磷和根瘤菌交互作用对大豆结瘤和生长的影响

为了阐明营养液中磷浓度和不同数量根瘤菌的交互作用对大豆结瘤和生长的影响,在营养液培养条件下,进行3种磷水平[P1-0、P2-4和P3-30(μmol P·I-1)]和3种根瘤菌浓度[RI-102、R2-103.5和R3-105(CFU·mL-1)]处理,培养大豆25 d,测定大豆生物量和根瘤性状指标.结果表明:在相同根瘤菌数量条件下,不同磷浓度对大豆总生物量的影响不大,对根冠比的影响较大营养液中接种的根瘤菌浓度越高,根瘤原基数量越夫,低磷明显抑制根瘤原基发育形成根瘤,进而减少了低磷处理大豆根瘤数量从P1到P3,R1恨瘤菌浓度处理根瘤原基形成根瘤的几率分别为:79%、86%和100%.营养液中磷浓度促进生物量向根瘤中分配,高磷处理相对根瘤生物量较高随着生育进程,大豆各组织器官含磷量逐渐降低,在所有取样时期含磷量均表现为根瘤>根>地上部;含氮量表现为根瘤>地上部>根.可见磷和根瘤菌对大豆生长和结瘤形成有交互作用.     

缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响

采用砂培培养方法研究了缺磷胁迫对大豆根瘤生长和结瘤固氮的影响.结果表明:缺磷胁迫抑制了大豆根瘤的生长,表现为根瘤干重重下降,根瘤数量减少;缺磷胁迫显著降低了大豆的固氮能力,表现为根瘤吲氮酶活性和豆血红蛋白含量降低;缺磷胁迫降低了大豆的固氮量,固氮量随磷水平的增加而增加,随着生育时期的推进,固氮量表现为先增加后降低再增加的趋势,无磷(0μmol·L~(-1))与高磷(50 μmo·L~(-1))以及低磷(30μmol·L~(-1))与高磷处理间均达到了5%的显著差异.因此,缺磷胁迫抑制了大豆的结瘤固氮作用,使大豆的同氮效率降低.     

根瘤菌与烯效唑互作对大豆生长及固氮的影响

以根韦氏中华根瘤菌(Sinorhizobium fredii)和埃尔坎慢生根瘤菌(Bradyrhizobium elkanii)为研究材料,以0.001~100 mg·L~(-1)浓度的烯效唑培养两种根瘤菌,探究烯效唑对根瘤菌生长的影响。结果表明:供试烯效唑浓度范围内大于10 mg·L~(-1)时抑制根瘤菌数量,烯效唑浓度为1 mg·L~(-1)时对根瘤菌数量具有促进作用。大豆以1 mg·L~(-1)浓度烯效唑浸种,每2.5 kg土壤拌有30 m L对数生长期的根瘤菌菌液,在花荚期测定大豆叶片与根系的SOD、POD、CAT酶活力、丙二醛含量(MDA)及大豆根系酰脲含量,确定根瘤菌与烯效唑互作对大豆生长及共生固氮的影响。结果显示:与根瘤菌处理相比,根瘤菌与烯效唑互作可降低大豆植株中MDA含量达40%~60%,提高大豆根系酰脲含量达5%~8.4%,但对测定的3种酶活性影响不显著。试验结果证实了根瘤菌与烯效唑互作可提高大豆固氮能力,降低MDA含量。     

大豆根瘤菌与大豆品种共生匹配性研究

大豆与大豆根瘤菌的共生体系是共生固氮的代表,开展根瘤菌与大豆品种的匹配性组合研究,为发挥这一共生体系的固氮效率和指导大豆育种材料的选择等方面均具有重要的实践价值。选取不同种类与来源的大豆根瘤菌代表菌株18株,与11个我国主要的大豆核心种质品种进行共生匹配性试验,测定了其中5个大豆品种与14个根瘤菌所结瘤的固氮酶活性并进行统计分析。结果表明：不同的大豆根瘤菌菌株间存在明显的结瘤固氮差异,快生大豆根瘤菌表现出比慢生根瘤菌更严格的大豆品种匹配性;其中USDA110、USDA110-A、113-2、WHG12、HH103、B16比其他供试菌株表现出广谱的结瘤特性,且USDA110、USDA110-A、113-2、WHG12、DE333、2048菌株形成的根瘤具有较高的固氮酶活性。在供试大豆品种中,商951099、郑92116和北京黑豆表现出较高的结瘤、固氮特性;商951099和郑92116这对材料与所供试18株大豆根瘤菌均结瘤且差异性不明显,而绥农14和绥农20、合丰25和固新野生大豆这两对材料表现出明显结瘤差异性。因此,实践中应根据大豆品种和大豆根瘤菌菌株的匹配性关系,选用共生效果好的菌株接种,或选用与之匹配的大豆种质材料育种,以达到提高共生固氮功效的目的。     

大豆根瘤菌接种效应及竞争结瘤能力分析

为了筛选获得竞争结瘤能力强且对大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,以前期分离、鉴定、纯化的10株根瘤菌菌株为材料,对高匹配性大豆品种进行了田间接种试验。于大豆盛花期测定根瘤菌的结瘤数量及固氮酶性能。同时,对接种供试菌株及分离获得的根瘤菌菌株进行BOX-PCR并比较不同菌株之间的BOX分子指纹图谱,以此获得供试菌株的田间占瘤率。于成熟期测定大豆的主要生育特征、产量构成因子。结果表明:大豆接种根瘤菌后在整个生长期,叶片表现为颜色深绿,质地鲜嫩;根瘤菌可以显著促进大豆根系结瘤,增加单株根瘤数目。接种处理I4(即接种菌株112-1)的单株根瘤数最多,比不接种对照处理I0多32.95%,差异显著。接种根瘤菌处理的根瘤干重均显著低于不接种对照处理。其中,接种处理I4的根瘤干重最高。接种处理I6的固氮酶活性最高,与接种处理I4之间差异不显著;接种菌株的占瘤率为10%~90%,占瘤率变化幅度较大,平均占瘤率为50%。I4处理占瘤率最高为90%,I6处理(即接种菌株113-1)的占瘤率次之,为75%;菌株占瘤率与单株根瘤数呈极显著的正相关(r=0.82**),单株瘤干重与菌株占瘤率、单株根瘤数、固氮酶活性均呈现负相关(r=-0.387,r=-0.50,r=-0.13);I6处理株高最高,I4处理次之,两处理之间差异并不显著;I2、I4、I6处理的单株荚数、单株粒数相对较高,3处理之间差异并不显著;I4处理的大豆百粒重均显著高于其它菌液处理。根据接种根瘤菌对大豆结瘤固氮性能、产量等方面的影响,结合各根瘤菌株的竞争结瘤能力,筛选获得适于黑龙江哈尔滨地区大豆生产有广阔利用价值的高效大豆根瘤菌株112-1和113-1。     

接种根瘤菌对南疆春大豆结瘤和生长的影响

为筛选南疆结瘤能力强且对春大豆生长发育、产量有积极影响的大豆根瘤菌菌株,探讨大豆品种和根瘤菌的匹配性,以前期分离、鉴定、纯化的3株根瘤菌菌株为材料,对南疆地区3个春大豆品种进行了田间接种试验,测定大豆根瘤数、根瘤干重、大豆地上部干物质积累分配、产量及其构成因素的变化.结果表明:接种不同根瘤菌均能促进南疆不同春大豆品种根系结瘤,促进结瘤效果存在差异,黑农61接种T6能显著增加中后期根瘤数、根瘤干重,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著增加结瘤数和根瘤干重,SN7-2在春大豆生育前期、T6在生育后期作用明显;黑农61接种SMH12,新大豆8号和石大豆2号接种T6和SN7-2能显著促进干物质积累;新大豆8号接种SN7-2、石大豆2号接种T6、黑农61接种SMH12能促进干物质向生殖器官分配.接种根瘤菌能通过增加主茎节数、单株荚数和百粒重提高春大豆产量,新大豆8号与SN7-2、石大豆2号与SN7-2、黑农61与SMH12匹配性最好.     

外源类黄酮对大豆根瘤菌趋化性与结瘤效果的影响

以慢生型大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)2-39为供试菌株,分别以不同浓度(5,10,15,20,25μg·mL~(-1))的大豆黄素、4-甲基伞形酮、金雀异黄酮、芒柄黄花素为诱导物,利用毛细管培养法对趋化的根瘤菌进行定量测定,研究不同种类和不同浓度的外源类黄酮对大豆根瘤菌趋化性的影响。选取对根瘤菌趋化性影响显著的外源类黄酮与大豆嫩丰16进行盆栽试验,进一步探究外源类黄酮对大豆结瘤效果的影响。结果表明:4种外源性类黄酮中,大豆黄素和金雀异黄酮对根瘤菌的趋化作用显著强于其它试验组,其最适作用浓度为15μg·mL~(-1)。盆栽试验结果显示:外源类黄酮大豆黄素和金雀异黄酮同时加入能够有效促进大豆结瘤。     

大豆—根瘤菌混交性与亲和性

本文报导了大豆—根瘤菌混交性与亲和性研究结果:1)大豆与根瘤菌共生关系具有混交性。用许多豆科植物根瘤分离的菌株和大豆×花生根瘤菌交互接种,都在大豆上混交结瘤。大豆甚至比花生容易感染结瘤。2)大豆—根瘤菌仍具有很强的专一性,表现在有效性(固氮)方面,而并不是在侵染力(结瘤)方面。不同品种—菌株组合存在亲和性和非亲和性。供试适合于春、夏、秋播的4个南方推广品种中,“太兴黑(春豆)—根瘤菌”表现广谱亲和性;而““矮脚早(春豆)—根瘤菌”表现特异非亲和性,与Hup正、负菌株和血清型为123的等菌株共生不亲和,但与几个快生型菌株共生,表现中度亲和。本文讨论了怎样提高大豆—根瘤菌共生固氮作用,提高大豆产量的问题和研究大豆固氮生态、资源及固氮育种、遗传意义,提出了关于根瘤菌选择及其菌剂生产应用的建议。     

大豆根瘤菌与黑龙江省主栽大豆品种共生匹配的研究

应用大豆根瘤菌与黑龙江省几个主栽大豆品种的最佳共生进行匹配研究。结果显示：接种的根瘤菌（USDA 110）能够很好地与供试大豆品种结瘤固氮，其有效结瘤数，地上部分干重等指标明显高于对照植株及接种分离的土薯根瘤菌（HL1-2、HL2-1、HL8-1、HL9-1、HS1-1）的植株，接近或略高于氮肥对照植株。试验结果表明，接种的根瘤菌（USDA 110）的结瘤宿主范围广，结瘤数量多，因氮能力强，有望成为商品化大豆根瘤菌接种剂菌种。     

快生型大豆根瘤菌的理化特性和共生效应(二)

对从辽宁省分离的快生型大豆根瘤菌的鉴定表明,其代时为2.5—4.0小时。对碳源的利用范围较广;13株快生型大豆根瘤菌除了可以利用已糖、五碳糖、三碳糖以外,而且能够利用乳糖、麦芽糖和蔗糖等双糖。在多数基质上产酸,在丙酮酸钠、苹果酸钠培养基上产碱。不利用菊糖。 快生型大豆根瘤菌不与三叶草、草木樨、紫云英、豌豆、菜甄、花生等豆科植物结瘤共生。可在豇豆、绿豆上结瘤。在与栽培大豆“开育八号”共生时,部分菌株接种后的植株干重、全氮量及固氮酶活性与慢生型大豆根瘤菌相当。所测菌株全部放氢。对三株快生型大豆根瘤菌接种大豆,其根瘤的豆血红蛋白含量不低于慢生型大豆根瘤菌。     

东北黑土区大豆根际促生菌生长条件及促生效应

通过摇瓶和盆栽试验,研究了东北黑土区大豆根际3株优势促生菌(FN,PD和SB)的生长条件和对大豆的促生效应。结果表明:3株大豆促生菌的最适温度均为25℃;FN在pH值5.0～9.0范围内生物量变化不大,PD和SB的最适pH值为5.0;1.0 g.L-1MnSO4对FN的生长具有一定的促进作用,PD受MnSO4抑制明显,MnSO4能够显著促进SB的生长;MgSO4能够加快FN的生长,PD和SB均在MgSO4浓度为1.0 g.L-1时生物量最大;FN和PD的生长最适盐分浓度均为1.0 g.L-1,SB的生物量与盐分浓度正相关;不同的菌剂对大豆的株高、茎粗、根干重、根鲜重、植株干重、植株鲜重和根冠比均有一定促进作用,FN+PD+SB处理对大豆的促生效果最好,3种菌株对大豆的促生效果中存在协同效应机制。     

植物生长调节剂BR和SHK-6对大豆生物产量和根瘤固氮活性的激素调控研究

应用快生根瘤菌(S inorhizobium xinjiangensis,CCBAU110T)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicumT,USDA6T)接种大豆,在无菌沙培条件下叶面喷施植物生长调节剂BR和SHK-6研究调节剂对大豆植株及根瘤固氮的激素调控效应.结果表明:1)不同根瘤菌接种条件下,BR和SHK-6处理大豆根干重和茎干重得到显著增加,提高了根瘤数、根瘤重和根瘤固氮活性.2)BR和SHK-6处理提高了根瘤固氮能力,根瘤、根和茎的含氮量得到明显提高.3)BR和SHK-6处理通过改变激素平衡来调控根瘤固氮,其中CTK/GA、CTK/IAA对根瘤固氮有正调控作用,IAA/ABA和GA/ABA有负调控作用.     

外源脯氨酸对镍胁迫下小麦幼苗生长的影响

为探究外源脯氨酸对镍胁迫下小麦根系生长发育的影响,以小麦品种轮选988为材料,采用溶液培养法,研究了不同浓度的脯氨酸对10μmol·L~(-1) Ni~(2+)胁迫下小麦幼苗株高和根系生长的影响。结果发现,镍胁迫严重抑制小麦生长;而外施脯氨酸对小麦幼苗的株高和根系生长的各项指标均有正向效应,以外施5mmol·L~(-1)脯氨酸的效果最好。与单独Ni~(2+)胁迫相比,外施5mmol·L~(-1)脯氨酸后,小麦幼苗根长、株高、根鲜重和根干重分别上升了24.8%、12.5%、16.0%和20.0%;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)活性分别升高了54.30%、43.00%、13.08%、67.67%;超氧阴离子(O_2~-·)自由基、过氧化氢(H_2O_2)、丙二醛(MDA)含量分别下降了56.65%、34.54%、32.35%;渗透调节物质游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖的含量均显著下降;根系活力上升了233.83%。外源脯氨酸可以显著提高小麦根的抗氧化能力,进而增强小麦的抗逆性,缓解镍对小麦根系的毒害作用。     

低磷和铝毒耦合胁迫对杉木叶片抗坏血酸——谷胱甘肽循环的影响

为揭示抗坏血酸-谷胱甘肽(As A-GSH)循环在杉木适应低磷和铝毒胁迫中的作用,以耐低磷和铝毒胁迫的杉木家系YX3及对低磷和铝毒胁迫敏感的杉木家系YX12为试验材料,研究不同处理下[对照处理(CK)、低磷处理(-P)、铝处理(Al)和低磷加铝处理(-P+Al)]2个杉木家系叶片中As A-GSH循环代谢关键酶的变化规律。结果表明:不同胁迫处理下(-P、Al和-P+Al),2个杉木家系的丙二醛(MDA)含量均显著高于各自对照(-P处理下YX12叶片MDA含量除外),而且在Al和-P+Al处理下,耐性杉木家系YX3叶片中MDA含量均小于敏感型杉木家系YX12。进一步分析表明,与各自对照相比,不同胁迫处理增加了2个杉木家系叶片中的As A和DHA含量,同时提高了其叶片中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,而且除DHA含量外,在-P、Al和-P+Al处理下耐性杉木家系YX3叶片中APX、GR、MDHAR、DHAR和As A含量均高于敏感型杉木家系YX12。此外,耐性杉木家系YX3叶片中还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及As A/DHA值和GSH/GSSG值均高于敏感型家系YX12。因此,上述结果表明在不同胁迫条件下,杉木幼苗通过提高叶片抗氧化物质含量和As A-GSH循环关键酶活性来清除过量的活性氧,减轻胁迫诱导的氧化损伤;不同胁迫处理下,2个杉木家系叶片抗氧化物质含量及As A-GSH循环中关键酶活性响应的差异表明耐性杉木家系YX3具有较高的As A—GSH循环效率和抗氧化物质再生能力,从而有效抑制胁迫诱导的氧化损伤,这可能是其具有较强耐性的重要原因之一。     

EGCG抑制Nicotine诱导肺腺癌H1299细胞JAK2/STAT3 mRNA的表达研究

为探索EGCG对Nicotine诱导肺癌细胞增殖的抑制作用,本研究通过MTT实验筛选出EGCG、Nicotine对肺腺癌细胞H1299的最佳作用浓度,利用实时荧光定量PCR技术检测EGCG、Nicotine对H1299细胞中Bax、Bcl-2、Jak2和Stat3基因mRNA相对表达量的变化。实验结果表明,EGCG对H1299细胞的半抑制浓度IC₅₀值约为32βμmol·L^-1（24βh）、15βμmol·L^-1（48βh）;1βμmol·L^-1的Nicotine对H1299细胞促增殖作用明显;以15βμmol·L^-1的EGCG预处理H1299细胞24βh可显著下调1βμmol·L^-1 Nicotine的促增殖作用（P<0.05）。1βμmol·L^-1的Nicotine处理H1299细胞可明显降低JAK2/STAT3信号通路中Bax基因mRNA的表达,增加Bcl-2、Jak2、Stat3基因的mRNA表达;15βμmol·L^-1 EGCG预处理H1299细胞可反向调控Nicotine诱导所致JAK2/STAT3信号通路中Jak2、Stat3和Bax、Bcl-2基因表达量的变化,结果具有显著性差异（P<0.05）。由此可知,EGCG对Nicotine诱导的肺腺癌H1299细胞增殖及JAK2/STAT3信号通路中促增殖基因mRNA的表达起抑制作用。     

茶园芽孢杆菌QM7促生特性及耐酸铝机制初步研究

目前含芽孢杆菌等微生物制剂的有机肥料在酸性茶园土壤中的生物活性不高,难以起到有效的促生作用,达到部分替代和减少化肥使用量的目的。本实验分离得到1株耐酸铝芽孢杆菌,命名为QM7。试验发现菌株促生能力受到铝离子浓度的影响,在无铝条件下菌株生长素(IAA)的分泌量为85.6 mg·L~(-1),当铝离子浓度为1 mmol·L~(-1)时IAA分泌量为36.8 mg·L~(-1);盆栽结果表明,在6周内菌株可以增加茶苗根系表面积56.8%,根尖数27.3%;蛋白电泳分析发现高浓度的铝胁迫会导致菌株胞内64种与转录、翻译和代谢相关蛋白的表达发生差异,使得菌株生长受到抑制。     

低磷胁迫下乙烯对大豆幼苗生理生化指标的影响

为研究低磷胁迫下施用乙烯(50μmol· L-1)对大豆(中黄22)幼苗的影响,将培育至幼苗期的大豆分别置于高磷、高磷+乙烯、低磷、低磷+乙烯4组营养液中.利用水培法培养大豆15 d后,对大豆的光合速率、蒸腾速率、乙烯释放量、磷含量、根系活力等生理生化指标进行测定.结果表明:对低磷胁迫下的大豆植株施加乙烯后,植株根系乙...     

荷花ISSR—PCR反应体系的建立及优化

以荷花叶片提取的基因组DNA为材料,通过对影响ISSR—PCR扩增效果的一些因素,如dNTPs浓度、Mg2＋浓度、TαDNA聚合酶用量、引物用量、模板DNA用量以及退火温度等进行筛选和优化,确立了可用于荷花ISSR—PCR分析的最适宜的PCR反应体系：20μL PCR反应体积含O．4mmol·L-1 dNTPs、3．5mmol·L-1Mg2＋、1．5U TαqDNA聚合酶、0．4μmol·μL-1引物、3ng模板DNA。PCR扩增程序为：94℃预变性2min,94oC变性30s,54．5℃退火30s,72℃延伸1min,45个循环,最后72℃延伸7min,置4℃保存。应用该ISSR体系对6份荷花种质进行了扩增,证实了该体系的适用性和稳定性。     

大豆结瘤相关QTL优化和候选基因挖掘

氮是植物生长必须的大量元素之一,大豆根瘤菌共生可以为大豆提供充足的氮元素。研究大豆根瘤菌共生机理,挖掘控制共生结瘤候选基因具有重要意义。鉴于现阶段关于调控大豆共生结瘤QTL区间大,无法直接应用到实际中,本实验整理了68个控制大豆结瘤的QTLs,通过Overview和共线性分析对其进行优化,在Gm06染色体上得到一个高置信QTLs区间对该区间进行了基因注释得到43个基因,其中包括一个控制C2钙/脂质结合和含GRAM结构域的蛋白质,一个侧根形成蛋白和一个E3泛素连接酶相关蛋白,并在CSSLs群体中查找该位置存在插入片段的株系进行结瘤性状鉴定。结果表明C2连锁群上的15-15.5Mb对于大豆根瘤菌共生结瘤有着至关重要的作用。     

Phaseolus vulgaris cultivar and Rhizobium strain variation in acid-pH tolerance and nodulation under acid conditions

Acid-soil pH is a major factor limiting nodulation and N₂ fixation in beans. The experiments reported here sought strains of Rhizobium and cultivars of Phaseolus vulgaris L. tolerant of acid pH, and to study the interaction of strains and cultivars differing in pH tolerance. Seventy-eight of 217 isolates of R. leguminosarum bv. phaseoli grew on modified Keyser-Munns medium, pH 4.5. Of these, 33 grew at pH 4.5 in the presence of 100 μM aluminum and 40 tolerated pH 4.5 medium containing 200 μM manganese. Twenty isolates were both highly efficient in nitrogen (N₂) fixation and acid-pH-tolerant.Marked variation was also evident in the growth and nodulation at pH 4.5 of 126 cultivars of Phaseolus vulgaris. Thus ‘Capixaba precoce’, ‘Preto 143’ and ‘Bico de Ouro’ had high nodule number and nodule mass plant⁻¹ when grown at this pH, whereas BAT115 and BAT165 were essentially without nodules. When host cultivars and Rhizobium strains which differed in acid pH tolerance were used in inoculation experiments in soil of pH 4.5, nodulation and plant growth were most affected when both host and Rhizobium were intolerant of low pH. this was associated with reduced multiplication of Rhizobium in the rhizosphere 2 days after planting and with lack of attachment of the Rhizobium to the host root. Competition for nodule sites at acid pH was also affected. When either the Rhizobium strain or the cultivar was acid-tolerant, nodulation and plant development were similar to that achieved when both host cultivars and Rhizobium strain were acid-pH-tolerant.