非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响

田间试验条件下,为了探究非抗虫转基因棉花对土壤细菌群落多样性的影响,应用PCR-DGGE技术对转RRM2基因高产棉、转GAFP基因抗病棉、转ACO2基因优质棉及非转基因常规棉(中棉所12)种植后在吐絮期的土壤细菌群落多样性进行分析。结果表明,与常规棉相比,3种转基因棉的种植均未对土壤细菌香农-威纳指数(H)、均匀度(EH)和丰富度(S)造成显著影响,且两类棉花土壤细菌群落结构相似性较高。可见,短期内,非抗虫转基因棉花的种植对土壤细菌群落多样性无显著影响。对DGGE的优势条带序列分析发现,同源性最高的微生物分别属于拟杆菌门(Bacteroidetes)的黄杆菌纲(Flavobacteria)、噬弧菌属(Bacteriovorax)、Segetibacter,变形菌门(Proteobacteria)的α-变形菌纲(alpha proteobacterium)、地杆菌属(Geobacter),厚壁菌门(Firmicutes)的Paenisporosarcina,酸杆菌门(Acidobacterias)的酸杆菌属(Acidobacterium),它们均为不可培养微生物。     

羊柴根围AM真菌群落结构和遗传多样性研究

为了探明受风蚀和水蚀双重影响下内蒙古荒漠地区羊柴(Hedysarum leave Maxim)根围AM真菌群落结构和遗传多样性特征,以内蒙古正蓝旗青格勒图具有代表性的梁地作为采样地点,按海拔高度在梁地选择梁底、梁中和梁顶3个样地,分0~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm 5个土层采集羊柴根围土壤样品,通过Nested-PCR-DGGE技术,结合DGGE图谱分析、DNA克隆测序及系统发育分析进行研究。结果表明,不同样地和土层,AM真菌具有不同DGGE指纹图谱特征,AM真菌丰度、优势度及其多样性指数均有差异,其中梁中和梁顶样地0~10cm土层AM真菌丰富度最高,均为20;多样性指数梁中样地0~10cm土层最高,为2.88。DGGE条带测序和系统发育分析显示,全部序列归为5属15种,分别为Glomus属10种、Rhizophagus属1种、Funneliformis属2种、Paraglomus属1种、Septoglomus属1种;根据UPGMA算法绘制15个样品间AM真菌群落相似性图谱,全部序列归为3个类群,聚类分析显示羊柴根围AM真菌群落具有丰富的遗传多样性,相似性指数最高仅为0.54,说明梁地生境空间异质性对AM真菌遗传多样性有显著影响。受风蚀和水蚀影响,3个样地土壤速效氮差异明显,梁底受侵蚀作用最弱;梁中受侵蚀最强,土壤最贫瘠;球囊霉属Glomus和管柄囊霉属Funneliformis是内蒙古荒漠地区AM真菌优势属,这为进一步筛选高效优势AM菌种,促进荒漠植被恢复提供了依据。     

转基因棉花对土壤细菌群落的影响

为了评价转基因棉花对土壤细菌群落结构的影响,试验采用转基因棉花品种晋棉26号及其非转基因亲本晋棉7号以及传统棉花品种中棉所12号进行了长期定位试验,利用高通量基因测序法研究了转基因棉花对土壤细菌的群落结构的影响。结果表明,3个棉花土壤细菌共检测到1 585个OTUs、除1个未分类门和4个待定候选门外,其余分别属于已知的21个门;主要优势种群有变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、拟杆菌门;每个品种有独特的种群,转基因棉花晋棉26号独有的种群为栖热菌门,晋棉7号独有种群为WCHB1-60;转基因棉花土壤细菌的多样性降低,但没有改变土壤细菌种群结构。     

AM真菌对棉花根内防御性酶活性的影响

在温室盆栽条件下研究了丛枝菌根(AM)真菌聚生球囊霉菌(Glomusfasiculatum,Gf)和珠状巨孢囊霉菌(Gigasporamargarita,Gim)对棉花根内棉花黄萎病(Verticilliumdahliae)防御性酶活性的影响。结果表明,感病陆地棉花(GossypiumhirsutumL.)品种李台8号和86-1于播种时接种AM真菌、30d后接种黄萎病菌安阳菌系,可诱导棉花根内苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、过氧化物酶(POD)等酶的合成,提高了这些防御性酶的活性,并且其活性上升速度和活性峰值均高于接种黄萎病菌的处理,下降速度低于接种黄萎病菌的处理。说明AM真菌激活了棉花的防御反应,使棉花植株对黄萎病菌的侵染产生强烈而快速的反应,从而抑制了病原菌的侵染。     

大田条件下外源AM真菌对柑橘园土著AM真菌群落的影响

利用PCR-DGGE技术研究了在大田条件下红江橙Citrus sinens Osbeck‘Hongjiangcheng'根系接种外源丛枝菌根(AM)真菌Glomus intraradices对柑橘园土著AM真菌群落的影响.结果表明:接种处理对柑橘根系侵染率没有影响;根系中AM真菌的多样性指数和物种丰度没有变化,但是根际...     

施磷和AM真菌互作对棉花生长和磷素吸收的影响

【目的】研究不同盐胁迫条件下,施磷水平和AM真菌对棉花生长发育的影响,探讨施磷与菌根的互作机制,为新疆棉田盐碱地改良和减肥增效提供理论基础。【方法】采用盆栽试验,以“新陆早57号”为供试品种,设置不同盐水平(NaCl 0,6 g/kg),不同施磷水平(0,50,100 mg/kg)和不同接种AM真菌(接种与不接种)处理,测定土壤pH,电导率,菌根侵染率,棉花干物质量和磷含量等指标。【结果】(1)非盐胁迫条件下,未接种AM真菌条件下,土壤电导率随着施磷处理的增加呈下降的趋势,与对照处理(0 mg/kg)相比,50和100 mg/kg处理棉花植株干物质量和磷含量显著增加(P<0.05),而两处理之间差异不显著。在接种AM真菌条件下,土壤pH和电导率在50 mg/kg处理下呈明显的下降趋势,棉花菌根侵染率,干物质量和磷含量在磷处理为50 mg/kg时达最大值,显著高于对照处理或100 mg/kg处理(P<0.05),与未接种植株相比,干物质量和磷含量分别增加29.9%和25.75%,当施磷量为100 mg/kg时,接种与未接种AM真菌的干物质量和磷含量差异均不显著。(2)盐胁迫条...     

生物有机肥与AM真菌配施对连作番茄品质、土壤性质及真菌群落结构的影响

基于种植番茄6年的连作土,采用棚内划区试验,设置不施化肥(CK1)、常规施肥(CK2)、常规施肥下增施AM真菌(AM)、普通生物有机肥(CF)、新型生物有机肥(NF)及AM真菌分别配施普通生物有机肥(ACF)、新型生物有机肥(ANF),探索生物有机肥与AM真菌配施对连作番茄品质、土壤性质及真菌群落结构的影响。结果表明,与CK1相比,在连作土中常规施肥处理(CK2)的番茄品质、土壤性质及真菌群落结构变化较小。与CK2相比,AM真菌-生物有机肥相关处理(AM、CF、NF、ACF、ANF)均略增加了pH值,提高了有机质(OM)、微生物量碳、速效养分(AN、AP、AK)、交换性镁(EMg)及交换性钙(ECa)含量,提升了可溶性糖、可溶性固形物及维生素C等品质参数,各指标均以AM真菌配施生物有机肥处理(ACF、ANF)的效果较佳。Illumina HiSeq测序结果表明,AM真菌-生物有机肥相关处理均降低了真菌多样性和丰富度。群落结构分析结果表明,与CK1、CK2相比,轮枝菌属(Gibellulopsis)、镰刀菌属(Fusarium)、腐质霉属(Humicola)的相对丰度显著降低,斗管囊霉属...     

磷高效转基因水稻OsPT4种植对土壤细菌群落多样性的影响

为探讨磷高效转基因水稻种植对土壤细菌多样性的影响,在小区试验条件下,以磷高效转基因水稻Os PT4为对象,以非转基因水稻日本晴、磷高效突变体水稻PHO2为对照,设施磷和不施磷两种处理,采用PCR-DGGE测序技术,分析比较了磷高效转基因水稻Os PT4在整个生长期对土壤细菌群落丰富度、均匀度的影响。结果显示,同一处理、同一生长期内磷高效转基因水稻Os PT4、磷高效突变体水稻PHO2与常规水稻日本晴的土壤细菌16S r DNA DGGE指纹图谱基本相似;施磷处理条件下,PHO2在拔节期较Os PT4、日本晴增加一条电泳条带,该条带属于蓝藻菌门(Cyanobactteria)藻青菌属(Cyanobacterium),Os PT4在抽穗扬花期较日本晴缺失一条电泳条带,该条带属于芽单胞菌门(Gemmatimonadetes);不施磷处理时,Os PT4在分蘖期和成熟期较日本晴增加4条电泳条带,测序结果显示分别为变形菌门(Proteobacteria)地杆菌属(Geobacter)、厚壁菌门(Firmicutes)芽孢杆菌属(Bacillus)、绿弯菌门(Chloroflexi)、变形菌门(Proteobacteria)和地杆菌属(Geobacter)。研究表明,在水稻个别生长期,磷高效转基因水稻Os PT4对土壤细菌丰富度(S)、香农-威纳指数(H)和均匀度(EH)产生显著影响。     

不同氮磷水平下AM真菌对棉花的侵染率及氮磷含量的影响

在不同的氮肥和磷肥水平下,采用无土栽培法研究AM真菌Glomusintraradices对棉花根的侵染率,以及棉花植株对氮磷的吸收情况。结果表明,高浓度的氮素有利于Glomus intraradices与棉花形成共生体,当氮肥为100.00 mmol/L时,Glomus intraradices对棉花根系的侵染率最高,达到65.09%;在接种Glomus intraradices的情况下,不施氮肥的棉花植株,其茎叶含磷量显著高于施用氮肥的植株;而棉株茎叶中的含氮量却随着施氮水平的提高而增加,这表明高浓度的氮素不利于Glomus intraradices棉花共生体对磷元素的吸收,却有利于其对氮元素的吸收;而低浓度的磷素形态有利于Glomus intraradices的菌丝对棉花的侵染,以0.025 mmol/L的磷肥水平,侵染率最高。     

蒙古沙冬青伴生植物AM真菌多样性

为探究蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)伴生植物丛枝菌根(AM)真菌遗传多样性特征,于2013年7月随机取样采集内蒙古乌海、磴口和乌拉特后旗3个样地霸王(Zygophyllum xanthoxylum)和白刺(Nitraria tangutorum)根围土壤,利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对AM真菌群落结构、生态分布及与土壤因子的相关性进行研究。结果表明:(1)共分离鉴定球囊霉属(Glomus)、管柄囊霉属(Funneliformis)和根内球囊霉属(Rhizophagus)3属AM真菌,其中,Glomus为所有样地和土层共有优势属,G.coronatum(AJ276086.2)和G.sp.(KC558550.1)为霸王根围优势菌种,Uncultured Funneliformis(HG004455.1)和Uncultured Rhizophagus(KC797139.1)为白刺根围优势菌种;G.coronatum(FR773145.1)是乌海特有菌种,G.sp.(AJ315521.1),Uncultured Rhizophagus(KF386282.1)和Uncultured Glomus(HG972422.1)为磴口特有菌种。(2)不同宿主、样地、土层AM真菌具有不同的DGGE图谱特征,丰度和多样性指数呈现蒙古沙冬青霸王白刺;同一样地,0~30cm土层高于30~50cm土层;同一土层,乌海、磴口均高于乌拉特后旗样地,其中乌海20~30cm土层AM真菌丰度和多样性指数最高,分别为16和2.06。(3)土壤速效磷与AM真菌多样性显著正相关,碱解氮、碱性磷酸酶与AM真菌群落多样性显著负相关。可见,AM真菌能与宿主植物形成良好共生关系,具有丰富的遗传多样性;宿主植物、环境因子对AM真菌群落多样性有重要影响。     

Physiological mechanisms involved in resistance to cotton verticillium wilt induced by AM fungi

It was proved that arbuscular mycorrhizal (AM) fungi played an important role in increasing plant resistance to soilborne pathogens, especially when plants were pre-inoculated with AM fungi. Mechanisms involved in this phenomenon are not yet well understood. On the basis of the former experiment results in our lab, effects of AM fungi on cotton Verticillium wilt and the mechanisms of increasing disease resisitance by the tested fungi were studied in pot culture under greenhouse conditions. …     

接种AM真菌对不同盐度土壤中向日葵生长的影响

采用温室盆栽的方法,模拟不同程度盐渍化土壤（外源添加NaCl 0、0.5、1.0 g·kg^-1和1.5 g·kg^-1）,研究接种AM真菌Funneliformis mosseae（F.mosseae）对向日葵菌根侵染率、生物量、矿质营养元素吸收、Na⁺吸收、抗氧化酶活性和膜系统、渗透平衡物质含量、光合作用以及水分利用率的影响。结果显示,NaCl浓度可显著影响AM真菌F.mosseae对向日葵根系的侵染,平均菌根侵染率为51.99%~68.85%;随着NaCl浓度的增加,向日葵地上部干质量和总干质量显著降低,地上部和根部Na⁺含量和积累量显著增加,叶片过氧化物酶（POD）活性显著降低,丙二醛（MDA）和脯氨酸含量显著增加,净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和水分利用率显著降低;不同浓度NaCl胁迫下,接种AM真菌使向日葵总干质量显著增加了16.95%~28.97%,地上部和根部磷含量分别显著增加了33.77%~54.29%和36.07%~52.63%,地上部和根部Na⁺含量显著增加,叶片POD活性显著增加,脯氨酸含量显著降低了80.26%~87.05%,净光合速率和蒸腾速率分别增加7.70%~80.00%和7.27%~32.53%,水分利用率显著增加了8.93%~14.97%。研究表明,AM真菌能够增强向日葵对盐胁迫的抵抗能力并促进其生长。研究为利用AM真菌联合耐盐作物修复盐渍化土壤以及拓宽盐渍土的开发和利用,提供基础数据和技术支持。     

施用沼液和接种丛枝菌根真菌对甘草生长及重金属累积的影响

甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch)是一种重要的补益中草药。由于野生甘草面临过度采撷和资源耗竭,人工种植甘草规模日益扩大,发展低耗高效的甘草种植技术成为迫切需要。通过盆栽试验考查了不同沼液添加水平(沼液/去离子水体积比:10/0、9/1、5/5、1/9及0/10)下,接种丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌Rhizophagus intraradices对甘草生长及重金属累积的影响。试验结果表明,AM真菌能够对甘草根系形成良好侵染,菌根侵染率在25.0%~48.4%之间。AM真菌对甘草表现出显著促生作用,接种处理使植株生物量、磷浓度及叶片叶绿素含量分别提高了171%~271%、64%~143%和98%~127%。施用沼液显著提高了植株磷浓度和叶片叶绿素含量,在提高土壤有机质含量和土壤全磷的同时,也增加了植物及土壤铬、铜和铅浓度。在沼液稀释比为10/0和9/1水平下,植物铬、铜和铅浓度超标,而接种AM真菌显著降低了植株重金属浓度至安全阈值以内。施用沼液同时接种AM真菌可在促进甘草生长的同时保障甘草品质,因而在甘草人工种植中具有潜在应用价值。     

干旱条件下AM真菌对植物生长和土壤水稳定性团聚体的影响

采用分室培养系统,模拟正常水分和干旱胁迫两种环境条件,探讨不同丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)对紫花苜蓿(Medicago sativa L.)生长和土壤水稳性团聚体的影响.试验条件下,Glomus intraradices对苜蓿根系的侵染率均显著高于Acaulospora scrobiculata和Diversispora spurcum接种处理.正常水分条件下,供试AM真菌均能显著提高植株生物量及磷浓度.干旱胁迫显著抑制了植株生长和菌根共生体发育,总体上菌根共生体对植株生长没有明显影响,接种D.spurcum甚至趋于降低植株生物量;同时,仅有G.intraradices显著提高了植株磷浓度.AM真菌主要影响到＞2mm的水稳性团聚体数量,以G.intraradices作用效果最为显著.在菌丝室中,G.intraradices显著提高了总球囊霉素含量.研究表明AM真菌对土壤大团聚体形成具有积极作用,而菌根效应因土壤水分条件和不同菌种而异,干旱胁迫下仅有G.intraradices对土壤结构和植物生长表现出显著积极作用.在应用菌根技术治理退化土壤时,需要选用抗逆性强共生效率高的菌株,对于不同AM真菌抗逆性差异的生物学与遗传学基础尚需进一步研究.     

土壤类型和树种对根际土丛枝菌根真菌群落及其根系侵染率的影响

为合理利用丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza,AM)真菌促进喀斯特退化土地植被恢复,采用形态学方法研究了土壤类型(石灰土和黄壤)和宿主植物种类(紫弹树(Celtis biondii Pamp)、红锥(Castanopsis hystrix)和单性木兰(Kmeria septentrionalis Dandy))对AM真菌群落结构的影响。研究共分离鉴定了2属14种AM真菌,其中幼套球囊霉(Glomus etunicatum)是石灰土和黄壤共有的优势种,石灰土特有的AM真菌包括地球囊霉(G.geosporum)、白色球囊霉(G.albidum)、双型球囊霉(G.ambisporum)、象牙白球囊霉(G.eburneum)和细凹无梗囊霉(G.scrobiculata),而波状无梗囊霉(A.undulata)是黄壤特有的AM真菌。土壤类型对AM真菌孢子密度,Shannon多样性指数以及侵染率具有显著影响;宿主植物种类与AM真菌Shannon多样性指数呈显著相关。石灰土紫弹树和单性木兰根际土AM真菌孢子丰度显著高于黄壤相同植物的,而红锥无显著差异;石灰土紫弹树和红锥的AM真菌物种丰富度及Shannon多样性指数均高于黄壤同种植物的。土壤类型对AM真菌孢子密度、物种丰富度、Shannon多样性指数和侵染率均有显著影响,对均匀度指数也有显著影响;植物种类对Shannon多样性指数有显著影响,且AM真菌物种丰富度、Shannon多样性指数和侵染率受土壤类型与植物种类交互作用的显著影响;土壤p H和全钾含量对AM真菌群落影响显著。因此,利用AM真菌促进喀斯特植物定植生长与植被恢复过程中,应该考虑喀斯特土壤AM真菌具有区域特异性和物种偏好性。     

转基因抗虫棉对土壤微生物影响的初步研究

研究了种植转基因抗虫棉不同年限的棉田对土壤主要微生物的影响。结果表明,不同棉田每克干土中土壤微生物数量平均为11 162万个,其中细菌数为9 370万个,占总数83.95%,在总菌数中占绝对的优势,说明细菌是棉田土壤微生物的主体;放线菌次之,占14.44%;真菌最少,占1.62%。不同类型棉田在棉花生长的3个不同时期土壤中的细菌、真菌和放线菌的变化规律基本一致,分别在种植4年转基因棉花的棉田达到高峰值;但细菌数量变化较大,大体上呈现先上升后下降的趋势;真菌数量一直呈上升趋势;放线菌数量大体上呈一直下降趋势。可见,种植转基因棉对棉田土壤微生物的影响较大,且种植时间的长短对其有不同的影响。     

季节与小生境对喀斯特灌丛土壤丛枝菌根真菌群落的影响

揭示喀斯特灌丛生态系统土壤丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落及其对异质性生境与季节变化的响应规律,对合理利用土壤AMF促进喀斯特退化生境的恢复具有重要的意义。以桂西北喀斯特峰丛洼地1 hm2典型灌丛生态系统为研究对象,采用Illumina测序技术分析喀斯特灌丛两种主要小生境(石土面和土面)土壤AMF群落的季节变化特征及其影响因子。研究共发现AM真菌7科8属,球囊霉属/种为该地区优势属/种;土壤AMF群落组成结构季节差异显著(P0.05),冬季土壤AMF的Shannon多样性和丰富度均高于夏季,但小生境类型及季节与生境类型的交互作用对多样性均无显著影响;冗余分析(Redundancy ananlysis,RDA)表明,速效磷、速效钾和植物丰富度极显著影响喀斯特灌丛土壤AMF群落组成结构(P0.01)。研究结果为喀斯特地区合理利用植物与土壤AMF共生促进退化生境植被恢复提供了理论依据与实践指导。     

种植转Bt基因棉花不同年限土壤PLFA指纹特征与差异

为研究连续种植转Bt基因棉花对土壤微生物群落结构的影响,从连续种植3年转基因棉花晋棉26和中棉所41大田,采集土壤样品,测定磷脂脂肪酸(Phospholipid fatty acid,PLFA)。结果表明,不同品种和种植年限对不同生育期土壤微生物影响不同,随着种植年限和棉花残茬进入土壤生态系统,转基因棉花土壤细菌占总量的百分数有降低趋势,革兰氏阳性和阴性细菌的比例低于非转基因品种;转基因棉花土壤真菌的比例逐渐增加。说明转基因棉花连续种植可能改变土壤微生物群落结构。     

黄瓜根际土壤及根系的AMF菌群多样性研究

从昆明学院种植基地随机采集黄瓜根系及根际土壤样品,采用巢式PCR技术分别扩增菌根及土壤丛枝菌根真菌(AMF)部分18S rRNA基因区域,利用该产物构建AMF克隆文库,并结合ARDRA筛选、DNA测序和系统发育树分析对黄瓜AMF菌群组成进行研究.结果表明:根际土壤检测到7种AMF:摩西球囊霉(Glomus mosseae)、根内球囊霉(G.intraradices)、地表球囊霉(G.versiforme)以及其他4种未知的Glomus属类型,而根系除发现了G.mosseae、G.intraradices和G.versiforme外,仅检测到了其他2种未知Glomus属种类.