优良植物根际促生菌的筛选及其生物学特性

为获得能应用于环保微生物肥料中性状优良的植物根际促生菌,根据菌株的固氮、溶磷和解钾能力,经过初筛和复筛从不同土壤样本中分离得到1株芽孢杆菌(Bacillus velezensis)(LPL-410.7)。全基因组分析结果显示,该菌株基因组的大小为3 907 842 bp, GC含量为46.66%,可编码3 743个基因/蛋白;生物信息学注释结果显示,LPL-410.7中与促进植物生长相关的功能基因59个,参与次级代谢产物的合成、辅酶运输和代谢、氨基酸运输与代谢等通路途径。进一步的菌株特性试验结果显示,LPL-410.7能够分泌蛋白酶及纤维素酶,并能产生相对表达量为51.78%的铁载体;采用酶联免疫吸附法检测到该菌株亦能产生植物激素吲哚乙酸、赤霉素和细胞分裂素;LPL-410.7在pH 3～10和盐质量浓度为0～15 g/L时均能存活;菌株自凝集性达到88.77%,且具有较强的自由基清除能力。全基因组分析结果与菌株解有机磷、产生促生抗病相关物质(铁载体、吲哚乙酸、纤维素酶和蛋白酶)的实际功能相符合。综合评定,贝莱斯芽孢杆菌LPL-410.7是一株优良的植物根际促生菌,具有很好的开发利用价...     

秸秆还田对南方稻田土壤N2O排放及硝化和反硝化微生物群落的影响

【目的】以我国南方典型赤红壤水稻土为研究对象,探究不同秸秆还田量对双季稻区晚稻季土壤N₂O排放特征及硝化和反硝化微生物的影响,旨在为南方稻田N₂O减排提供科学依据。【方法】以2015年设置的定位试验为研究平台,设计5个处理：(1)CK,化肥+无秸秆还田;(2)CKS,化肥+当季秸秆全量还田;(3)S10,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代10%钾肥;(4)S20,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代20%钾肥;(5)S30,化肥+当季秸秆全量还田+秸秆替代30%钾肥。采用密闭静态暗箱-气相色谱法及宏基因组测序对气体和土壤微生物进行检测。【结果】稻田土壤N₂O排放主要集中在水稻分蘖期;较CK处理,秸秆还田各处理显著降低了稻田土壤N₂O累计排放量,其中,S30处理的N₂O累计排放量最低,为0.09 kg·hm^-2,其全球增温潜势也最低;硝化过程中,氨氧化细菌(amoA和amoB)在分蘖期和成熟期的优势菌属均为甲基孢囊菌属;反硝化过程中,nirK型反硝化细菌的芽单胞菌...     

陕北地区苹果根际促生菌的筛选及其促生效应

为进一步开发苹果根际促生菌资源,以陕北苹果树根际土壤为材料进行根际促生细菌的筛选。以溶磷、解钾和产铁载体作为标准,测定初筛菌株的多种促生能力,并通过16S rDNA序列同源分析,对筛选出的促生效果最好的菌株进行分类鉴定,并采用单菌单独接种和多菌混合接种的小麦盆栽试验,测定其促生效应。结果表明：从陕北不同产地苹果根际土壤中筛选获得131株细菌,具有溶磷能力的菌株共17株,占总分离菌株的10.68%,其中11株细菌能够溶解无机磷,6株细菌能够溶解有机磷;可产铁载体的有24株,占总分离菌株的18.32%,YS-28和YC-31具有解钾能力。基于16S rDNA序列比对和系统发育分析将其中的24株归属于芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、白色杆菌属(Leucobacter)、红球菌属(Rhodococcus)。从中筛选出属于芽孢杆菌属(LC-22、YC-31、LC-19)和假单胞菌属(LC-2)的高活性菌株的小麦盆栽试验结果表明,与对照组相比,经LC-22、YC-31和LC-19混合菌液处理,小麦幼苗鲜质量增加96.12%;经LC-22、LC-19和LC-2混...     

人参根际PGPR的分离鉴定及其促生效果

为丰富人参根际促生菌（Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR）菌种资源，以人参根际土壤为材料，使用功能性培养基分离筛选具有促生潜力的植物根际促生菌。通过形态学、生理生化和16S rDNA测序对分离菌株进行分类鉴定，并通过盆栽试验验证所筛选PGPR对人参幼苗生长的作用。结果表明：共分离出根际促生菌17株，其中具有溶磷能力的菌株10株，具有产铁载体能力的菌株8株，产IAA能力的菌株7株，具有固氮效果的菌株9株，有10株菌具有2种及2种以上不同的促生功能。17株根际促生菌分别来自Pseudomonas、Burkholderia、Bacillus、Enterobacter、Agrobacterium、Paenarthrobacter、Acinetobacter、Leclercia、Priestia 9个不同的菌属，其中假单胞菌（Pseudomonas）数量最多，占比29.41%。F05-44菌株综合促生能力最强，盆栽试验发现，该菌株在不施肥条件下促进人参生长，株高和根长分别提高38.53%,24.65%，展叶期缩短3～4 d，具有潜在应用价值。     

辣椒根际促生菌筛选鉴定及其促生效应初探

为筛选辣椒根际促生菌(PGPR)及其促生效应,以齐齐哈尔龙江县辣椒根际土壤为材料,采用稀释平板法筛选PGPR,通过16S rRNA序列分析鉴定其菌种,研究其分泌IAA、GA、 铁载体、 溶磷的能力,并采用血平板对菌株的溶血性进行评价.通过浸种和盆栽试验,验证促生菌株对辣椒种子萌发和幼苗的促生作用.结果表明,从辣椒根际土...     

生物质炭输入影响土壤氮素转化与氧化亚氮排放的研究进展

全球气候变暖的持续性和不确定性显著影响人类社会的可持续发展。大气氧化亚氮(N₂O)的持续增加是导致全球气候变暖的主要原因之一。土壤是氮素转化的重要场所和氮循环生物化学反应库,也是N₂O的重要排放源,土壤N₂O排放速率的变化会显著影响大气N₂O含量。生物质炭是指生物质在完全或部分缺氧的情况下经热裂解制备而成的芳香类化学物质,具有多孔性、强吸附性、化学稳定性、高pH和较大阳离子交换量等特性。生物质炭施入土壤后,会直接或间接影响土壤氮素的转化,并对土壤N₂O排放产生显著影响。本研究综述了生物质炭输入对土壤生态系统氮素转化与N₂O排放的研究进展,分别阐述了生物质炭输入对土壤无机氮动态变化、硝化作用、反硝化作用以及N₂O排放的影响,并从生物质炭吸附和减少氮素淋滤、影响土壤理化性质、土壤氨氧化菌的丰度和多样性以及反硝化菌功能基因等方面具体分析了影响上述过程的作用机制。在此基础上,对今后生物质炭在土壤增汇减排以及缓解温室效应方面的进一步理论研究和相关技术推广进行了展望。参109     

植物根际促生细菌与AMF菌的协同作用研究

[目的]通过已筛选到植物根际促生细菌和AMF菌的协同实验说明两种菌混合的促生作用.[方法]从番茄、黄瓜、茄子、辣椒四种蔬菜作物的根际土壤中分离得到的菌株LJ20-2和HG5进行16S rDNA鉴定,通过营养钵实验,将其和AMF菌混合作用在作物上测定其促生能力.[结果]PGPR和AMF共同作用在黄瓜和番茄上的作用较为显著,而在茄子上只有LJ20-2+AMF和单纯的加AMF菌的要比其他长势更好些,辣椒上是单加PGPR的长势最好.[结论]此根际促生细菌和AMF菌共同施用对黄瓜和番茄幼苗有显著促生作用,对其他作物的促生作用不太显著.     

南方红壤丘陵区不同土地利用方式土壤N2O排放系数研究

【目的】明确不同土地利用方式土壤氧化亚氮（N₂O）排放系数的差异并评估区域N₂O排放,为评估南方红壤丘陵区N₂O排放清单提供基础数据和参考依据。【方法】选择南方红壤丘陵区4种常见的土地利用方式（油茶林、旱地农田、稻田和松林）,通过分析土壤不施肥与施氮肥时N₂O排放速率和排放量的差异,计算排放系数,并用15N同位素标记方法探究硝化作用和反硝化作用对土壤排放N₂O的相对贡献。【结果】不同土地利用方式土壤理化性质差异明显,稻田全氮含量最高（2.22 g/kg）,显著高于其他3种土地利用方式土壤（P<0.05,下同）。土壤不施肥时,N₂O排放速率在0~227.80 μg/（kg·h）,施氮量为200 kg N/ha时,N₂O排放速率在0~4213.27 μg/（kg·h）。4种土地利用方式的土壤N₂O排放系数均随土壤孔隙含水量（WPFS）增加而增加,WPFS为75%时,稻田、旱地农田、油茶林和松林土壤N₂O排放系数分别为2.47%、0.39%、2.31%和0.91%。4种土地利用方式土壤N₂O排放系数主要受全氮含量影响,N₂O累积排放量均与潜在反硝化潜势呈显著正相关,除稻田外,其他3种土地利用方式土壤N₂O累积排放量也与潜在硝化势呈显著正相关,以NO₃--N为底物的反硝化作用对N₂O排放的相对贡献平均大于90.00%,远高于硝化作用。【结论】南方红壤丘陵区土壤以NO₃--N为底物的反硝化作用主导N₂O排放,施用氨基氮肥可能有效减少氮肥N₂O排放损失,为国家执行碳中和政策提供理论依据。     

植物根际促生菌的研究进展

植物根际促生菌是从植物根部分离出的微生物,借助其代谢过程或代谢产物,以改善植物生长条件,尤其是营养环境。如固定空气中的游离氮,参与土壤中养分的转化,增加有效养分,分泌激素,刺激植物根系发育,抑制有害微生物活动等。农业生产中大面积应用化肥、农药提高作物产量的同时,也产生了极大的环境问题,并且使生产成本提高。随着现代生物科学技术的进步,人们对应用微生物来代替化肥和农药寄予了厚望,从而对植物与根际促生菌关系的研究给予了高度重视。     

油菜亲和性根际菌株的筛选及其促生效果

【目的】从油菜根际土壤中筛选油菜亲和性根际菌株,以期获得油菜专用优良特异性根际促生菌。【方法】采用常规稀释平板法从油菜根际筛选油菜根际细菌,提取油菜凝集素进行复筛,获得油菜亲和性根际细菌,测定复筛菌株的产铁载体、吲哚乙酸(IAA)能力,以及1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶和溶磷活性,采用盆栽试验评价菌株对油菜的促生效果。【结果】经过复筛获得油菜亲和性根际细菌32株,其中30株菌株具有产铁载体能力,16株菌株的产铁载体能力达到5+水平;29株菌株具有溶磷活性,7株菌株产量达到100.00μg/mL;16株菌株能产IAA,菌株P17的产量最高,达到30.48mg/L;7株菌株具有ACC脱氨酶活性。盆栽试验表明,有25株菌株具有不同程度的促生作用,N10和K6促生作用显著,22株菌株的促生作用达到施全肥水平。【结论】采用凝集素作为筛选工具可以快速获得大量与油菜具有特异亲和性的PGPR菌株,菌株N10和K6作为油菜特异性PGPR具有很大的应用潜力。     

植物根际促生菌（PGPR）对缓解水稻受土壤锌胁迫的作用

为解决农田重金属污染的严重环境问题,提出利用植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)来缓解农作物受重金属胁迫的科学设想.研究从大宝山污染土壤中筛选出的pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+耐性菌株,经鉴定为芽孢杆菌属(Bacillus sp.DBM),菌株DBM具有产吲哚乙酸(IAA)和ACC脱氨酶能力,但无产铁载体能力.盆栽试验结果表明,菌株DBM在水稻受重金属Zn(600 mg· kg-1)胁迫时能有效保护并促进水稻的生长,使其地上部和地下部干重比不加菌处理对照分别提高97.8％和77.2％.另外,菌株DBM可以增加土壤中Zn的有效态含量,但不能增强水稻对土壤Zn的吸收能力.相反,在Zn600处理下,水稻地上部和地下部Zn浓度分别比不加菌处理对照减少15.1％和19.9％.但由于促生效果也极为显著,其地上部和地下部Zn总量仍分别比不加菌处理对照增加74.2％和48.6％.     

香蕉根际促生菌的抑菌活性及对作物生长的促进作用

【目的】研究4种香蕉根际促生菌对香蕉枯萎病镰刀菌和几种重要作物病原菌的抑菌活性,及其对番茄和玉米的促生作用.【方法】在培养皿中测定根际促生菌对作物病原菌的拮抗作用,通过盆栽试验测定根际促生菌发酵液对作物生长的促进作用.【结果和结论】从健康香蕉根际土中分离获得的枯草芽孢杆菌Bacillus.subtilis、解淀粉芽孢杆菌B.amyloliquefaciens、耳炎假单胞菌Pseudomonas.otitidis和绿针假单胞菌Ps.choloeaphtis对香蕉枯萎病镰刀菌4号小种Fusarium oxysporum f.sp.cubense具有强烈的抑菌活性,对番茄早疫病菌Alternaria solani、玉米纹枯病菌Rhizoctonia solani、荔枝炭疽病菌Colletotrichum gloeosporioides Penz.、香蕉炭疽病菌C.musarum Cooke et Mass、青瓜枯萎病菌F.oxysporum(Schl.)f.sp cucumerinum Owen、小麦赤霉病菌F.graminearum和荔枝霜霉病菌Penorophythora litchi Chen等作物病原菌也具有很好的抑菌活性;4种香蕉根际土壤细菌中耳炎假单胞菌生长最快、抑菌效果最好,其生长半径分别是枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、绿针假单胞菌的2.75、2.61和2.70倍,其对香蕉枯萎病、番茄早疫病菌、玉米纹枯病菌、荔枝炭疽病菌、香蕉炭疽病菌、青瓜枯萎病菌、小麦赤霉病菌和荔枝霜霉病的抑菌率分别达到50.70%、62.95%、70.85%、68.10%、58.58%、59.30%、51.34%和63.08%;用耳炎假单胞菌发酵液培养植物使番茄和玉米株高分别提高16%和33%,并且使番茄叶片总叶绿素含量增加40%.以上结果表明,香蕉根际微生物耳炎假单胞菌对作物病原菌有很好的抑菌活性,并且促进番茄和玉米的生长.     

金属抗性促生菌对玉米的生长和累积镉的影响

在LB培养基中添加不同浓度Cd2+后,促生菌Ⅳ8R3、Ⅱ2R3不仅能正常生长繁殖,而且具有较强吸附、积累Cd的能力。在不同Cd污染水平的土壤上,单独接种促生菌Ⅳ8R3或Ⅱ2R3均显著促进了第一季玉米的生长,但在Cd添加量为1 mg·kg-1或5 mg·kg-1的土壤上,同时接种Ⅳ8R3+Ⅱ2R3反而抑制了玉米的生长;然而,单独或同时接种促生菌Ⅳ8R3或Ⅱ2R3对第二季玉米的生长均没有产生显著影响。接种促生菌Ⅳ8R3、Ⅱ2R3在一定程度上可以升高土壤pH和降低土壤有效Cd含量,在Cd污染水平较高的土壤表现更     

植物根际促生细菌(PGPR)分离筛选与鉴定

[目的]从不同作物根际土壤中筛选对黄瓜和番茄有明显促生效应的植物根际促生细菌(PGPR).[方法]从番茄、黄瓜、茄子、辣椒四种蔬菜作物的根际土壤中进行分离,测定菌株的促生能力,获得优势广适菌株,再根据菌体形态、培养特征及16S rDNA部分序列分析进行鉴定.[结果]共分离得到24株细菌菌株,经平皿初筛,分别筛选出对黄瓜幼苗、番茄幼苗生长有显著促生作用的细菌11和5株,再经营养钵促生实验筛选出2株对黄瓜、番茄幼苗均具有显著促生作用的PGPR菌,经16S rDNA序列分析,分别为芽孢杆菌属(Bacillus)和布克霍尔德氏菌属(Burkholderia).[结论]所筛选细菌对黄瓜和番茄幼苗有显著促生作用,为进一步构建PGPR广适菌群提供了菌株资源.     

多功能根际生防促生放线菌的分离鉴定及其对辣椒的益生效果

从健康辣椒根际土壤筛选具防病促生功能的菌种并应用于生物障碍土壤,可为辣椒提质增产和根腐病的防治提供优质的菌剂资源。本研究以辣椒根腐病的病原菌——腐皮镰孢菌（Fusarium solani）为靶标菌,采用平板对峙法筛选优良生防菌株,对其固氮、溶磷、解钾、分泌3-吲哚乙酸（3-indole acetic acid,IAA）、产铁载体、产纤维素酶和蛋白酶、利用酚酸类连作障碍物质等能力进行定性和定量测定。采用形态学、生理生化及16S rRNA基因序列对分离菌株进行鉴定,并采用田间原位栽培试验检测其生防和促生效果。结果表明,从设施连作抗病辣椒根际土中获得6株具有抑菌作用的放线菌,通过定性、定量测试发现菌株G-1拮抗效果最强,其对设施蔬菜5种常见病原菌均具有较好的抑制效果,抗菌谱广,且具有分泌IAA、产铁载体、产纤维素酶和蛋白酶、溶解有机磷、利用酚酸类化感物质等特性。结合形态学、生理生化及16S rRNA进化树分析结果,将其鉴定为弗氏链霉菌（Streptomyces fradiae）。田间原位栽培试验显示,G-1菌剂对辣椒根腐病具有较好的防病作用,可显著降低根腐病的病情指数,促进辣椒根系生长,且可使辣椒增产31.04%。研究表明,弗氏链霉菌G-1具有优良的防病促生功能,其固体菌剂的田间应用对辣椒根腐病具有较好的防治效果,且对辣椒具有明显的促生增产作用,可作为辣椒益生菌剂的候选菌株资源。     

耐盐促生菌株B7的筛选及其在黄瓜上的应用

本文综述了一种提高作物耐盐能力促生菌的筛选及其应用。通过对沿海滩涂盐碱地土壤中的微生物进行分离纯化,并采用耐盐和解盐试验对分离纯化出的根际微生物进行耐盐促生筛选,得到高耐盐活性促生菌B7。对B7的16S rDNA、生理生化性质及促生能力进行测定,最后采用培养皿法和盆栽法对B7提高黄瓜耐盐能力进行测试。结果表明,该菌株耐盐度为6%,利用B7制备的微生物菌剂能在盐胁迫下显著提高黄瓜的耐盐能力,减缓盐害现象,增加生物量,达到促进黄瓜生长的效果。     

根际促生菌对植物生长的影响及其作用机制

长期以来,我国农业生产过度依赖化肥,忽视了植物-微生物-土壤系统巨大的生物学潜力。植物根际促生菌可以在根际释放养分,具有促进植物生长的功能,是微生物肥料的主要来源菌种,具有广阔的应用前景。在我国化肥减施政策的约束下,研究植物根际促生菌的促生特性及其作用,对于推动农业的高产和高效具有重要作用。因此,本文综述了国内外关于植物根际促生菌在促进植物生长方面的作用机制及土壤-促生菌-植物互作机制的研究进展,并对其在微生物肥料开发、应用及推动绿色农业发展中的应用进行展望。     

促生菌对土壤养分、酶活性及细菌群落功能多样性的影响

[目的]探讨植物促生菌对土壤理化特性及细菌群落功能多样性的影响,为高效微生物菌肥的制备及应用提供参考依据.[方法]选用5株对植物生长有促进作用的菌株(PAL5、CA1、CN11、DX120E和WZS021),将菌株分别接种至灭菌土壤(以不接种为对照),通过测定土壤pH、氮磷钾养分含量及土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性,评价不同促生菌株对土壤肥力的影响;同时运用Biolog测定方法对土壤中的细菌群落功能多样性进行探究.[结果]促生菌处理可显著提高土壤pH及土壤速效和缓效养分含量(P<0.05,下同),同时可促使土壤无机磷向可溶性磷转化,显著降低无机磷含量;促生菌处理的土壤碱性磷酸酶、过氧化氢酶和脲酶活性也显著高于对照,其中,CN11处理的碱性磷酸酶活性是对照的3.64倍,DX120E处理的过氧化氢酶和脲酶活性分别是对照的2.34和4.52倍.Biolog测定结果显示,接种促生菌可提高细菌总代谢活性,其中CN11处理的微生物活性最高.各菌株处理后,土壤细菌群落物种丰富度指数、优势度指数和均匀度指数均显著高于对照;主成分分析结果表明,接种促生菌可调控土壤细菌群落功能多样性及土壤细菌群落结构,其中CN11和DX120E处理的土壤微生物碳源代谢能力较强.[结论]施用促生菌可不同程度地提高土壤养分及土壤酶活性,调控土壤细菌群落结构.CN11和DX120E处理在土壤养分的活化及提高土壤酶活性和细菌群落多样性等方面效果较佳.     

再生稻根际促生菌的分离、筛选与鉴定

[目的]对再生稻根际土壤开展根际促生菌的分离、筛选与鉴定,为开发和生产促进再生稻腋芽萌发的微生物肥料提供资源和技术支持.[方法]采用稀释分离法从再生稻根际土壤中分离根际促生菌,以无菌培养基处理为对照,通过盆栽试验筛选具有促进再生稻腋芽萌发生长作用的根际促生菌,并进行促生菌株的16S rDNA鉴定和促生活性测定.[结果]从再生稻根际土壤中分离获得4株菌株(ZSD1、ZSD2、ZSD3和ZSD4),革兰氏染色结果表明,ZSD1菌株为革兰氏阴性菌,ZSD2、ZSD3和ZSD4菌株为革兰氏阳性菌.再生稻促生盆栽试验结果显示,ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株具有促生能力,与对照相比,ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株处理的再生稻分蘖数分别多61.76%、45.59%和102.94%,单株产量分别为13.17、11.68和16.83 g,分别比对照提高66.08%、47.29%和112.23%,差异达显著水平(P<0.05),ZSD3菌株的促生效果最佳,其次为ZSD1菌株.促生活性测定结果显示,ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株均具有解磷、解钾、固氮和产生长素(IAA)的能力,其中解磷和产IAA能力排序为ZSD1菌株>ZSD2菌株>ZSD3菌株,固氮和解钾能力排序为ZSD3菌株>ZSD1菌株>ZSD2菌株.16S rDNA序列比对结合形态生物学分析结果表明,ZSD1菌株为沙雷氏菌(Serratia),ZSD2菌株为纺锤形赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis),ZSD3菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).[结论]分离筛选出的ZSD1、ZSD2和ZSD3菌株具有较强的促进再生稻腋芽生长效应,以ZSD3菌株的促生能力最强,可为今后开发再生稻生物菌肥提供菌种资源.     

茶树根际促生菌的筛选与促生特性的研究

从贵州地区的茶树根际土壤中分离筛选出6株根际促生菌,经16S rRNA基因分子鉴定,它们分属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、束村氏菌属(Tsukamurella sp.)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia sp.)和根瘤菌属(Rhizobium sp.)中。促生特性的研究结果显示,溶磷解钾性能最优的菌株为GD-3菌株,固氮效能最高的KKS-6-N1菌株,此外6个菌株具有溶磷解钾固氮、产IAA、产NH3、产HCN能力、可分泌嗜铁素及具有ACC脱氨酶活性等多种促生性能,可作为研制微生物肥料的优良菌株资源。