辣椒根系分泌物对辣椒种子萌发和幼苗生长的影响

张掖市辣椒连作障碍逐年加重,根系分泌物自毒作用是引起辣椒连作障碍的一个重要因素。为克服辣椒连作障碍,以陇椒2号为试材,研究了辣椒根系分泌物对其种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,不同浓度的辣椒根系分泌物浸提液对辣椒种子萌发和幼苗生长均有一定的抑制作用,根系分泌物浸提液浓度为100 g/kg时对辣椒的生长抑制作用较弱,使辣椒种子的发芽率降低25.66个百分点,使辣椒幼苗的光合速率、蒸腾速率分别下降了0.97、0.25 μmol/(m·s);根系分泌物浸提液浓度为300 g/kg时对辣椒生长的抑制作用最强,使辣椒种子发芽率降低53.33个百分点,使辣椒幼苗的光合速率、蒸腾速率分别降低了3.19、1.35 μmol/(m·s)。可见,根系分泌物对辣椒的抑制作用与其浓度成正比关系。     

种植密度对甘农5号苜蓿种子产量的影响

对引进的苜蓿品种甘农5号进行了种植密度试验,观察了密度对其产量构成因素及产量的影响,结果表明,密度对株高、一级分枝、结荚花序数和荚果数的影响较大,对籽粒数和千粒重影响较小。在试验设计的密度范围内,甘农5号苜蓿种子产量随种植密度的增加先上升后下降,当密度为82 530株/hm2时产量达到最高。产量与构成因素间的相关分析表明,结荚花序数、荚果数、籽粒数及千粒重均与种子产量呈正相关,其相关系数分别为0.20,0.39,0.14,0.53。甘农5号苜蓿获得较高种子产量的种植密度为82 530株/hm2,即行距60 cm、株距30 cm。     

苜蓿接种根瘤菌和施肥对铁尾矿砂基质改良效果的影响

采用裂区试验设计方法,以铁尾矿砂为生长基质进行紫花苜蓿(Medicago sativa L.)盆栽试验,探讨了紫花苜蓿接种不同根瘤菌菌株和施肥水平对紫花苜蓿生长的影响,以筛选出明显促进紫花苜蓿生长的根瘤菌菌株与施肥水平的最佳组合。在最佳组合条件下,研究了紫花苜蓿连续种植2a后铁尾矿基质理化性质和生物学特性的变化。结果表明:(1)接种根瘤菌明显促进了紫花苜蓿根瘤重、根鲜重、地上部鲜重、株高的提高,其中以接种菌株17676的效果明显。(2)施肥对紫花苜蓿的生长有显著的促进作用。随着施肥水平的提高,紫花苜蓿的各项生长指标均逐渐增大,在5%施肥水平时最高,并且在5%施肥水平时紫花苜蓿地上部鲜重和株高与2.5%和1%2个施肥水平间差异显著。2.5%施肥水平下,紫花苜蓿根瘤重最大,但与5%施肥水平差异不显著。表明5%施肥水平对促进紫花苜蓿生长的效果最佳。(3)与对照(裸尾矿砂)相比,在5%施肥水平条件下,种植接种17676菌株的紫花苜蓿后,铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有了极为明显的改善(P0.01)。其中,容重显著下降,田间持水量和总孔隙度明显提高,pH值显著下降并接近中性,有机质和速效养分(碱解氮、速效磷、速效钾)含量显著提高,基质中的细菌、真菌和放线菌的数量以及土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和纤维素酶)活性明显提高。(4)与播种当年相比,种植紫花苜蓿2a的铁尾矿砂基质的理化性质和生物学特性均有不同程度的改善。其中,除了细菌和真菌数量以及有机质和碱解氮含量的提高效果不明显外,其他各项指标均达到了显著水平。表明5%有机肥水平条件下种植接种17676菌株的紫花苜蓿对铁尾矿砂基质的改良效果显著,紫花苜蓿种植年限对铁尾矿砂基质的改良效果也有重要作用。     

适宜氮肥可提高人工羊草的抽穗数和种子产量

【目的】 施用氮肥是禾本科牧草种子高产的关键管理措施之一。为提高羊草种子产量,在人工羊草地上探讨施用氮肥对羊草种子产量及其构成因子的影响,以期为羊草种子生产提供理论和实践依据。 【方法】 试验于 2013～2015 年进行,以中科 2 号羊草 [Leymus chinensis (Trin.) Tzvel ‘Zhongke No.2’] 为材料,设置 5 个氮肥处理水平,分别为 N 0、60、120、180、240 kg/hm2,氮肥在返青期 (4 月上旬) 和种子完熟后 (7 月下旬) 施入,两个时期各施 1/2,羊草种子完熟时测定种子产量和产量构成因子。 【结果】 施氮量和年际对种子产量影响显著。随生长年限延长,羊草种子产量逐年增加。2013 年和 2014 年种子产量随施氮量增加呈先增加后降低的趋势,2013 年施用氮肥 104.9 kg/hm2 时羊草产量最高,为 395.2 kg/hm2,但氮肥对种子产量影响不显著,2014 年施用氮肥 173.5 kg/hm2 时产量最高,为 857.8 kg/hm2,较不施氮肥显著增加 56.0%。2015 年种子产量随施氮量增加而增加,施用氮肥 180 kg/hm2 时种子产量达较高水平为 1865.0 kg/hm2,与施用氮肥 240 kg/hm2 差异不显著,较不施氮肥显著增加 206.5%。通径分析结果表明,种子产量与抽穗数呈极显著正相关 ( r = 0.883, P < 0.01),抽穗数对种子产量的直接作用最大为 0.717,分蘖数对种子产量的间接作用最大为 0.689,且主要是通过抽穗数产生,抽穗数对种子产量的贡献最大。2013 年施用氮肥羊草抽穗数差异不显著,其后两年随氮肥施用量增加抽穗数的变化趋势与产量相同。三年连续施用氮肥使 2014 年和 2015 年抽穗数显著增加,对种子生产有利。施用氮肥显著增加羊草植株穗长、小穗花数、结实粒数/穗和结实率,而对千粒重和小穗数影响不显著。抽穗数与穗长、千粒重和小花数/小穗呈显著负相关。 【结论】 随生长年限增加,羊草种子高产所需施氮量增大,羊草适宜施氮量为 104.9～180.0 kg/hm2,2013 年以施氮 104.9 kg/hm2 为宜,而 2014 年和 2015 年则以 180 kg/hm2 左右为宜。抽穗数是影响种子产量的最关键因子,不受当年施用氮肥的影响,而与前一年种子完熟后施氮量和 8～10 月降雨量相关。抽穗数增加导致的穗长、千粒重和每小穗花数减少,可以通过添加氮素来给予补偿。      

中慢生型天山根瘤菌CCBAU060A自体诱导物合酶基因的筛选及其在大肠杆菌中的表达

细菌在高细胞密度下可以产生化学信号分子调控细菌相关基因的表达,这种信号分子被称为自体诱导物(Autoinducer,AI)。采用检测菌株JZA1在中慢生型天山根瘤菌CCBAU060A(Mesorhizobium tianshanenseCCBAU060A)培养上清液中检测到了高活性的自体诱导物;利用转座子随机突变的方法获得了AI缺失突变株,并克隆得到了相关的自体诱导物合酶基因;将自体诱导物合酶基因在大肠杆菌中进行表达,对大肠杆菌重组菌株进行自体诱导物检测发现,该合酶基因在大肠杆菌中能够合成四种自体诱导物分子。     

西农萨能羊骨桥蛋白基因OPN的筛选、克隆和生物信息学分析

摘　要: 采用抑制性削减杂交技术构建西农萨能羊乳腺组织在泌乳初期和泌乳高峰期的差异表达基因文库, 筛选泌乳初期和高峰期乳腺组织差异表达基因,通过RT-PCR方法克隆西农萨能羊乳腺组织OPN的CDs区序列,用实时定量PCR分析OPN基因的表达水平变化,并进行序列比对和功能预测。结果成功构建了西农萨能羊不同泌乳期乳腺组织中差异表达基因文库,克隆了乳腺组织OPN基因, GenBank登录号为: EU295699, 开放读码框由834个碱基组成,编码277个氨基酸,前16个氨基酸为推定的信号肽区域。西农萨能羊OPN与绵羊(AF_152416)、牛(NM_174187)、人(DQ_846871)、小鼠(NM_009263) 相应基因核苷酸同源性分别为98%、95%、71%和70%,氨基酸同源性分别为：98%、91%、55%和54%,泌乳初期乳腺组织中mRNA表达水平是泌乳高峰期的5.03倍;预测西农萨能羊OPN较人和小鼠OPN多2个潜在功能基序。     

非生物胁迫诱导的玉米蛋白激酶基因ZmCIPK1的cDNA克隆和表达分析

CIPK（CBL-interacting Protein Kinase）在植物非生物胁迫信号转导中起重要作用。应用电子克隆的方法在玉米中克隆了一个cDNA全长为1395bp的蛋白激酶基因ZmCIPK1（GenBank接受号为EF158034）。其编码的蛋白含有465个氨基酸,分子量为51.98KD,等电点为6.92。推断的ZmCIPK1催化结构域中包含蛋白激酶催化结构域保守的11个亚结构域, 蛋白C端具有植物CIPK蛋白家族特有的包含24个氨基酸的NAF结构域。半定量RT-PCR结果表明,在甘露醇、氯化钠、ABA和4°C低温诱导时,ZmCIPK1在玉米幼苗叶片中表达量明显上调,在24小时内保持较高的转录水平。试验结果表明,ZmCIPK1是一个新的玉米蛋白激酶基因,响应多种非生物胁迫信号。     

C2-C4有机酸和醇作为潜在种子引发剂:基于灰色关联分析的综合评估

【目的】 种子作为植物生长发育的起点,承载了全部的遗传因素以及作物发芽所需要的营养物质,其质量的好坏很大程度上影响着植物的后续发展以及最终的产量。化学浸种处理是促进幼苗快速,均匀田间出苗的有效途径。寻求环境友好和经济可行的化学品应用于种子引发,可为促进作物生长提供一条经济有效的途径。 【方法】 以低成本的C2-C4有机酸和醇作为氨基酸的替代化学浸种剂,进行了玉米、小麦和绿豆种子浸种试验。在试验研究中,甘氨酸、乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐的各供试浓度同为10、20、30、40、50 mg/L,乙醇、丙醇和丁醇的各供试浓度同为3、5、8、10、13 mg/L。在25℃下浸泡24 h,然后置于25℃和80%湿度的环境下待发芽,5 d后计算发芽率,2周后测量枝条长度、根长度及幼苗生物量。使用灰色关联分析来整合发芽率、枝条长度、根长度和幼苗生物量对作物后续生长的影响,将发芽率的权重设为0.4,枝条长度、根长度及幼苗生物量的权重均设为0.2。依据归一化数据计算出的灰色关联系数,对引发化学物进行了全面评估。 【结果】 将数据带入公式进行计算,20 mg/L乙酸盐获得0.797的最高引发等级,作为诱导玉米种子的最佳化学试剂,而甘氨酸的最佳浓度为40 mg/L,引发等级为0.701;40 mg/L丙酸盐在绿豌豆种子上获得0.730最高引发等级,在小麦种子上获得0.799的最高引发等级,高于最佳浓度为30 mg/L的甘氨酸处理中获得的引发等级0.699。 【结论】 这项工作证明了低分子有机酸和醇是合适的生长调节物质。以40 mg/L 乙酸盐在玉米、40 mg/L丙酸盐在小麦和绿豆上的效果最佳。      

西芹鲜根浸提液作用后黄瓜枯萎病菌弱毒菌株的筛选

结合室内化感抑菌作用试验和温室人工接菌盆栽试验, 研究了西芹鲜根浸提液连续处理对黄瓜枯萎病菌菌丝生长的影响及病菌致病力的变化。结果表明, 在连续5代浸提液作用下, 50 mg·mL^-1的西芹鲜根丙酮、乙醇浸提液与其对照相比, 显著抑制了黄瓜枯萎病菌菌落的生长, 表现为化感抑制作用。50 mg·mL^-1的西芹鲜根蒸馏水浸提液处理只有在第3代培养过程中, 对菌落生长表现为化感抑制作用, 其他几代则既有抑制作用又有促进作用。温室人工接菌各代不同处理的黄瓜枯萎病菌进行菌株致病力测定, 并于1周开始发病后调查病情。结果显示, 连续5代继代培养后接种过程中, 西芹鲜根丙酮、乙醇、蒸馏水浸提液处理较其对照致病力降低, 表现为浸提液对黄瓜枯萎病菌毒力的致弱作用; 且随继代培养代数的增加, 病菌的致病力表现为逐渐降低。继代培养至第5代时, 丙酮浸提液处理的致病力为0, 表现为致弱作用最强。试验通过西芹鲜根浸提液的连续处理筛选到了黄瓜枯萎病菌的弱毒菌株。     

Acinetobacter sp. LMB-5对邻苯二甲脂的降解及对其中酯酶性质的研究

Phthalate esters(PAEs) are extensively applied in industry, and they migrate to environment during the process of production,employ, and treatment and are difficult to be degraded in nature. However, some microorganisms could use them as the carbon source to growth. In this study, an Acinetobacter sp. strain LMB-5, capable of utilizing PAEs, was isolated from a vegetable greenhouse soil.The degradation capability of strain LMB-5 was also investigated by incubation in mineral salt medium containing different PAEs,dimethyl phthalate(DMP), diethyl phthalate(DEP), di-n-butyl phthalate(DBP), and di-(2-ethylhexyl) phthalate(DEHP). The strain could grow well with DMP, DEP, DBP, and DEHP. When the concentration of DBP increased from 100 to 400 mg L~(-1), the half-life extended from 9.5 to 15.5 h. In the concentration range of DBP, the degradation ability of strain LMB-5 could be described by first-order kinetics. During the biodegradation of DBP, three intermediates, 1,2-benzenedicarboxylic acid,butyl methyl ester, DMP,and phthalic acid(PA) were detected, and the proposed pathway of DBP was identified. By analysis of bioinformatics, one esterase was cloned from the genome of LMB-5 and expressed in Escherichia coli. It displayed an ability to break the ester bonds of DBP. The enzyme exhibited maximal activity at pH 7.0 and 40℃ with DBP as the substrate. It was activated by Cu~(2+) and Fe~(3+) and had a high activity in the presence of low concentrations of methanol or dimethylsulfoxide(each 10%, volume:volume). The Acinetobacter sp. strain LMB-5 may make a contribution to the remediation of soils polluted by PAEs in the future.     

菲对秀丽隐杆线虫、中杆属和拟丽突属线虫毒性效应研究

采用悉生培养系统,研究不同浓度菲对秀丽隐杆线虫、拟丽突属与中杆属线虫的毒性效应,以及3种线虫对菲的去除作用。结果表明:(1)随着菲浓度的增加,3种线虫存活率逐渐降低。秀丽隐杆线虫在不添加菲的处理中,48 h内出现繁殖,而在添加菲的处理中,即使在最低浓度5 mg/L下,繁殖现象也会消失。中杆属与拟丽突属线虫由于世代时间较长,在本试验周期内均未出现繁殖现象。(2)暴露24 h时,比较不同浓度菲处理下线虫的相对死亡率,得到3种线虫的耐性依次为中杆属线虫≥秀丽隐杆线虫≥拟丽突属线虫,且随菲浓度的增加,秀丽隐杆线虫耐性水平逐渐降低;暴露48 h时中杆属线虫耐性依旧高于拟丽突属,而72 h时中杆属与拟丽突属线虫的耐性趋于一致。(3)3种线虫受菲胁迫后均失去头部正常摆动能力,且秀丽隐杆线虫与拟丽突属线虫体长随菲浓度的增加而逐渐降低。(4)不同种类线虫的添加均能促进菲的去除,不同线虫之间无显著差异。因此,菲会显著抑制3种线虫的存活率和生长发育,抑制秀丽隐杆线虫的繁殖。线虫的存活率受线虫种类、暴露时间、菲浓度及其交互作用的影响显著,其中中杆属线虫对菲的综合耐性最强,3种线虫均能促进溶液中菲的去除。     

生物氢烷工程沼渣用于油菜及菠菜育苗的效果

为探究将生物氢烷工程沼渣应用于蔬菜育苗基质生产的可行性,以油菜品种"华绿四号"、菠菜品种"先锋菠菜"为材料,按不同体积比将生物氢烷工程沼渣与土壤或草炭、蛭石和珍珠岩三者混配作为育苗基质,通过穴盘育苗试验研究生物氢烷工程沼渣对基质理化性质和油菜、菠菜幼苗生长的影响。结果表明:添加生物氢烷工程沼渣可显著改善基质的容重、总孔隙度、有机质含量、pH值和电导率EC(electronical conductivity)值等理化性质;适宜配比的生物氢烷工程沼渣对幼苗生长发育有一定的促进作用,其中T6(生物氢烷工程沼渣20%、草炭30%、蛭石25%、珍珠岩25%)的基质配方较为适宜,T6中油菜出苗率显著高于CK3(草炭50%、蛭石25%、珍珠岩25%)(P0.05),提高了14.3%,菠菜出苗率提高了12.4%,幼苗的株高、茎粗、单株叶面积显著高于或接近CK3(P0.05),幼苗根冠比和壮苗指数与CK3无显著差异;添加生物氢烷工程沼渣可使幼苗地下部生物量显著升高(P0.05),促进根系生长,使幼苗地上部、地下部生物量分配更加均衡。因此,生物氢烷工程沼渣具有一定的肥效,可部分替代草炭用于叶菜育苗基质生产,但使用前可考虑进行好氧堆肥处理进一步腐熟或与氮肥配施以提高肥效。     

抗重金属植物根际细菌的植物促生长特征以及它们对黑芥种子萌发的影响

Phytoremediation is an emerging technology that uses plants and their associated microbes to clean up pollutants from the soil, water, and air. In order to select the plant growth-promoting rhizobacteria(PGPR) for phytoremediation of heavy metal contamination, 60 bacterial strains were isolated from the rhizosphere of two endemic plants, Prosopis laevigata and Spharealcea angustifolia, in a heavy metal-contaminated zone in Mexico. These rhizobacterial strains were characterized for the growth at different pH and salinity, extracellular enzyme production, solubilization of phosphate, heavy metal resistance, and plant growth-promoting(PGP) traits, including production of siderophores and indol-3-acetic acid(IAA). Overall, the obtained rhizobacteria presented multiple PGP traits. These rhizobacteria were also resistant to high levels of heavy metals(including As as a metalloid)(up to 480 mmol L(-1)As(V), 24 mmol L(-1)Pb(Ⅱ), 21 mmol L(-1)Cu(Ⅱ), and 4.5 mmol L(-1)Zn(Ⅱ)). Seven rhizobacterial strains with the best PGP traits were identified as members of Alcaligenes, Bacillus, Curtobacterium, and Microbacterium, and were selected for further bioassay.The inoculation of Brassica nigra seeds with Microbacterium sp. CE3R2, Microbacterium sp. NE1R5, Curtobacterium sp. NM1R1,and Microbacterium sp. NM3E9 facilitated the root development; they significantly improved the B. nigra seed germination and root growth in the presence of heavy metals such as 2.2 mmol L(-1)Zn(Ⅱ). The rhizobacterial strains isolated in the present study had the potential to be used as efficient bioinoculants in phytorremediation of soils contaminated with multiple heavy metals.     

再植枸杞根际真菌群落对长期连作的响应研究

受枸杞自身种植特点和道地产区土地资源限制,连作障碍已成为制约宁夏枸杞产业可持续发展的主要因素之一,导致严重的经济损失和生态问题。前期研究表明,连作能够显著影响再植枸杞根际土壤细菌的群落结构和多样性,但就连作对真菌群落结构和功能的影响目前仍不清楚。本文利用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,研究连作对再植枸杞根际真菌群落丰度及多样性的影响。实时荧光定量PCR分析表明,与对照样地相比,连作显著促进再植枸杞根际及非根际土壤中细菌和真菌的丰度。但连作对真菌的促进作用明显高于细菌,导致细菌/真菌比例失衡,使再植枸杞根际及非根际土壤微生物环境偏向于真菌型。对测序结果的分析发现,所测定样地中枸杞根际及非根际土壤中的优势真菌门分别为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门,其中连作地再植枸杞根际子囊菌门的相对丰度较对照样地显著降低,而接合菌门的相对丰度则显著增加(P0.05)。FUNGuild真菌功能预测也证实连作显著抑制再植枸杞根际土壤丛枝菌根真菌的相对丰度(P0.05)。基于距离的冗余分析(db-RDA)结果表明,土壤pH、电导率、硝态氮和有效磷含量是影响枸杞根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05),而土壤硝态氮和有效磷含量则是解释非根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05)。这些结果说明长期施用化肥可能是改变连作地再植枸杞根际土壤真菌群落结构及枸杞-真菌互作关系的主要因素之一。这一研究结果为理解枸杞连作障碍的形成机制提供理论基础。     

荧光原位杂交技术检测土壤中博德特氏菌探针的设计与应用

根据博德特氏菌(Bordetellasp.)的16S rRNA基因序列,设计荧光原位杂交(FISH)检测博德特氏菌的寡核苷酸探针FW_iso_62和FW_iso_761,在20%～60%甲酰胺均有很强的荧光信号。采用探针FW_iso_62及其竞争探针,结合Nycodenz和DAPI技术,建立定量检测土壤中博德特氏菌的DAPI-FISH方法。该方法可排除土壤颗粒的自动荧光对细菌信号的掩盖,保证图片中有大量微生物供统计分析,还能有效保存微生物的原位信息。应用该方法分析土壤中1,2,4-三氯苯降解菌-博德特氏菌,结果未受氯苯污染的农田土壤中没有检测到博德特氏菌,而氯苯污染土壤中检测到大量的博德特氏菌,每克土壤含3.78×106个。将该污染土壤中分离的博德特氏降解菌及其降解菌群接种至农田土壤中,降解菌的数量均随培养而增加,一个月后分别占DAPI计数的1.7%和3.8%。本研究设计的探针可有效用于复杂环境样品中博德特氏菌的定性与定量检测。     

紫花苜蓿、海州香薷及伴矿景天对多氯联苯与重金属复合污染土壤的修复作用

随着工业化的发展,有机或无机的有毒有害物质对土壤环境的污染越来越严重,在一些经济快速发展地区耕地土壤中持久性毒害物质已经大量积累,部分农田中重金属(镉、汞、砷等)、农药(滴滴涕     

Potential of seed and root exudates of the common bean Phaseolus vulgaris L. for immediate induction of rhizobial chemotaxis and nod genes

Abstract

Immediate induction of rhizobial chemotaxis and nod genes by seed and root exudates of the common bean Phaseolus vulgaris L. was investigated. One hour after the onset of Rhizobium incubation in a culture medium composed of common bean exudates and soil extract, a large number of Rhizobium cells were attracted by the seed exudates of all the cultivars (cvs Hokkaikintoki, Himetebou and Kurodanekinugasa), while the media containing root exudates was not statistically different from the control. After 1 h of incubation, the nod genes were induced significantly by the seed exudates of Himetebou and Kurodanekinugasa. In contrast, the seed exudate of Hokkaikintoki and the root exudates of all the cultivars failed to exert a beneficial effect on the immediate induction of the nod genes. These results suggested that the seed exudates displayed a higher potential for immediate induction of rhizobial chemotaxis and nod genes than the root exudates, except for nod gene induction by the seed exudate of Hokkaikintoki.