龙眼根际微生物多样性研究进展

植物的生长、繁殖、代谢与根际微生物密切相关,利用根际微生物来提高作物的生长量、抗逆性和抗病性已引起了研究者的高度重视。龙眼作为我国重要的经济果树,研究其根际微生物对生产栽培有一定的现实意义。概述了根际微生物的多样性以及植物与根际微生物的相互作用,对龙眼根际微生物的研究进展进行了综述,并提出了今后龙眼根际微生物研究方面需要注意的几个问题。     

植物根围微生物分子生物学研究方法进展

植物根围微生物是指在植物根系直接影响的土壤范围内生长繁殖的微生物。根围微生物研究对微生物生态学具有十分重要的意义。现对根围微生物多样性研究的克隆文库、分子指纹图谱技术、实时定量PCR技术、宏基因组文库、转录组合蛋白组分析等主要方法进行了综述;并对根围微生物研究的领域加以阐述与展望。     

根际微生物对白菜种子萌发的影响

研究不同温度和光照条件下,白菜在根际土样和根外土样中的发芽率和发芽势,探讨根际微生物对白菜种子萌发的影响。结果表明:在不同处理的土样中,适宜白菜种子发芽的25～30℃条件下,根际微生物有利于提高白菜种子发芽率、发芽势;黑暗条件有利于根际微生物对白菜萌发的促进作用。     

两种绿化植物的根际微生物区系及季节变化

研究了大叶黄杨和金叶女贞的根际与根外主要微生物类群的数量与季节变化。结果表明:二者根际与根外土壤微生物以细菌占绝对优势,其次为放线菌和真菌。根际中三大类微生物的数量均比相应的根外多,根际效应明显,而且细菌的根际效应最大。大叶黄杨和金叶女贞对细菌与微生物总数的根际效应都是春季夏季秋季冬季,但二者根际环境的不同使其对放线菌与真菌的根际效应也不同。     

采用变性梯度凝胶电泳研究羊肚菌土壤真菌群落结构

采用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)技术以土壤微生物群体的基因组DNA为研究对象,通过比较羊肚菌(Morchella sp.)出菇土壤及对照土壤中各种真菌的28S rDNA 基因信息来了解土壤微生物的多样性.结果发现,测得的12种真菌中,盘菌纲的有10种,异担子菌纲1种,还有1种未确定.所取2份土样中仅羊肚菌生长土壤中检测出有羊肚菌; 2份样品在优势真菌种群上有一定的区别,盘菌纲真菌群落存在很大的差异,羊肚菌出菇土壤的真菌丰度低于对照,可能与土壤中羊肚菌优势种群对其它种群的抑制作用有关.     

盐胁迫下植物与根际微生物互作研究进展

土壤盐分过高严重影响植物的生长发育,制约了现代农业和经济的可持续发展,威胁生态安全.根际微生物是植物基因组的有效延伸,通过调控植物体内激素变化、诱导形成抗氧化系统、产生渗透调节物质、分泌胞外多糖、介导离子平衡等方式对其生理特性产生深刻影响,诱导植物产生胁迫应答,缓解盐逆境损伤.而植物通过降低土壤耕层盐度、积累养分、降低根际pH等系列生理过程,也对根际微生物产生一定微生态效应.为更好地从根际微生态角度解答植物耐盐胁迫的生理与分子机制,充分挖掘和利用根际功能微生物,该研究从植物对根际微生物的影响、根际微生物提高植物的耐盐机理2个方面系统阐述了二者的互作关系,并展望了今后开展植物耐盐性研究和利用的方向.     

柑桔根和枝梢生长与根际微生物的关系

一、引言 紧靠植物根部(即根围或根际)的土壤中,微生物数量比距根较远的土壤中多,此一事实早经证实。植物根对土壤微生物的影响叫做根际效应,已有不少人用大量一年生作物和某些多年生作物作过研究。柑桔方面,福密森诺氏(Formissano,M.1955)报道,柑桔在开花期间,其根区一带土壤中的固氮菌和放线菌达到最大数量;兰加瓦米(Rangaswami,G.1961,即本文著者)氏等报道,四年生来檬植株促进了根际的细菌、真菌、放线菌的繁殖和活动。但长期地对充分成长的柑桔树进行研究尚无报道。     

百合生育期根际土壤微生物和酶活性的变化

 在自然生长条件下,研究了不同品种百合在不同生育期根际土壤微生物种类、数量和土壤酶（过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶）活性的变化规律。结果表明：在百合生育期内,土壤微生物以细菌最多,对百合的根际效应也最敏感;其次为真菌,再次为放线菌。不同生育阶段以显蕾期根际土壤细菌和放线菌的数量最多,但显蕾期以后二者根际效应方向相反;根际土壤真菌的数量和根际效应在鳞茎充实期均达到最大。土壤脲酶活性和碱性磷酸酶活性在百合生育期内表现为先降、后升、再降的趋势,即在显蕾期形成峰值,根际效应显著,随生殖生长的推进其活性及根际效应均逐渐减弱;而过氧化氢酶活性则先上升后下降,根际效应不明显。在百合—土壤—微生物相互作用的体系中,根际土壤微生物的种类、数量和酶活性明显受到百合生长发育的影响。     

育苗基质对槟榔根生长及根际微生物的影响

通过设置不同基质配比处理,筛选出适合槟榔苗的基质配方,为繁育优质种苗提供理论依据。本研究以红壤土、椰糠和羊粪为原料,按不同比例配制育苗处理组合,测定基质理化性质、根系生长状况、根系活力以及根际微生物多样性等指标。结果表明,不同基质配比处理对根鲜干重、次级根、根系活力及微生物数量等影响显著。其中Ⅳ处理(6/10红壤土+3/10椰糠+1/10羊粪)综合表现最好,表现最差的是不添加椰糠和羊粪的对照(CK)处理。通过对基质总孔隙度、容重与根系生长、微生物数量的相关性分析发现,总孔隙度与根干重、一级根、根系活力、真菌、细菌、放线菌等均呈显著正相关(p0.01或p0.05);除根鲜重及二级根数外,容重与其他指标均呈显著或极显著负相关(p0.01或p0.05),表明种苗繁育基质总孔隙度与容重对植物生长及根际微环境具有重要的影响作用。     

西瓜连作对根际微生物群落的影响

为明确根际微生物群落演替变化与西瓜连作之间的关系,调查2014—2016年连续3 a(年)种植西瓜的产量和发病情况,并利用Illumina Miseq平台对连作西瓜根际土壤微生物群落进行扩增子测序分析。结果表明,连续3 a种植西瓜其产量显著降低而枯萎病发病率和病情指数显著提高。不同种植年限根际微生物群落多样性存在显著差异,西瓜的连年种植打破了其根际微生物群落原有的平衡,使得细菌群落多样性下降而真菌群落多样性上升。在门水平上,Proteobacteria、Acidobacteria和Ascomycota的相对丰度升高,而Firmicutes、Actinobacteria、Gemmatimonadetes和Chytridiomycota的相对丰度下降。在属水平上,Bacillus,Lysobacter与Pseudomonas等许多有益微生物相对丰度降低而病原菌所在的Fusarium相对丰度增加,最终表现为西瓜枯萎病爆发,产量降低。     

大青叶樱桃根际微生物种群结构及其变化动态

利用选择性培养基,对2年生大青叶樱桃(Cerasus pseudocerasus)根际微生物进行了分离、鉴定和分类,分析了不同物候期根际微生物种群结构的变化。结果表明,从大青叶樱桃根际分离纯化获得的细菌分别属于15个属,以芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)为主;放线菌属于链霉菌属的6个类群,以白色类群(Albosporus)、黄色类群(Flavus)为主;真菌以镰刀菌(Fusarium)和木霉属(Trichoderma)为主。不同生育期根际微生物种群结构不同,落叶期根际细菌种群结构最丰富,萌芽期最少。     

土壤质地和砧木对苹果根际微生物功能多样性及其碳源利用的影响

以分别栽培于砂壤土、壤土和黏壤土,砧木为八棱海棠(Malus robusta Rehd.)和平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)的2年生盆栽‘红富士’苹果(Malus×domestica Borkh.‘Red Fuji’)幼树根际土为试材,分析根际和未栽植果树的非根际土壤细菌16S rRNA基因拷贝数、细菌根际效应、微生物群落代谢活性、功能多样性及其碳源利用类型等。结果表明,根际和非根际土壤细菌的拷贝数、微生物群落代谢活性以及功能多样性指数均是黏壤土>壤土>砂壤土、平邑甜茶根际土>八棱海棠根际土、根际土>非根际土。两种砧木的细菌根际效应均是在砂壤土最大,黏壤土最小;砂壤土中的细菌丰度受砧木的影响最大。根际和非根际微生物群落碳源利用能力均是黏壤土>壤土>砂壤土;根际微生物群落对酚酸和羧酸类碳源的利用能力显著高于非根际;八棱海棠根际微生物群落对羧酸类碳源的利用能力在砂壤土中最高、在黏壤土中最低,平邑甜茶根际微生物群落正相反。根际微生物群落碳源利用类型因土壤质地而异,在砂壤土中主要利用氨基酸类,其次是碳水化合物和羧酸类;在壤土中主要利用...     

不同落叶果树根际微生物群落代谢与组成的差异性研究

【目的】从根际微生物群落代谢与组成方面探讨不同落叶果树根际差异性。【方法】利用Biolog ECO板方法与Illumina Miseq sequencing技术,以未种植果树区域土壤为对照,研究苹果、梨及葡萄等8种落叶果树根际微生物群落的代谢与组成。【结果】8种果树根际微生物的代谢活性与功能多样性指数(除Pielou均匀度指数E外)均显著高于对照。比较8种果树根际微生物群落的碳源利用特征情况发现,杏树根际微生物群落对酚酸类物质(PC,phenolic compounds)的利用比率显著下降,对碳水化合物(CH, carbohydrate)的利用比率显著上升,而对照土壤微生物群落对氨基酸类(AA,amino acids)碳源利用比率最高。细菌与真菌群落纲水平相对丰度表明,8种果树根际细菌与真菌群落相对丰度存在明显差异,其中苹果与核桃γ-变形菌纲相对丰度较其他果树显著上升;而与细菌群落相比,8种果树根际真菌群落在纲水平上差异更为明显。基于纲水平优势菌与微生物群落代谢之间的相关性分析表明,微生物群落代谢与Betaproteobacteria、Alphaproteobacteria及Sphingobacteriia呈显著正相关,而与Gemmatimonadetes、Sordariomycetes、Glomeromycetes及Chytridiomycetes均呈显著负相关。另外,RDA分析表明,微生物功能多样性(除E外)与细菌α多样性呈正相关,而与真菌α多样性呈负相关。【结论】8种果树微生物群落碳代谢存在显著差异。8种果树根际细菌与真菌群落均存在显著差异,而真菌群落较细菌差异更为显著。根际微生物群落代谢与细菌群落呈正相关,而与真菌群落呈负相关。     

不同时期油菜根际土壤微生物群落结构多样性及其差异

以陕西汉中油菜种植基地种植最广的油菜品种“邡油777”的油菜花期和果期的根际土壤样品为试材，采用高通量扩增子的试验方法，对样品根际微生物群落结构进行分析和比较，以期为后续油菜根际促生菌的筛选及油菜-根际土壤-微生物的相互作用关系研究提供参考依据。结果表明：不同时期油菜根际土壤微生物群落结构存在显著性差异，油菜花期土壤样品微生物多样性和丰富度较果期高。群落结构组成中占比大于1%的细菌门10种，占比大于1%的细菌属6种，变形菌门和酸杆菌门是其共有优势菌群；占比大于1%的真菌门7种，占比大于1%的真菌属7种。被孢霉门是油菜根际真菌群落的绝对优势菌群。油菜的不同生长时期是影响油菜根际微生物群落结构和多样性的重要原因。     

转MdSOS2L1基因苹果植株根际微生物多样性的研究

以野生型‘嘎拉’苹果和转MdSOS2L1基因植株为试材,利用高通量测序技术研究转MdSOS2L1苹果植株对根际微生物的影响。结果表明,转基因与野生型植株根际微生物群落丰富度和多样性存在较大差异,其中原核微生物群落变化最为明显。转MdSOS2L1植株根际酸杆菌门丰度增加较多,蓝藻、放线菌门丰度略有下降。同时,转基因植株根际土壤pH值低于野生型,并且转基因植株根际土壤的苹果酸、柠檬酸、草酸含量明显升高,两者非根际土无明显差异,转基因植株根际微生物的差异极有可能与MdSOS2L1基因介导的有机酸分泌有关。     

根分泌物及其化感作用研究进展

根分泌物的化感作用已经成为土壤生态、植物保护等领域研究的热点和重点。现总结了根分泌物及其化感物质的种类,根分泌物对土壤养分和土壤微生物的影响。通过总结提出未来根分泌物及化感作用的研究方向和重点,为未来相关领域的发展提供理论依据和基础。     

三叶草浸提液对寒富苹果根际土壤生物活性和养分有效性的影响

为了明确果园覆草后根际环境变化,以2 a生盆栽寒富苹果为试材,通过施入不同类型三叶草浸提液,研究三叶草风干和腐解后对根际土壤生物活性和养分有效性的影响。结果表明,三叶草浸提液提高了根际微生物量碳、微生物商和微生物量碳/微生物量氮比值,降低了微生物量氮和微生物量氮与全氮比值;施入三叶草浸提液促进根际土壤脲酶、蛋白酶和中性磷酸酶活性增加,但抑制了过氧化氢酶活性;三叶草浸提液增加了有机质、碱解氮、速效磷和速效钾等养分的有效性。不同类型三叶草浸提液对根际土壤生物活性和养分有效性的影响有差异,鲜草浸提液处理对根际环境的改善作用效果最明显,干草浸提液处理次之,腐草浸提液处理效果较差。     

重金属Cd对蔬菜根际土壤微生物群落的影响

以盆栽小白菜、萝卜和辣椒为试材,对其根际土壤采用磷脂脂肪酸(PLFA)含量分析、土壤理化性质分析方法,分为清水与清水+镉(Cd)2种处理,研究了不同处理对蔬菜根际土壤微生物群落的影响。结果表明:1)清水+Cd处理的蔬菜根际土壤微生物的含量均无显著差异,但萝卜根际土壤的微生物含量与小白菜和辣椒相比较低。2)主成分分析表明,用清水+Cd灌溉处理蔬菜,对萝卜根际土壤微生物群落结构影响最大。3)不同灌溉方式处理下的蔬菜根际土壤微生物类群中PLFA的含量均表现为革兰氏阳性菌(G+)革兰氏阴性菌(G-)放线菌真菌;与清水对照相比,用含Cd的溶液灌溉蔬菜,其PLFA值均无显著差异。4)用不同灌溉方式浇灌蔬菜,在蔬菜收获期对土壤理化性质进行分析表明,清水+Cd处理对小白菜吸收土壤中的全氮及萝卜和辣椒吸收土壤中的硝酸盐氮的影响较大。     

植物根际促生菌在瓜菜工厂化育苗中的应用技术研究进展

植物根际微生态环境对于根系的健康发育、植株的茁壮生长意义重大。在瓜菜工厂化育苗过程中,幼苗根系生长空间小,持水保肥能力弱,微生态环境差,目前国内外相关学者的研究热点逐渐聚焦在通过接种植物根际促生菌或添加微生物有机肥来调控瓜菜幼苗根际微生物群落结构和多样性,以期达到活化养分、防控病害、促进幼苗生长的目的。笔者阐述了植物根际微生物的作用及其在瓜菜工厂化育苗中的应用技术研究进展。     

根际微生物防治土传病害研究进展

摘要：土传病害是世界性的难题，为了解决化学杀菌剂对环境的破坏以及病原菌抗性增强的诸多问 题，利用植物根际微生物防治土传病害已成为近年来的研究热点。通过对根际微生物的种类、防治土传 病害的机理的综述，指出在研究方法上要加强高通量测序技术、宏基因组学、生物信息技术的应用，同 时研究探索更有效的菌株分离培养技术；在生产实际中要在考虑菌群协同作用的基础上提高生防菌的杀 菌效率，以期为正确利用根际微生物促进植株营养吸收、抵抗土传病害、适应环境胁迫，促进农业可持 续发展提供研究思路。