磷酸二氢钾对苜蓿幼苗体内根瘤菌运移及定殖的影响

试验以WL343HQ紫花苜蓿(Medicago sativacv.WL343HQ)及3株青色荧光蛋白(CFP)标记根瘤菌株Rzhizobium LH3436f(3436f)、Ensifermeliloti 12531f(12531f)和Rzhizobium GN5f(gn5f)为材料,添加不同浓度磷酸二氢钾(KH2PO4)于3株标记根瘤菌菌液内,分别筛选出3个有利于各标记根瘤菌生长的KH2PO4浓度,并分别将选定浓度的KH2PO4与相应的标记根瘤菌组合接种于苜蓿幼苗根部。检测根瘤菌侵入根系后在苜蓿幼苗体内运移及定殖的动态变化和对苜蓿幼苗生长的影响,探讨KH2PO4促进根瘤菌运移和定殖的适宜浓度及根瘤菌运移和定殖的效果。结果表明:50mg/L KH2PO4促使3436f长期稳定的大量定殖于苜蓿根系,定殖数量最高达到27075.12cfu/g,显著高于其他处理(P0.05),并快速运移至上部茎和上部叶中,数量分别为19.20cfu/g、9.94cfu/g;50mg/L KH2PO4促使12531f大量定殖于根系,也可运移至上部茎,数量为53.45cfu/g;200mg/L KH2PO4促使gn5f稳定定殖于根系和茎内,接种45d时下部茎内仍有定殖,数量为33.29cfu/g。添加KH2PO4接种可明显提高苜蓿单株结瘤数和单株根瘤重,增加苜蓿叶片数、株高、根长、地上鲜重和根鲜重,显著促进了标记根瘤菌侵染根系并进入苜蓿体内运移和定殖。结合苜蓿体内根瘤菌运移和定殖以及苜蓿生长各指标优化状况,筛选出标记根瘤菌株与KH2PO4的优良组合为3436f+50 mg/L KH2PO4,12531f+50 mg/L KH2PO4和gn5f+200mg/L KH2PO4,为苜蓿接种目标根瘤菌并促使其在体内运移和定殖至种子,构建目标根瘤菌与苜蓿良种种子共生体奠定基础。     

硼对根瘤菌在紫花苜蓿体内运移和定殖及对幼苗生长的影响

通过向青色荧光蛋白(CFP)标记的两种根瘤菌菌液Ensifer meliloti LZgn5f (gn5f) 和Ensifer meliloti 12531f (12531f)内添加不同浓度硼并接种于苜蓿幼苗根部,研究硼对荧光标记根瘤菌在甘农5号紫花苜蓿幼苗体内运移和定殖的动态变化及接种对苜蓿幼苗生长的影响。结果表明,添加1 mg/L硼较利于12531f生长, 100 mg/L硼较利于gn5f生长。添加适宜浓度硼对苜蓿幼苗体内荧光标记根瘤菌运移和定殖具有促进作用,两种荧光标记根瘤菌在根部定殖数量较多,其中添加100 mg/L硼15 d时根部12531f数量最高,达2184.99 cfu/g,添加0.5 mg/L硼60 d时gn5f数量最高,达58307.11 cfu/g;同时可向地上运移,主要运移并定殖于下部茎叶内,1 mg/L硼利于12531f在下部茎叶内定殖,100 mg/L硼利于gn5f在下部茎内定殖。对照各部位未检测到两种荧光标记根瘤菌。添加硼处理的单株结瘤数、单株根瘤重、单株叶片数、株高、根长、地上鲜重、地上干重、根鲜重和根干重均高出对照和单独接菌处理,1 mg/L硼+12531f处理高出对照和单独接菌处理,范围在21.31%~909.28%之间;100 mg/L硼+gn5f处理高出对照和单独接菌处理,范围在15.07%~1424.24%之间;虽然单独接种12531f抑制了叶绿素的形成,但添加1 mg/L硼后其含量则升高,分别显著高出对照和单独接菌处理18.31%和36.86%(P<0.05),而接种gn5f则促进了叶绿素的合成,添加100 mg/L硼后含量分别显著高出对照和单独接种处理24.41%和12.92%(P<0.05)。因此,1 mg/L硼与12531f混合接种,100 mg/L硼与gn5f混合接种对根瘤菌在苜蓿幼苗体内运移和定殖及对幼苗的生长具有促进作用,为苜蓿种植提供了依据。     

贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌定殖的影响

为探索贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌定殖的影响,将甘农5号紫花苜蓿在结荚期用3种根部接种方法(主根微破损浇灌、根部浇灌、添加苦参碱浇灌)接种两种荧光标记根瘤菌Ensifer meliloti LZgn5f(gn5f)和Ensifer meliloti 12531f(12531f),同时根部浇灌无菌蒸馏水获得的种子,采用信封、信封+布袋、铝箔3种包装材料,分别在25℃、25℃硅胶干燥、-4℃和4℃条件下贮藏6个月后,检测种子内根瘤菌的定殖数量。结果表明:主根微破损接种gn5f获得的种子在-4℃以信封包装贮藏时内生根瘤菌的定殖数量(25.54cfu/粒)显著高于信封+布袋和铝箔的两种包装材料(P0.05),主根微破损接种12531f获得的种子在-4℃以铝箔包装贮藏时内生根瘤菌的定殖数量最高(14.98cfu/粒),但与另外两种包装材料无显著差异(P0.05)。根部浇灌接种gn5f和12531f获得的种子,在25℃干燥贮藏,分别以信封(22.08cfu/粒)和信封+布袋(40.84cfu/粒)包装时内生根瘤菌的定殖数量显著高于其贮藏条件(P0.05),添加苦参碱根部浇灌接种gn5f和12531f获得的种子以铝箔为包装材料,分别在-4℃(25.00cfu/粒)和25℃硅胶干燥(18.08cfu/粒)温度下贮藏种子内生根瘤菌的定殖数量最多,显著高于其他贮藏条件(P0.05)。接种相同目标根瘤菌获得的种子以25℃硅胶干燥和-4℃贮藏时内根瘤菌数量高于25℃和4℃。     

硼对苜蓿根瘤菌(Ensifer meliloti)形态和代谢产物含量的影响

以Ensifer meliloti LZgn5(苜蓿内源根瘤菌)和E.meliloti 12531(苜蓿外源根瘤菌)作为研究对象,研究硼对内源和外源根瘤菌生长、胞外多糖和生长素(IAA)产量、固氮酶活性以及菌体形态结构的影响。试验共设5个处理,未加硼的菌液为对照组、gn5f和gn5o(100mg/L硼处理荧光蛋白标记和非标记E.meliloti LZgn5)以及12531f和12531o(1mg/L硼处理荧光蛋白标记和非标记E.meliloti 12531f)。结果表明,100mg/L硼处理gn5f和gn5o以及1mg/L硼处理12531f和12531o,均可促进相应根瘤菌的生长、胞外多糖及IAA产量,同时可以改变菌体形态及表面结构,但对固氮酶活性无影响。为硼促进内源和外源根瘤菌在紫花苜蓿体内运移、定殖机理研究提供间接依据。     

接种荧光标记根瘤菌对苜蓿幼苗生长的影响

将含有cfp(cyan fluorescent protein)基因质粒的荧光标记根瘤菌S.LZgn5-cfp6、S.LZgn5-cfp16、S.LZgn5-cfp28,S.12531-cfp2、S.12531-cfp13、S.12531-cfp26、S.LH3436-cfp1、S.LH3436-cfp2、S.LH3436-cfp6接种于甘农5号紫花苜蓿,测定苜蓿幼苗生物量、单株结瘤数、固氮酶活性等,结果表明:荧光标记根瘤菌可有效促进植株生长和生物量的积累,有明显促生效果;与出发菌相比,荧光标记根瘤菌未对苜蓿幼苗产生显著的不良影响,能在植物体内稳定表达,具有与出发菌株相近的促生能力。     

贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌传代能力的影响

为探索贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌传代能力的影响,将青色荧光蛋白标记根瘤菌gn5f(内源)和12531f(外源)接种于结荚期甘农5号紫花苜蓿。收获的种子,在25℃+自然湿度(S1)、25℃+硅胶干燥(S2)、4℃+冰箱冷藏湿度(S3)和-4℃+冰箱冷冻湿度(S4)条件下贮藏3年,然后播种于大田,次代植株苗期进行内生根瘤菌传代能力和传代有效性检测,以无菌水浇灌苜蓿植株后收获的种子为对照。结果表明：标记根瘤菌gn5f和12531f均可通过种子传代到次代植株。S1贮藏条件下,gn5f在次代植株根、茎、叶的定殖数量显著高于其他处理(P<0.05),次代植株苗期单株结瘤数、单株根瘤重、根瘤等级、固氮酶活性、单株叶片数、株高、根长、地上部分鲜重、地上部分干重、根鲜重、根干重较CK分别增加了37.00%、1 183.54%、47.52%、23 909.07%、38.72%、40.63%、33.82%、68.11%、137.73%、223.70%、600.00%。S2贮藏条件下,12531f在次代植株根部定殖数量最高,为560.63 cfu/g,次代植株苗期单株结瘤数、根瘤直径、根瘤等级、固...     

硼处理根瘤菌接种液对紫花苜蓿根、茎、叶中可溶性糖含量的影响

以甘农5号紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.5’)为材料,设置未添加硼且未接菌的紫花苜蓿为对照和添加不同硼浓度(0、0.05、1、5、10和100 mg·L~(-1))的两种根瘤菌菌液(Sinorhizobium meliloti LZgn5f和S. meliloti 12531f)接种紫花苜蓿幼苗根部,研究硼处理根瘤菌接种对不同时期根、茎、叶中可溶性糖含量的影响。结果表明:1 mg·L~(-1)硼处理外源根瘤菌12531f和100 mg·L~(-1)硼处理内源根瘤菌gn5f接种后,不同取样时期苜蓿根和茎中可溶性糖含量均高出对照和单独接菌处理,且可以促进不同时期苜蓿体内可溶性糖向根和茎中运输积累。综上所述,适宜的硼处理两菌株均可促进不同生长时期叶中可溶性糖向根和茎中运输积累,保持根、茎、叶中可溶性糖的动态平衡。     

硼处理根瘤菌接种液对紫花苜蓿根、茎、叶中可溶性糖含量的影响

以甘农5号紫花苜蓿(Medicago sativa'G a n n o n g N o.5')为材料,设置未添加硼且未接菌的紫花苜蓿为对照和添加不同硼浓度(0、0.05、1、5、10和100 mg·L?1)的两种根瘤菌菌液(Sinorhizobium meliloti LZgn5f和S.meliloti 12531f)接种紫花苜蓿幼苗根部,研究硼处理根瘤菌接种对不同时期根、茎、叶中可溶性糖含量的影响.结果表明:1 mg·L?1硼处理外源根瘤菌12531f和100 mg·L?1硼处理内源根瘤菌gn5f接种后,不同取样时期苜蓿根和茎中可溶性糖含量均高出对照和单独接菌处理,且可以促进不同时期苜蓿体内可溶性糖向根和茎中运输积累.综上所述,适宜的硼处理两菌株均可促进不同生长时期叶中可溶性糖向根和茎中运输积累,保持根、茎、叶中可溶性糖的动态平衡.     

生物炭与干旱胁迫对接种紫花苜蓿光合效率及生长的影响

试验以接种根瘤菌‘Sm1021’的紫花苜蓿（Medicago sativa L.）为材料,将土壤和生物炭按比例混合（0%,0.5%,1%,1.5%,2%）,然后进行不同程度（正常土壤水分处理,轻度,中度,重度）干旱胁迫,旨在研究土壤中添加不同水平生物炭与干旱胁迫对接种根瘤菌紫花苜蓿光合效率及生长的影响,探讨生物炭多孔性特性是否能够提高根瘤菌固氮能力,从而促进苜蓿生长。结果表明：干旱胁迫显著抑制紫花苜蓿的光合效率和生长（P<0.05）,重度干旱抑制作用最显著（P<0.05）;添加生物炭能够提高接种紫花苜蓿光合效率,促进植株生长;随生物炭水平升高,紫花苜蓿光合效率和生物量先增加后降低。研究认为,添加0.5%~1%水平的生物炭可增加接种紫花苜蓿叶面积,促进光合效率,缓解干旱胁迫对植株造成的伤害,从而促进生长。     

外源根系分泌物对紫花苜蓿根瘤菌共生体系的影响

为筛选诱导紫花苜蓿（Medicago sativa L.）生长结瘤的适宜外源根系分泌物，本试验利用木犀草素、茉莉酸甲酯、季酮酸以及水苏碱+葫芦巴碱混合物5种外源根系分泌物（共生信号物质）对苜蓿根瘤菌ACCC17617（A17）和ACCC17631（A31）诱导，结合室内试验与田间试验，分析外源根系分泌物对根瘤菌的诱导效应，并对苜蓿结瘤特征及生长性状测定，研究外源根系分泌物对紫花苜蓿接种根瘤菌共生体系的影响。结果表明：5种外源根系分泌物能有效提高苜蓿的结瘤数、生物量、蛋白含量以及受诱导的根瘤菌占瘤率。不同物质（或组合）对菌株与苜蓿共生结瘤和苜蓿生长的影响不同，室内条件下木犀草素对苜蓿的生长发育有较好的促进效果。田间试验条件下，经外源根系分泌物诱导后，根瘤菌A31的田间竞争力大于根瘤菌A17。     

铝和酸胁迫对苜蓿根瘤菌生长和抗氧化酶系的影响

在铝和酸胁迫下,比较分析了天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌的生长及SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、POD(过氧化物酶)、及GR(谷胱甘肽还原酶) 等抗氧化酶系响应特点。铝胁迫设5个梯度,即0,25,50,75,100 μmol/L;酸胁迫设4个pH水平,即4,5,6,7。结果表明,铝和酸胁迫下,2种苜蓿根瘤菌的OD_A600均显著降低,生长受到抑制,且天蓝苜蓿根瘤菌的OD_A600显著高于紫花苜蓿根瘤菌。在pH水平为4和5时,紫花苜蓿根瘤菌没有生长。在铝毒胁迫下,天蓝苜蓿根瘤菌的SOD酶活性一定程度减小后缓慢上升,而CAT、POD和GR酶活性随铝浓度增大显著下降;紫花苜蓿根瘤菌的SOD,CAT及GR酶活在低Al胁迫下无显著变化,在高铝胁迫下显著下降。随着pH水平的下降,天蓝苜蓿和紫花苜蓿根瘤菌均表现为SOD、CAT、POD、GR酶活性的显著下降。在不同铝及酸胁迫下,天蓝苜蓿根瘤菌各抗氧化酶活性显著高于紫花苜蓿根瘤菌。综合分析认为天蓝苜蓿根瘤菌较之紫花苜蓿根瘤菌有较强的耐酸、耐铝性。     

两种紫花苜蓿苗期耐盐生理特性的初步研究及其耐盐性比较

为研究2种紫花苜蓿:肇东苜蓿和农菁1号苜蓿的耐盐程度及其在盐胁迫处理下的生理反应规律,在1/2 Hogland营养液水培条件下,用0,50,100,200,300,400 mmol/L NaCl溶液模拟盐胁迫处理2种紫花苜蓿幼苗,观察记录各处理的盐害情况,分别测定胁迫前和胁迫3,6,9,12,15,21 d的丙二醛(MDA)、叶绿素(Chl)和脯氨酸(Pro)含量,分析了不同胁迫程度和胁迫时间下相关生理指标的变化情况,并采用隶属函数法对二者的耐盐性进行了综合评价。结果表明,低浓度盐胁迫对其生长无显著影响,2种苜蓿具有较强的耐盐性,能够抵抗一段时间较高浓度(200 mmol/L)的盐胁迫。随着浓度的增加,MDA含量逐渐升高,但随胁迫时间的延长,在200,300 mmol/L处理下,2种苜蓿的MDA含量表现出先增加,后下降,然后又上升的动态变化趋势。随着胁迫浓度的增加和时间的延长,二者受到的盐害逐渐增大,Chl含量逐渐降低,Pro含量大量累积,但二者的Pro累积程度与它们的耐盐表现并不完全一致。综合评价结果表明,在100,200 mmol/L NaCl胁迫下,农菁1号苜蓿比肇东苜蓿更耐盐;而300,400 mmol/L NaCl处理时,肇东苜蓿的耐盐性大于农菁1号苜蓿。     

紫花苜蓿种子内生根瘤菌定位及灭菌方法研究

为探寻苜蓿种子内生根瘤菌的有效灭菌方法,试验以‘甘农9号’紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gannong No.9’)种子为材料,设置DF(碘伏浸泡6min),DS(碘伏浸泡5min→无菌水冲洗→ST液-0.9%无菌氯化钠溶液和0.5%吐温80浸1min),SH3(3%次氯酸钠浸泡6min)和SH10(10%次氯酸钠浸泡6min)4种灭菌方法,分别以完整种子、去皮种子、种皮、子叶、胚、子叶+胚、子叶-胚连接处、幼苗为研究材料,以无菌水浸泡相应时间处理为对照,分析4种灭菌方法对供试材料内生根瘤菌的灭菌情况以及对种子萌发能力及幼苗生长的影响。结果表明：内生根瘤菌主要分布于紫花苜蓿种子的子叶+胚(52.7个·粒^-1)中,种皮有少量分布(16个·粒^-1),而在子叶+胚组织中内生根瘤菌主要分布于子叶-胚连接处(38.33个·粒^-1),其余分布数量依次为子叶(9.67个·粒^-1)、胚(4.17个·粒^-1);DS处理可对种子完全灭菌,且DS处理下完整种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽长、胚根长和幼苗长与CK差异不显著。综上,子叶-胚连接处是紫花苜蓿种子内生根瘤菌的主要存在部位,DS处理是紫花苜蓿种子内生根瘤菌的最佳灭菌方法。     

柴达木盆地弃耕盐碱地紫花苜蓿生物量季节动态

研究柴达木盆地二龄 、三龄混播与单播紫花苜蓿群落地上生物量、生长速率、株高 、盖度的季节动态变化,结果表明,三龄紫花苜蓿生物量、生长速率均高于二龄,但株高间差异不显著(P>0.05)。混播的盖度高于单播、三龄的盖度高于二龄。混播苜蓿的牧草保持稳定比例,单播则变化较大。     

GsCRCK基因转化农菁1号苜蓿及其耐盐性分析

GsCRCK基因是参与胁迫早期应答的钙/钙调素调控的受体类蛋白激酶基因,研究发现GsCRCK正向调控拟南芥对NaCl和ABA胁迫的耐性,将耐盐蛋白激酶基因GsCRCK转化苜蓿,对于增强苜蓿的耐盐性具有重要的现实意义。本研究采用农杆菌介导法将其转入农菁1号苜蓿,获得大量抗性植株。经 PCR和RT-PCR检测证明GsCRCK基因已整合到农菁1号苜蓿基因组中并在转基因植株中转录表达。对获得的2个转基因株系进行耐盐性分析,在300 mmol/L NaCl条件下进行胁迫处理,测定处理0,3,6,9,12,15 d后的质膜透性、丙二醛(MDA)和叶绿素(Chl)含量,以及胁迫15 d时的SOD活性;并统计400 mmol/L NaCl处理15 d时各株系的死亡率。结果显示,300 mmol/L 高盐胁迫15 d后转基因苜蓿仍能正常生长,而野生型苜蓿则遭受盐害严重;转基因苜蓿的相对电导率极显著低于野生型,MDA含量也显著低于野生型,而Chl含量和SOD活性都显著高于野生型;在400 mmol/L NaCl处理下,2个转基因株系的死亡率分别为13.33%和10.00%,明显低于野生型植株(63.33%)。表明GsCRCK基因的导入提高了转基因苜蓿的耐盐性。     

黑龙江省西部苜蓿品种比较试验

研究和比较11个苜蓿品种(Medicago sativa)生育期、越冬率、抗旱性、抗病虫性、生长速度、茎叶比以及生产性能等7个方面的差异。结果表明:龙牧801、龙牧803、公农1号、龙牧806和肇东苜蓿优于其他品种,可在黑龙江省西部地区推广种植。