耐镉根际促生菌的筛选及其对一年生黑麦草镉吸收积累的影响

利用含不同镉(Cd)浓度的LB(Luria-Bertani)培养基,从植物根际土壤分离得到32株耐镉根际菌,测定了这些菌株产吲哚乙酸、ACC脱氨酶活性、溶磷能力并根据培养皿促生试验的复筛结果,选取A02,Oj06和Ps08作为供试菌株。以一年生黑麦草(Lolium multiflorum Lam.)为材料,开展了耐镉根际促生菌调控镉胁迫下幼苗生长的试验。当土壤中镉含量为20±0.33mg·kg-1时,分别接种A02,Oj06和Ps08菌株,结果表明:与未接种菌株相比,接种3种菌株后一年生黑麦草地上部生物量和镉积累量皆显著提高,叶片中膜脂过氧化水平(MDA含量)则显著降低(P0.05),土壤镉有效态含量增加,其中A02处理达显著水平(P0.05)。因此,接种耐镉根际促生菌株可显著促进镉胁迫下一年生黑麦草幼苗生长,并且能通过增加土壤中镉的有效态,促进植株对镉的吸收与积累。     

耐重金属苜蓿中华根瘤菌的筛选及其与能源植物联合富集铜的特性

为了提高能源植物在重金属矿区废弃地边际土壤上的适应性,研发根瘤菌-能源植物联合修复技术,从生长于铜矿废弃地土壤上的紫花苜蓿根瘤中分离纯化根瘤菌,并研究其对紫花苜蓿、多年生黑麦草和甜高粱等能源植物生长和富集铜的作用,探究根瘤菌对铜矿废弃地土壤改良的效应。结果表明,从紫花苜蓿根瘤中分离筛选到一株耐铜铅镉的苜蓿中华根瘤菌D10。在铜矿废弃地土壤上,甜高粱的生物量可达黑麦草的4.6～6.4倍。与接灭菌液对照相比,D10菌株能够促进紫花苜蓿和甜高粱的干重显著增加28.6%～78.1%,铜吸收量显著增加50.4%～111.8%。但D10菌株不能促进黑麦草的生长和Cu吸收。D10菌株能够促进甜高粱和紫花苜蓿生长和Cu富集,增加根际土壤有效态Cu含量、水溶性糖含量和土壤脲酶活性,具有应用于铜矿废弃地植被恢复和联合修复污染土壤的潜力。     

5株植物根际促生菌对紫花苜蓿生长和品质的影响

以前期研究中分离的5株植物根际促生菌(PGPR)为试验材料,采用盆栽试验的方式,将植物根际促生菌制剂接种到紫花苜蓿幼苗的土壤中,测定不同处理下苜蓿株高、茎粗等生长指标以及粗蛋白、粗脂肪和粗纤维等品质指标的变化,研究其对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长和品质的影响。结果表明:选用的5株植物根际促生菌均能够有效促进紫花苜蓿生长,改善品质,但不同菌株的促生效果不同。促生菌株处理后,紫花苜蓿的株高、茎粗分别增加了11.2%~75.2%和4.1%~22.2%;粗蛋白、粗脂肪含量分别增加了6.0%~20.1%、3.8%~12.7%,酸性洗涤纤维(ADF)和中性洗涤纤维(NDF)含量分别降低了1.8%~3.8%、1.4%~4.4%。以菌株Gnyt1促生效果最佳,具有进一步开发利用的潜力。     

耐重金属苜蓿中华根瘤菌的筛选及其与能源植物联合富集铜的特性

为了提高能源植物在重金属矿区废弃地边际土壤上的适应性,研发根瘤菌-能源植物联合修复技术,从生长于铜矿废弃地土壤上的紫花苜蓿根瘤中分离纯化根瘤菌,并研究其对紫花苜蓿、多年生黑麦草和甜高粱等能源植物生长和富集铜的作用,探究根瘤菌对铜矿废弃地土壤改良的效应。结果表明,从紫花苜蓿根瘤中分离筛选到一株耐铜铅镉的苜蓿中华根瘤菌D10。在铜矿废弃地土壤上,甜高粱的生物量可达黑麦草的4.6～6.4倍。与接灭菌液对照相比,D10菌株能够促进紫花苜蓿和甜高粱的干重显著增加28.6%～78.1%,铜吸收量显著增加50.4%～111.8%。但D10菌株不能促进黑麦草的生长和Cu吸收。D10菌株能够促进甜高粱和紫花苜蓿生长和Cu富集,增加根际土壤有效态Cu含量、水溶性糖含量和土壤脲酶活性,具有应用于铜矿废弃地植被恢复和联合修复污染土壤的潜力。     

若尔盖高寒补播草地燕麦根际促生菌的筛选及促生特性研究

筛选若尔盖高寒补播草地燕麦根际的植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR),可为生产适宜其微生物菌肥提供优良菌种资源。本研究采用选择性培养基筛选具不同功能的PGPR,并测定菌株的固氮酶活性、溶磷量、植物激素分泌量，16S rDNA基因序列与系统发育分析确定菌株的分类地位，促生试验检验菌株的促生效果。结果表明，从燕麦根际初步筛选出12株促生特性优良的PGPR,其中，7株具有多种促生特性，占总细菌数的58.33%,以假单胞菌属(Pseudomonas)为主，最终筛选出4株促生效果最好的PGPR,其中，菌株NCRS21、PCRS14对燕麦生长的促进作用显著(P<0.05),菌株NCHP9、MCRS16对土壤速效磷含量的促进作用显著(P<0.05)。因此，菌株NCHP9,MCRS16,PCRS14,NCRS21的促生能力稳定，在生产适宜若尔盖高寒补播草地的微生物菌肥方面具有应用潜力。     

植物促生菌剂对甘草生长影响的研究

利用前期从甘草等植物根际分离筛选的5株优良根际促生菌株RS1、RS5、RP1、Jm170和Jm92制成促生菌接种剂,在培养基条件下测定接种剂对甘草幼苗株高、地上生物量、地下生物量、根表面积、根体积、根平均直径和根长影响,通过主成分分析方法,筛选优良菌株。结果表明,5种促生菌剂对甘草生长均有不同程度的促进作用,促生效果综合排序:Jm92Jm170RS1RS5RP1。与对照相比,促生菌接种剂Jm92对甘草幼苗株高、地上生物量、地下生物量、根表面积及根体积增加达极显著水平(P0.01),分别增加32.8%、51.5%、202.3%、168.1%和180.3%,其次为Jm170,其以上指标分别增加27.1%、27.4%、164.0%、177.0%和121.2%。Jm92、Jm170、RS1在研制甘草根际专用肥中具有较大潜力。     

植物根际促生菌对高原早熟禾根际土壤氮素及固氮微生物的影响

为研究植物根际促生菌对土壤氮素和固氮微生物含量的影响,通过5株优良植物根际促生菌接种高原早熟禾,研究它们对根际土壤全氮、速效氮含量,土壤脲酶活性、土壤固氮菌、土壤固氮菌nifH基因相对丰度的影响。结果发现：植物根际促生菌对土壤氮素和固氮微生物含量有明显的提高作用,不同菌株的作用效果不同。使用促生菌后,土壤全氮含量提高了8.3%～41.67%,土壤速效氮的含量提高了3.98%～45.64%,土壤微生物量氮含量提高了21.27%～34.28%,土壤脲酶活性提高了20.0%～28.89%,土壤好气性自生固氮菌含量提高了37.98%～64.52%,土壤嫌气性自生固氮菌含量提高了5.56%～24.6%,土壤固氮菌nifH基因的相对丰度提高了4.64%～18.5%。说明植物根际促生菌能够促进土壤氮代谢,提高土壤固氮微生物的含量,对于土壤健康具有重要的作用。     

复合促生菌剂发酵条件优化及其对青稞促生效果评价

为研制复合植物根际促生菌(Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)菌剂,提升菌体生物量,提高菌剂促生能力,本研究以3株分离自高寒草地的优良PGPR菌株组成复合菌系,通过单因素试验及响应面法Box-Be-hnken试验设计,优化复合菌系发酵培养基成分及培养条件,并通过盆栽试验评...     

根瘤菌对紫花苜蓿生物修复镉污染功能的影响

为研究根瘤菌对紫花苜蓿修复镉污染土壤的作用，本试验在低氮素（1 mmol·L^-1）和高氮素（4 mmol·L^-1）水平下对接种和不接种根瘤菌的紫花苜蓿（Medicago sativa L.）进行镉（CdCl₂）胁迫处理，测定处理后的株高、生物量、地上部和地下部镉含量、氮含量、叶片叶绿素和丙二醛含量。结果表明：在Cd胁迫下，提高氮素水平可显著增加植物株高和生物量、叶片叶绿素含量和Cd含量（P<0.05）；接种根瘤菌可提高紫花苜蓿氮素含量，增加植物的株高、生物量、叶片叶绿素含量和Cd含量，降低丙二醛含量（P<0.05）。综上所述，根瘤通过增加氮素含量缓解重金属Cd的毒害，并促进紫花苜蓿对Cd的吸收，表明根瘤菌在Cd污染土壤的修复中具有较大潜力和广阔的应用前景。     

三江源区燕麦根际PGPR菌株功能多样性研究

为探究燕麦(Avenna sativa L.)根际微生物的功能多样性,本文以三江源区燕麦根际土壤为研究对象,采用常规方法测定根际土壤理化性质、平板涂布法筛选植物根际促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR),探究其固氮、溶磷及产吲哚乙酸能力,并对优异菌株进行16S rRNA基因鉴定。本研究筛选得到优异的固氮菌31株、溶磷菌5株,产吲哚乙酸菌13株。各地区土壤碱解氮、全氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾和有机质含量以及pH值存在极显著性差异(P<0.01)。根际土壤全氮含量与PGPR数量存在显著的负相关关系(P<0.05),根际全磷含量、速效钾含量、土壤pH值、有机质含量与PGPR数量存在显著的正相关关系(P<0.05)。6株优异PGPR鉴定为假单胞菌(Pseudomonas sp.),1株为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus sp.),2株为节杆菌(Arthrobacter sp.)。不同区燕麦根际菌株具有数量和功能多样性,土壤特性和PGPR量间呈相关关系。     

羊草根际促生菌的分离筛选及促生作用研究

植物根际促生菌(PGPR)是定殖在植物根际并且能够促进植物生长发育的一类有益细菌,本研究从不同地区的羊草根际分离筛选具有固氮、溶磷、分泌ACC脱氨酶和分泌生长素(IAA)能力的PGPR菌株,以期为研发PGPR为主的微生物肥料提供菌种资源.本研究从黑龙江兰西、内蒙古锡林浩特和呼伦贝尔3个地区共分离到20株具有固氮酶活性的...     

高寒草地耐低温植物根际促生菌的筛选鉴定及特性研究

为获得优良植物根际促生菌(PGPR)并明确其促生特性,以红原地区广泛分布的3种高寒草地优势植物为材料,采用选择性培养基从3种高寒植物根际分离、筛选具有固氮、溶磷、分泌植物激素能力的耐低温植物根际促生菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定。结果表明:毛稃羊茅、洽草、紫穗鹅观草植物根际分布着大量根际细菌,且PGPR在根际不同部位的数量呈现出根系表面(RP)>根表土壤(RS)>根内(HP)的分布规律。经筛选共获得76株PGPR菌株,其中固氮菌30株,其固氮酶活性为124.61～311.04 nmol C₂H₄·h^-1·mL^-1;溶解无机磷菌株24株,溶解有机磷菌株22株,溶磷量分别为249.85～558.07μg·mL^-1和52.25～158.77μg·mL^-1。挑选固氮酶活性较高、溶磷能力较强的27株PGPR菌株进行分泌植物激素能力测定,26株菌株具有分泌赤霉素(GA₃)的能力,分泌量为0.60～52.91μg·mL     

四种冷季型草坪植物对镉的耐受性与积累特性

高羊茅、草地早熟禾、多年生黑麦草和匍匐剪股颖在镉(Cd)污染土壤上有很高的耐受力,但它们对Cd的耐受性和积累能力鲜有报道。4种冷季型草坪植物在不同Cd浓度(50, 100, 200, 400 mg Cd/kg)下处理60 d,本文对4种草坪植物在Cd胁迫下的生理响应及地上部和根系的Cd含量进行了研究。从Cd胁迫对草坪植物的草坪质量、相对生长速率、草坪密度、地上部和根系的生物量、叶片电导率、叶片相对含水量和叶片光化学效率的影响可以看出,高羊茅对Cd的耐受性最好,其次为多年生黑麦草,再次是草地早熟禾,匍匐剪股颖对Cd的耐受性最差。本研究还发现草坪植物在Cd胁迫下,叶片相对生长速率和根系生物量比其他的生理指标敏感。4种草坪植物地上部和根系的Cd浓度和积累量随着处理浓度的增加而增加。在相同Cd浓度处理下,草地早熟禾地上部Cd浓度最高,高羊茅和匍匐剪股颖次之,多年生黑麦草地上部的Cd浓度最低。4种草坪植物中根系Cd浓度最高的是多年生黑麦草。在50~400 mg Cd/kg处理下,草地早熟禾的转运系数和萃取率最大,多年生黑麦草的转运系数和萃取率最小。在相同Cd处理水平下,草地早熟禾地上部的Cd积累量比其他3种草坪植物高,匍匐翦股颖根系生物量低导致其根系的Cd积累量最低。本研究结果表明,4种草坪植物对Cd有较强的耐受性和积累能力,它们具有应用于Cd污染土壤上植物固定的潜力。     

多年生黑麦草细胞分裂素信号通路B类ARR转录因子LpARR10的耐镉功能分析

镉（Cd）是矿区重金属污染的主要元素之一，严重限制了植物的生长、发育。细胞分裂素（CTK）能够缓解镉对植物的毒害，但具体机制尚不清楚。本研究克隆了多年生黑麦草CTK信号通路基因LpARR10，该基因具有6个外显子，编码598个氨基酸。进化分析表明，LpARR10与拟南芥B类ARR转录因子（B-ARRs）聚为一组，其中与AtARR10和AtARR12的亲缘关系较近。氨基酸序列分析结果显示，LpARR10具有B-ARRs典型的磷酸受体结构域、磷酸化和金属离子结合位点。表达模式分析表明，CTK（25 μmol·L^-1 6-BA）和Cd（200 μmol·L^-1 CdCl₂）处理0.5、2、6、12、24和48 h均显著提高了黑麦草根部LpARR10的表达；而在叶片中，LpARR10的表达仅在CTK和Cd处理2和6 h后显著升高。过量表达LpARR10转基因和野生型拟南芥在无Cd的MS培养基上生长10 d后，根长和鲜重没有显著差异；而在含有Cd（180 μmol·L^-1 CdCl₂）的MS培养基中，过量表达转基因株系的根长和鲜重显著高于野生型对照。综上，LpARR10在细胞分裂素调控的植物耐镉机理中发挥重要作用。     

镉污染和接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长和氮吸收的影响

采用盆栽试验研究在3个镉污染(0,6和12 mg Cd/kg)水平下,接种5种丛枝菌根真菌[分别接种聚丛球囊 Glomus aggregatum(Ga)、幼套球囊霉 G. etunicatum (Ge)、扭形球囊霉 G. tortuosum(Gt)、根内球囊霉 G. intraradices(Gi)和地表球囊霉 G. versiforme(Gv),以不接种为对照]对紫花苜蓿生长和氮吸收的影响。结果表明:与不加镉(0 mg Cd/kg)处理相比,接种Ga、Gi 和Gt菌种处理的紫花苜蓿菌根侵染率在12 mg Cd/kg条件下降低了33.90%、19.17%和31.95%;0 mg Cd/kg水平下接种Gt菌种紫花苜蓿总生物量分别比接种 Ga、Ge、Gi和Gv菌种处理显著高出33.19%、67.74%、57.29%和34.91%,但在12 mg Cd/kg水平时总生物量与以上菌种处理相比,分别降低16.67%、34.07%、32.96%和52.76%;在镉浓度为12 mg Cd/kg时,接种Gv菌种处理的紫花苜蓿株高、根瘤菌数量、地上生物量、总生物量、地上植株氮含量和整株含氮量与不接种处理相比,分别增加 65.41%、95.24%、61.87%、50.30%、5.83%和71.55%;随镉浓度增加接种Gv菌种处理紫花苜蓿土壤中铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(N₃^--N)浓度显著下降。综上分析,在镉污染条件下,接种Gv菌种能促进紫花苜蓿生长和氮吸收;当土壤镉浓度超过6 mg Cd/kg时,接种Gt菌种不利于紫花苜蓿的生长。     

Symbiotic compatibility of different rhizobia strains with important Chinese milk vetch (Astragalus sinicus) cultivars北大核心CSCD

研究不同根瘤菌与我国紫云英主栽品种的共生匹配性,筛选广谱且固氮能力强的菌株用于接种,对提高紫云英固氮能力具有重要的实践意义。本研究以8株分离自不同主产区的根瘤菌和8个紫云英主栽品种为研究对象,水培试管验证8株根瘤菌中有6株可以与8个主栽品种建立良好的共生关系,选取共生效果较好的4株进行蛭石盆栽复筛试验,测定紫云英的有效瘤数、根瘤鲜重、固氮酶活性、干重、氮素积累量。结果显示,与不接种的阴性对照相比,接种根瘤菌能显著增加紫云英的干重和氮素积累量。不同紫云英品种与4株复筛菌株共生固氮体系中地上部及地下部干重、地上部及地下部氮素积累量分别是不接种对照的3。23~7。12倍、1。64~4。12倍、12。72~37。84倍和5。42~13。63倍。不同紫云英品种与4株复筛菌株共生固氮体系的固氮能力有差异,弋江籽、宁波大桥与4株复筛菌株共生固氮体系中的地上部及地下部干重、地上部及地下部氮素积累量显著高于信紫1号,分别是信紫1号的1。78~1。87倍、1。68~1。99倍、1。14~2。08倍、1。74~2。40倍。菌株7653R与8个主栽品种的共生固氮体系中平均有效瘤数、根瘤鲜重、固氮酶活性显著大于其他3株菌株,是其他3株菌株的1。17~1。19倍、1。15~1。22倍、1。38~1。45倍。双因素交互分析显示根瘤菌菌株对紫云英的有效瘤数、根瘤鲜重、干重、氮素积累量的贡献率为50。79%~87。64%,大于紫云英品种(7。17%~32。83%)。本研究初步建立了不同根瘤菌菌株与紫云英主栽品种的匹配关系,为在田间试验中进一步筛选和应用这些菌株提供了理论支撑。     

根际促生菌的筛选及其在尾矿改良中的应用

为探索经济高效且应用推广性强的尾矿改良和植被恢复措施，筛选了来自尾矿原生植被的根际促生菌，并将其组配形成混合促生菌液。采用盆栽试验，研究了混合促生菌液（B）、生物炭（C）和粪肥（F）及不同组合（BC、BF、CF、BⅠCF、BⅡCF，其中BⅠCF是三者复合处理；BⅡCF是在BⅠCF基础上增加1倍的混合促生菌液）对千叶蓍种子萌发和植株生长，根际微生物群落组成，矿砂养分、酶活性以及盆栽系统中的氮素转移和可利用磷、钾总量的影响。筛选得到4株具有固氮、溶磷、解钾、合成吲哚乙酸或分泌1-氨基环丙烷羧酸脱氨酶的根际促生菌，分别为KSB1、KSB2、KSB7和KSB21。盆栽试验结果表明：与CK（空白对照）相比，接种混合促生菌能够强化矿砂磷酸酶活性，并提高假单胞菌属和根瘤菌属在根际环境中的丰度；添加生物炭对矿砂养分和千叶蓍生长的影响有限；施用粪肥可促进千叶蓍生长，强化矿砂酶活性，显著提高蓝细菌属丰度（P<0.01）、盆栽系统氮素总量及可利用磷、钾总量。与单独施用粪肥（F）相比，接种混合促生菌+粪肥（BF）与添加生物炭+粪肥（CF）均能进一步提高部分千叶蓍生长指标和矿砂酶活性。此外，BF处理盆栽系统氮素总量增加了11.18%，可利用磷、钾总量分别增加了22.54%和22.00%；而CF仅有可利用钾总量增加了8.32%。BⅠCF和BⅡCF处理下各指标均高于其他处理，BⅡCF矿砂碱解氮、磷酸酶活性以及千叶蓍植株生物量等指标较BⅠCF有显著提高（P<0.05），且盆栽系统氮素总量增加了9.54%，千叶蓍植株钾总量增加了19.12%，蓝细菌属和假单胞菌属的相对丰度提高了51.96%和13.62%。试验条件下，直接接种促生菌或添加生物炭对尾矿基质改良和植被恢复效果不显著；施用粪肥对改善矿砂养分供给和促进绿垦作物千叶蓍的生长有关键作用；促生菌液和生物炭的功能发挥与粪肥的施用与否存在直接关系；BⅡCF处理是一种有效的矿砂改良措施，其中的多功能混合促生菌发挥了固氮、溶磷和解钾作用，并增强了千叶蓍对钾元素的吸收利用能力。     

利用土壤筛选紫花苜蓿高效共生根瘤菌的初步研究

采用西北地区土壤试管栽培法对12株不同地区来源的根瘤茵和2个紫花苜蓿Medicago sativa品种(品系)进行接种效果的研究，旨在使筛选结果尽量接近实际生产环境，筛选出符合实际效果的高效共生菌株。结果表明，紫花苜蓿与根瘤菌之间表现出共生效果的多样性。绝大多数接种根瘤菌的紫花苜蓿在总瘤数、有效瘤数、地上部干质量方面与不接种的对照相比分别增加了7％～240％，10％～367％，7％～150％。根瘤菌与紫花苜蓿品种之间存在着互作关系，且受土壤因子尤其是土壤养分状况的影响。初步筛选出的与2个紫花苜蓿品种(品系)最佳共生匹配的根瘤菌菌株分别是：中苜一号的73317，01006，01055；金皇后的83092，01006，01055。