种资源。【方法】样品表面灭菌后采用无氮培养法筛选内生固氮菌,乙炔还原法测定菌株固氮酶活性;采用ACC唯一氮源法筛选ACC脱氨酶阳性菌,比色法定量测定ACC脱氨酶活性;PCR扩增得到菌株16S rDNA,通过序列测定和相似性分析研究菌株的系统发育;通过形态、生理生化特征和16S rDNA序列比对鉴定菌种。【结果】小麦体内固氮菌数量为（0.2-17.8）×105 cfu•g-1鲜重;分离到小麦内生固氮菌60株,固氮酶活性在1-36 nmol C2H4/h•mg蛋白,其中9株具有ACC脱氨酶活性,活性在0.87-9.32 µmol α-丁酮酸/h•mg蛋白;新分离菌株9136固氮酶活性为1.82 nmol C2H4/h•mg蛋白,ACC脱氨酶活性为9.32 µmol α-丁酮酸/h•mg蛋白,初步鉴定为假单胞菌Pseudomonas sp.。【结论】 田间自然生长的小麦体内有大量固氮菌,数量在105 cfu•g-1鲜重,其中部分菌株具有ACC脱氨酶活性,个别菌株具有较高的ACC脱氨酶活性,可能对作物抵御不良环境具有作用。     

糖蜜草内生固氮菌IS-PCR和16S rRNA基因全序列分析

采用插入序列指纹图谱分析（IS-PCR）和16SrRNA基因全序列分析,对来源于优良牧草——糖蜜草Melinis minutiflora Beauv．内生固氮菌进行研究．结果表明,糖蜜草中分离的内生固氮菌与产脂固氮螺菌模式菌株DSM1691的插入序列指纹图谱存在着差异;来源于糖蜜草的4株菌紧密地聚在一起,与GenBank中已知产脂固氮螺菌Azospirillum lipoferum的16SrRNA基因全序列有97％的序列相似性．初步确定糖蜜草中分离的内生固氮菌为一新类群的内生固氮菌．     

块根块茎类作物内生固氮菌分离鉴定、系统发育与促生特性

【目的】分离鉴定块根块茎类作物内生固氮菌,研究块根块茎类作物内生固氮菌的系统发育,分析测定块根块茎类作物内生固氮菌的促生特性,探讨块根块茎类作物内生固氮菌的种群特点及其随寄主植物的分布特征。【方法】表面消毒块根块茎样品后采用低氮培养法分离内生细菌;通过对菌株nifH的PCR扩增、测序确认分离细菌是固氮菌;通过16S rRNA基因测序、比对初步鉴定菌株,分析菌株的系统发育;通过测定菌株产生ACC脱氨酶、植物激素IAA,拮抗病原真菌研究菌株的促生特性。【结果】从胡萝卜、白萝卜、马铃薯、紫甘蓝、山药、莲藕、芋头、红薯、生姜、甜菜等14个块根块茎类作物的块根、块茎中共分离到内生固氮菌219株。基于16S rRNA序列,这些菌株在系统发育上分别属于Acinetobacter、Arthrobacter、Bacillus、Brevibacillus、Brevibacterium、Chryseobacterium、Citrobacter、Delftia、Domibacillus、Enterobacter、Fictibacillus、Flavimonas、Flavobacterium、Microbacterium、Micrococcus、Paenibacillus,Pantoea、Pseudomonas、Rahnella、Rhizobium、Sphingobacterium、Staphylococcus、Stenotrophomonas、Variovorax,共计24属79种,显示了块根块茎内生固氮菌丰富的种群多样性。鉴定结果显示,219株新分离菌株中有77株系统发育地位属于Bacillus属的23个种,29株属于Pseudomonas属的10个种,二者合计为33种106株,分别占系统发育种数和新分离菌株数的41.77%和48.40%,说明Bacillus和Pseudomonas属是新分离块根块茎类作物内生固氮菌的优势种群。从219株新分离菌株中选取了79株代表菌株进行促生特性研究,结果显示8.86%菌株检测到了ACC脱氨酶活性(0.026-13.76μmolα-丁酮酸·mg~(-1)蛋白·h~(-1)),64.56%菌株检测到了产IAA(0.34-28.99μg·mL~(-1)),6.33%-13.92%菌株具有拮抗病原真菌能力(抑菌率41%-63%)。【结论】在正常生长的块根块茎类作物的块根块茎内栖息着大量内生固氮菌;块根块茎类作物内生固氮菌在科学分类地位上分布广泛,达到24属79种,显示出巨大的生物多样性;Bacillus和Pseudomonas是块根块茎类作物内生固氮菌优势种群;大约10%-60%的块根块茎类作物内生固氮菌显示出产生ACC脱氨酶、产生植物激素IAA、拮抗病原真菌等促进植物生长特性,这可能是内生固氮菌有益于植物生长的内在原因。     

药用植物内生真菌研究进展

药用植物内生真菌具有丰富的多样性;可以产生与宿主相同、相似或在医药、农业、工业等行业有重要应用价值的活性物质;通过与药用植物的共生关系对某些药物的形成具有重要作用。目前已研究过内生真菌的药用植物至少有145种。综述了产紫杉醇的药用植物和其他药用植物内生真菌的研究进展。     

内生固氮菌HAUM10对水稻的侵染定殖规律及促生效应

试验以从表面灭菌的稗草中分离到的一株内生固氮菌HAUM10为对象,研究发现该菌具有较强的产固氮酶和吲哚乙酸能力.乙炔还原法测定其所产固氮酶的活性为0.824 μmol C2H4/(mL·h),液相色谱法测定其产吲哚乙酸量为15.44 μg/mL.将HAUM10用gfp基因标记后接种水稻,观察其在水稻中的侵染定殖规律,发现在接种后第7天,gfp标记的HAUM10主要定殖于根内通气组织和韧皮部细胞,少量定殖在叶鞘中.盆栽试验表明,HAUM10促进水稻叶绿素合成,有利于光合作用,在水稻生长后期促进氮、磷元素由叶向穗转移.     

热带地区植物内生真菌生物多样性研究进展

植物内生真菌是指在其生活史的一定或全部阶段生活于健康植物体内部的真菌。内生真菌具有重要的生物学和生态学作用。简要介绍了热带地区植物内生真菌研究概况、资源多样性、寄主选择,并对热带内生真菌生物多样性的发展前景作了分析。     

植物内生真菌在植保上的应用

植物内生真菌由于能够产生丰富多样的具有生物活性的次生代谢物,已经成为国内外学者的研究热点之一。该文主要针对植物内生真菌在植保上的应用作一综述,着重阐述了内生真菌在植物保护中的促生、防治病虫害以及增强作物抗逆性方面的研究,并对其存在的问题进行了讨论。     

药用植物内生真菌的研究进展

药用植物内生真菌资源丰富,存在广泛并且有一定的药用价值,具有巨大的研究和开发价值。综述了近年来国内外药用植物内生真菌的研究概况和最新进展,并对植物内生真菌研究中存在的问题以及开发前景进行了讨论和展望。     

喜树内生真菌的研究进展

介绍了喜树内生真菌的生物活性代谢产物,对其内生真菌的生物多样性及其与寄主植物的关系进行了综述,并对喜树内生真菌的研究方向进行了展望。     

植物内生放线菌应用研究进展

内生放线菌指存在于健康植物体内,产生系列活性物质并能与宿主植物共同生活的放线菌菌落。介绍了植物内生放线菌在生物防治上的研究进展。     

不同环境条件对重楼内生真菌多样性影响研究进展

重楼因其所具有抗肿瘤的作用备受关注,目前国外已对其进行了研究开发,近年来我国对重楼研究也逐渐深入,根据对重楼内生真菌群落的研究得出其随物种基因型、生长部位、生长环境不同而亦不同,同时重楼内生真菌也是影响植物的生长、代谢、所含化学成分的重要指标之一,甚至对重楼的药效成分含量也会产生显著的影响。本文通过比较重楼的不同生长环境对真菌群落多样性的影响并对其进行了综述,为挖掘重楼的功能菌群,同时也为重楼属内生菌对其代谢产物的合成调控产生的影响及产生机制提供研究基础,进一步为挖掘应用陕西产重楼属的药用植物资源奠定了一定的理论基础。