植物促生菌CS1·CS2和CC9对盐碱地种植水稻的促生效果

[目的]探讨植物促生菌CS1、CS2和CC9对盐碱地种植水稻的促生效果。[方法]分别以促生菌CS1、CS2、CC9以及CS1＋CS2、CC9＋CS2组合菌处理种植在盐碱地上的水稻,收获水稻时分别对水稻的穗长、穗重、穗粒数、秕子数、株高及水稻丛重进行了测量。[结果]菌株CS2和CC9能够有效促进水稻生长和籽粒形成,提高水稻产量。与对照相比,CS2、CC9和CS2＋CC9处理的株高分别增加了6.28%、6.32%和7.90%,穗长分别增加9.80%、16.00%和8.40%。其中,单独使用CC9菌株处理的效果最好,与对照相比,穗长增加了15.85%,穗籽粒数增加了15.82%,穗重增加了50.67%,丛重增加了31.00%。[结论]为生产实践提供了理论依据。     

盐碱胁迫下产ACC脱氨酶促生菌对绿豆插条生根的作用

盐碱胁迫使植物产生过量的乙烯,过量的乙烯会抑制植物生根,产1-氨基环丙烷1-羧酸（ACC）脱氨酶促生菌可以通过分解乙烯的直接前体ACC缓解盐碱对植物的伤害。为探讨盐碱胁迫下产ACC脱氨酶促生菌对植物生根的作用,从碱草根际土中筛选耐盐碱、产ACC脱氨酶能力较强的菌株,对筛选出的菌株进行鉴定,并分析了菌株对绿豆插条生根的影响。结果表明,DQJC1、DQJC5、DQJC6三个菌株产ACC脱氨酶活性分别为8.147、7.282、7.906 U/mg,3个菌株具有较强的耐盐碱能力,同时具有产吲哚乙酸（IAA）能力,经鉴定这3株细菌均属于假单胞菌属（Pseudomonas）。将3株促生菌接种到绿豆插条基部,结果发现,不论是在正常条件下还是盐碱胁迫条件下,绿豆插条的根长、鲜质量及发根数均不同程度增加;在盐碱胁迫条件下,接种3株菌显著下调了绿豆插条根中ACC合酶及ACC氧化酶活性,DQJC1和DQJC6菌株显著下调了绿豆插条根中ACC含量。说明产ACC脱氨酶促生菌通过减少乙烯的生成有效地缓解了盐碱胁迫对绿豆插条生根的抑制。     

耐盐菌株的筛选及其促生作用研究

利用1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)为唯一氮源,从辽宁省营口沿海产业基地的?根际盐碱土中,快速筛选出了82株具有ACC脱氨酶活性的菌落.其中7株的ACC脱氨酶活性较高,初步的耐盐检测发现洛菌株在6%盐浓度的TSB培养基中仍可生长,并且菌株对草籽生长有一定的促生作用.其中菌株GPI和GP2的促生作用最为显著,根系长度分别比对照提高29%和28%,且GP1和GP2的ACC脱氨酶比活力分别比作为对照的枯草芽孢杆菌的酶比活力提高了867%和719%.     

植物促生菌提高植物耐盐性的研究进展

土壤盐碱化会导致农作物产量急剧下降,已成为全球农业生态系统的一大威胁。目前生产中已采用多种修复盐碱地和恢复其生产力的方法。其中,植物促生菌(Plant Growth Promoting Bacteria, PGPB)的利用被认为是一种很有前景的盐渍土壤修复生物肥料,适用于盐渍土壤复垦和提高作物生产力。耐盐PGPB利用多种机制影响植物的生理、生化和分子生物学响应以应对盐胁迫。这些机制包括通过离子稳态和渗透液积累的渗透调节,通过形成自由基清除酶保护植物免受自由基的侵害,产生氧化应激反应,通过合成植物激素及其他代谢物维持植物正常生长。本文综述了盐胁迫下PGPB促进植物生长的各种机制,并着重介绍了PGPB在改善植物盐胁迫方面的最新进展,并对其后续研究热点进行展望。     

含ACC脱氨酶的植物促生菌对荷花耐镉性及镉富集的影响

为研究含ACC脱氨酶的植物促生菌（PGPB）对改善荷花耐Cd性及植物修复效率的作用,以观赏荷花品种“秣陵秋色”（Nelumbo nucifera ‘Molingqiuse’）为材料,通过盆栽试验探讨了Cd胁迫条件下,接种含ACC脱氨酶的PGPB （Pantoea vagans So23和Pseudomonas veronii E02）对荷花的生长、生理代谢及Cd吸收积累能力的影响。结果显示：接种So23和E02能够有效缓解Cd胁迫对荷花生长的抑制作用,使得株高、叶面积及立叶数与未接菌Cd处理相比均有不同程度的增加,叶片中丙二醛含量分别降低38.39%和31.21%,抗坏血酸含量分别升高54.85%和36.64%。接种So23和E02显著改变了Cd在荷花不同器官间的分配模式,能够通过限制Cd从地下部向地上部叶片的转移来抵抗Cd胁迫;此外,接种So23能明显增强荷花对底泥中Cd的富集,使底泥中Cd含量下降56.47%,改善了底泥环境。研究表明,接种So23和E02在一定程度上能够通过提高抗氧化剂含量增强荷花对Cd胁迫的耐受性,同时改变荷花对Cd的转运及富集能力。     

具1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶活性植物根际促生菌在微生物-植物联合修复技术中的作用

土壤性质劣变导致的食品安全问题已成为制约国民经济的发展的关键因素。植物-微生物联合修复技术克服了植物修复的一系列缺点,成为了土壤修复的有效的途径。具ACC脱氨酶根际促生菌,以其提高宿主植株生存能力、增强宿主植物对污染物耐受力,在植物-微生物联合修复中具有广阔的应用前景。文章综述了具ACC脱氨酶PGPR菌株对宿主植物和土壤环境所产生的有益影响,为其在植物-微生物联用修复技术中的应用提供理论支持。     

盐碱胁迫下水稻促生菌的筛选

水稻在生长过程中常受到各类非生物胁迫的影响,例如土壤盐碱化、干旱等,进而导致水稻大量减产。为促进盐碱胁迫下植物的生长,从黑龙江省安达盐碱地植物根际土壤中分离得到了6株植物根际促生菌（PGPR）,并对其促生作用进行初步研究。结果表明,分离到的6株植物根际促生菌能够显著促进拟南芥、水稻和玉米在盐碱条件下的生长,使生物量大幅提高。这些PGPR均属于芽孢杆菌属（Bacillus）,有良好的抗逆性,其分泌的促生物质不尽相同,说明这些根际促生菌具有不同的促生机制。     

具有ACC脱氨酶活性的红枣根际促生菌株的分离筛选及其促生效果研究

采用定向富集法从红枣根际土壤分离筛选具有ACC脱氨酶活性的细菌,同时检测其产生长素（IAA）、固氮和解磷等促生特性。结合形态特征和16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定,并采用盆栽试验验证3株高效产ACC脱氨酶的根际促生菌株Pseudomonas fluorescens、Pseudomonas putida和Serratia plymuthica对红枣植株生长的影响。结果表明:1）从红枣根际共分离出10株产ACC脱氨酶的菌株,其ACC脱氨酶活性在14.23~433.05 μmol/(mg·h)。这些菌株都具有产IAA、固氮和解无机磷能力。2）经鉴定,10株菌株分别属于假单胞菌属（Pseudomonas）、芽孢杆菌属（Bacillus）和沙雷氏菌属（Serratia）。3）接种Pseudomonas putida菌剂和Serratia plymuthica菌剂均可显著促进红枣植株生长发育,提高植株株高、生物量、叶片氮及磷含量。2种菌株的接种效应明显优于Pseudomonas fluorescens菌剂,且复合菌株应用促生效果优于单一菌株。     

秋海棠中植物促生菌的筛选及其促生效果研究

【目的】从秋海棠中筛选植物促生菌,并探究其对植物促生防病作用机制。【方法】将健康的秋海棠植株整株挖出,采集健康部位的根部和茎部,清洗后进行表面消毒,并切割为6~8段(每段长度约0.5cm),将切段的材料分别置于3种筛选培养基(PDA培养基、YMA培养基、牛肉膏蛋白胨培养基)中进行培养,以筛选出目标促生菌,并分析促生菌的促生能力以及抑菌活性;最后采用盆栽试验和大田试验,均以无菌水处理为对照,分析了促生菌对大豆和番茄生长的影响。【结果】从秋海棠根部和茎部分离获得22株菌株,其中11株菌具有多种促生和防病作用。盆栽试验结果表明,与对照相比,单一促生菌处理大豆的株高、根长、茎长、茎直径和果实鲜质量分别平均增加27.33%,15.84%,23.46%,13.20%,22.39%;Y-01与Y-02混合菌液处理的促生效应明显优于单一促生菌,大豆株高、根长、茎长、茎直径和果实鲜质量较对照分别增加了37.42%,25.65%,38.53%,16.42%和34.84%。大田试验结果表明,灌根处理15和60d后,11株单一促生菌和Y-01与Y-02混合菌液处理能明显促进番茄的生长。【结论】从秋海棠中筛选到了多株促生菌菌株,其对植物生长有明显的促进作用。     

2株薏苡内生菌促生特性及其对种子萌发的影响

探究2株薏苡内生菌株(L21、R24)分泌嗜铁素、羧甲基纤维素酶和1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶的能力,并通过纸床发芽法评价这2株内生菌对薏苡、玉米、水稻、大麦、小麦种子萌发和幼苗生长的促生作用。结果表明,2株薏苡内生菌都具有产生嗜铁素、羧甲基纤维素酶和ACC脱氨酶的能力,其中,菌株R24合成嗜铁素的能力最强,其嗜铁素相对含量为95.80%;菌株L21产羧甲基纤维素酶和ACC脱氨酶的能力最强,其羧甲基纤维素酶活性为0.61 U/mL,滤纸酶活性为1.43 U/mL,ACC脱氨酶活性为2.30μmol/(μg·h)。种子发芽试验结果显示,2株内生菌及其混合菌液都能提高薏苡、玉米、水稻、大麦、小麦种子的发芽率及促进幼苗生长,尤其是在幼苗根系的生长方面影响较为显著;其中,编号为L21的菌株的促生效果最佳。本研究结果可以为稳定薏苡产量,减少化肥施用提供理论依据,为后续研制生物菌肥提供了优良的菌株资源。     

种稻年限对苏打盐碱土理化性质及真菌群落的影响

【目的】研究不同种稻年限对苏打盐碱土理化性质及真菌群落的影响,为盐碱地改良提供理论依据。【方法】以分别种植水稻1年、3年、5年、15年、20年和50年的苏打盐碱地土壤为研究对象,通过常规分析和IlluminaMiSeq平台测序分析,对不同种稻年限苏打盐碱土基本理化性质及真菌在ITS1+ITS2区域的丰度和多样性进行研究。【结果】随种稻年限增加,苏打盐碱土的pH、电导率、总碱度以及水溶性盐分总量均显著下降;有机质和微生物量碳含量显著增加;全氮、铵态氮和硝态氮含量随种稻年限增加呈升高趋势;速效磷含量先显著增加,在种稻20年时达最大值,之后略有下降;速效钾含量没有明显变化规律。种稻1年、3年、5年、15年、20年和50年的土壤中获得的真菌有效序列数量分别为56 942、42 482、45 987、92 214、64 665与68 515,包括5门12纲25目26科45属59种,其中枝孢菌属Cladosporium、霍特曼尼菌属Holtermanniella和马氏链球菌属Massariosphaeria为优势菌属,相对丰度均大于2%。α多样性指数随种稻年限增加先增大后逐渐减小,种稻5年时最大。土壤pH、电导率、总碱度、水溶性盐分总量和速效钾含量是影响种稻后苏打盐碱土真菌群落结构的主要环境因素。【结论】种植水稻可以明显改变苏打盐碱土基本理化性质和真菌群落结构,促进苏打盐碱土的改良。     

稻作条件下不同施肥模式对盐碱化土壤细菌和古菌群落结构的影响

为探讨稻作条件下不同施肥模式对盐碱化土壤细菌和古菌群落结构的影响,实验选取脱硫废弃物(T1)、脱硫废弃物和有机肥混合不同梯度(T2、T3和T4)4个施肥处理盐碱土壤,不施肥土壤(CK)作为对照,利用Illumina Hiseq高通量测序技术解析不同处理土壤特性和细菌、古菌群落结构关系的特征,并对细菌和古菌群落结构与环境因子进行相关性分析。试验结果表明:与CK相比,4种处理均降低了古菌多样性,T2、T3和T4处理增加了细菌的多样性;变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)是所有土样中的优势菌群,占细菌总量的25.7%~31.2%和22.9%~28.1%。施用脱硫废弃物和有机肥料的处理Proteobacteria相对丰度提高了14.0%~36.4%,T1处理降低了9.2%。T1、T2和T3处理的Euryarchaeota相对丰度提高了41.6%~115.2%。不同施肥处理土壤细菌和古菌群落结构存在显著差异。施用脱硫废弃物和有机肥改变了土壤化学性质,其中T4提高了有机碳(6.74%)、碱解氮(37.20%)、速效磷(47.83%)和铵态氮(96.26%)。RDA分析结果显示,硝态氮对土壤细菌和古菌群落结构的影响最大,其次分别是全磷、pH、速效钾、电导率。研究解析了稻作条件下不同施肥模式对盐碱化土壤细菌和古菌群落结构的特征,确定了影响土壤细菌和古菌区系的主效环境因子,脱硫废弃物与有机肥最佳配比模式为T4处理组,该处理不仅提高了土壤养分含量,同时也增加了土壤细菌的多样性,有利于维持良好的土壤生态环境。     

活化铁尾砂与镁改性生物炭配施对水稻幼苗生长及盐碱土性质的影响

为探究活化的高硅型铁尾砂与镁改性生物炭配施材料对水稻幼苗生长及盐碱土壤理化性质的影响以及改善盐碱地水稻生产力的可行性,本研究应用电子扫描显微镜对生物炭材料进行形貌结构观察,应用傅里叶变换红外光谱仪对生物炭材料进行官能团表征;开展盆栽实验,探究活化铁尾砂与生物炭材料配施对水稻幼苗的形态学和生理学的影响及对盐碱土的改善效果。结果表明,相比于其他生物炭材料,活化铁尾砂-镁改性生物炭材料孔隙较大,表面更加粗糙,对于养分的吸附能力强,表面的官能团丰富。盆栽实验中活化铁尾砂-镁改性生物炭配施组中水稻幼苗株高、根长、根冠比和干质量分别较对照组提高12.61%、191.49%、42.93%和100.00%;叶片的丙二醛和活性氧含量分别降低65.76%和46.46%;过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、叶绿素和可溶性蛋白值分别升高117.35%、44.75%、55.00%和19.31%。施用活化铁尾砂-镁改性生物炭材料后,盐碱土的电导率降低,p H、总碳、总氮、土壤有效硅、总磷和总钾含量升高。研究证明活化铁尾砂-镁改性生物炭材料性能优越,并且活化铁尾砂与镁改性生物炭配施改善了盐碱土壤理化性质和养分含量,使水稻幼...     

盐碱胁迫对转Lc-CDPK基因水稻抗氧化酶活性及基因表达的影响

【目的】研究盐碱胁迫对转羊草钙依赖蛋白激酶基因(Lc-CDPK)水稻根、叶片抗氧化酶活性及基因表达的影响。【方法】以转Lc-CDPK水稻为试验材料,通过qRT-PCR技术,测定根、叶片中Lc-CDPK基因的表达,确定该基因表达最高时的盐碱胁迫条件,以此条件处理幼苗,并以非转基因水稻为对照,分别测定其根、叶片中甜菜碱、脯氨酸、甘露醇、山梨醇、蔗糖等渗透调节物质含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等抗氧化酶活性及相关基因的表达。【结果】200 mmol/L NaCl-Na_2CO_3胁迫24 h时,转基因水稻根和叶片中Lc-CDPK基因表达的综合水平最高,此时转基因水稻和非转基因水稻(对照)的渗透调节物质含量和抗氧化酶活性有显著差异,转基因水稻根中脯氨酸、甘露醇和山梨醇含量分别较对照增加116.0%,88.9%和115.4%(P0.01),GR活性较对照提高9.6%(P0.05);叶片中脯氨酸含量较对照增加129.2%(P0.01),CAT、POD、GR和GPX活性分别较对照提高52.1%,27.5%,163.5%和46.7%。叶片中抗氧化酶基因相对表达显著增强,CAT、GPX基因相对表达量分别是对照的3.96和2.73倍(P0.01),根中仅GR基因相对表达增强,为对照的1.6倍(P0.01)。相关分析表明,根、叶片抗氧化酶活性与其基因相对表达量呈正相关。【结论】推测Lc-CDPK基因可能参与调控盐碱胁迫过程,能增强植株渗透调节物质的合成能力及抗氧化酶活性,提高水稻对盐碱胁迫的耐受性。     

植物生长促生菌对盐胁迫下水稻种子萌发及幼苗生长的影响

JT-5是从水稻根际土壤中分离得到的1株植物生长促生菌。在不同浓度盐(氯化钠)溶液的胁迫下,JT-5对水稻种子的萌发、幼苗的生长发育有显著的促进作用。水稻种子经菌株JT-5处理后,在第三天的发芽势显著地提高。在盐浓度为50、75、100、125 mmol/L时,JT-5处理组水稻种子的发芽势分别为84.44%、92.22%、80.00%和84.44%,而相应的对照组仅为68.89%、54.44%、35.56%和17.78%;同样浓度的盐胁迫下,JT-5能够有效地促进水稻幼苗根长和苗高的生长,分别比对照处理组的根长长10～90 mm和苗高高10～40 mm;JT-5处理组水稻的不定根数多于对照组1.0～2.6条;经JT-5处理后的优势均随盐溶液浓度的增加呈扩大趋势;苗干重和根的含水量(占鲜重)均高于对照组。     

远红光辐照对盐旱胁迫下水稻萌发及幼苗生长的影响

为探究盐旱胁迫下,远红光不同间断辐照次数及单次辐照时长对作物种子萌发及幼苗生长发育的影响,以水稻为试验对象,以聚乙二醇(PEG)和氯化钠(NaCl)溶液模拟干旱胁迫和盐胁迫,试验研究远红光补光条件下水稻生长发育的干旱界限值与盐害界限值;基于界限值设置盐旱交叉胁迫试验,以无远红光辐照为对照组,分别设计远红光间断辐照1～4...     

Synergistic effect of Si and K in improving the growth,ion distribution and partitioning of Lolium perenne L.under saline-alkali stress

The application of Si or K has proven to be beneficial for the growth of plants under saline-alkali stress. However, the synergistic effect of Si and K in improving the growth, ion distribution, and partitioning in Lolium perenne L. under saline-alkali stress remains unclear. In this study, the growth characteristics and ion-selective absorption of ryegrass(Lolium perenne L.) exposed to different levels of saline-alkali stress were evaluated. The growth parameters of ryegrass were significantly improved when Si was applied by itself or coupled with K under low saline-alkali stress. Under a high saline-alkali level, only simultaneous application of Si and K could significantly improve the growth of ryegrass. When Si and K were applied together, the K~+/Na~+ and Ca~(2+)/Na~+ ratios in root, stem, and leaf of ryegrass were maximally improved as compared to the individual treatments and control. The K~+ and Ca~(2+) concentrations in the vacuole, cell wall, and organelle of leaf were increased dramatically. This improvement was due to the ability of applied ions to compete with Na+, allowing the plant to maintain osmotic potential and leaf water content. The concentration of Na~+ was significantly reduced when Si and K were applied and mainly concentrated in the soluble fraction and cell wall. The Si concentration in ryegrass increased markedly by the combined application of Si and K, and most of it was accumulated in the cell wall and soluble fraction, which could help in chlorophyll synthesis, reduce membrane injury, and increase water absorption under saline-alkali stress. This study emphasized the advantage of Si and/or K on the growth of plants under different saline-alkaline levels and provided a guide for the production of Si-K fertilizer and its application in saline-alkali soil.     

哈茨木霉菌对水稻幼苗根际土壤微生物和酶活性的影响

采用钵盘育苗试验,研究了哈茨木霉菌在调节水稻苗床土壤微生物群落及土壤酶活性中的作用。研究结果表明：哈茨木霉菌能有效调节水稻幼苗根际土壤微生物群落组成;哈茨木霉菌对细菌、真菌和放线菌数量的影响程度明显不同,播种28天后,哈茨木霉菌接种处理的水稻幼苗根际土壤细菌和放线菌数量较对照分别增加50.70%和48.56%,而真菌数量较对照减少16.15%,并且哈茨木霉菌数量较刚播种时增加了138.46%;哈茨木霉菌也能显著提高土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶的活性,分别较对照提高8.55%、18.31%和49.61%。研究表明,哈茨木霉菌具有改善土壤微生态环境的作用。     

丸粒化处理对低氧胁迫下水稻种子萌发、 幼苗形态和淀粉酶活性的影响

为研究不同有效成分的丸粒化水稻种子在低氧环境下的萌发和幼苗形态建成情况,以正常萌发环境作为对照,在水淹环境下,采用不添加有效成分和分别添加有效成分ABT3、调环酸钙和CaO₂ 4种丸粒化处理的水稻种子,观察并测定两种环境下萌发种子的发芽率、幼苗形态和种子淀粉酶的活性。结果表明：低氧胁迫环境下,水稻种子萌发受到抑制,通过有效成分丸粒化处理得到缓解,其发芽率均在60%以上,平均高于裸种对照18.9%;促进幼苗株高、胚芽鞘和中胚轴的伸长,与裸种对照相比,幼苗的株高增幅45.8%,幼苗的胚芽鞘长度增幅为25.8%,幼苗的中胚轴长度增幅为18.8%;与裸种对照相比,含有效成分的丸粒化水稻种子淀粉酶活性显著提高。本试验中有效成分丸粒化的处理有效地缓解低氧胁迫对水稻种子萌发的抑制作用,提高淀粉酶活性,促进幼苗中胚轴和胚芽鞘的伸长,使得幼苗尽快伸出水面,脱离低氧环境,从而有效促进种子的萌发。