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℃。     

黄腐酸对紫花苜蓿根瘤菌内生定殖及幼苗生长的影响

黄腐酸（Fulvic acid,FA）是一种植物生长调节剂,可促进植物生长。为探索FA对根瘤菌生长、菌株内生定殖及幼苗生长的影响,本试验以3株青色荧光蛋白标记根瘤菌株Rhizobium LH3436f（3436f）、Rhizobium GN5f（gn5f）和Ensifer meliloti 12531f（12531f）为材料,筛选出有利于各标记根瘤菌生长的FA浓度,添加到根瘤菌液中并接种于苜蓿幼苗根系,检测根瘤菌结瘤、苜蓿幼苗生长和菌株内生定殖情况。结果表明：添加适宜浓度FA可显著促进标记根瘤菌侵染根系和在苜蓿体内定殖,12531f根瘤菌添加0.02% FA后接种苜蓿,其在根中的内生定殖数量达到单独接种的11.18倍,差异显著（P<0.05）;根瘤菌添加FA接种可明显促进苜蓿结瘤和生长,效果最佳的是3436f添加0.01% FA接种;根瘤菌添加FA接种也使苜蓿叶绿素含量显著提高,gn5f添加0.02% FA时苜蓿叶片叶绿素含量最高,显著高出WCK 111.41%（P<0.05）。因此,FA可促进根瘤菌在苜蓿幼苗内的定殖,二者可协同促进苜蓿幼苗生长。     

几种外源物质对内生根瘤菌侵染苜蓿芽苗并在植株体内运移的影响

内生根瘤菌普遍存在于豆科植物的种子及植株体内,但其在苜蓿体内的运移通道、运移规律及运移的影响因素尚不明确。本研究用菌液中分别混合3-吲哚乙酸、LaCl₃和其他根瘤菌的胞外聚合物(EPS)(过滤除去活菌菌体)对‘甘农5号’紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Gan Nong 5’)芽苗浸根处理,比较青色荧光蛋白(CFP, cyan fluorescent protein)标记根瘤菌在芽苗体内的运移动态及数量分布,探明内源根瘤菌(分离自宿主植株根瘤)与外源根瘤菌(购自中科院菌种保存中心)在宿主体内的运移差异。结果表明:胞外聚合物使Rhizobium meliloti.GNf (内源标记菌)在芽苗根和茎内的数量为对照(未添加外源物质的菌液处理)的11.43和1.71倍。50 mg·L^-1的LaCl₃使根内R.meliloti GNf和S.meliloti 12531f(外源标记菌)的菌体增加656.83%和303.19%,且使S.12531f在茎内的菌体仅为对照的3.64%。IAA处理使芽苗根内R.GNf和S.12531菌体增加18.34和12.11倍,使茎中S.12531增加163.09%,但R.GNf降低为对照的75.45%。IAA处理能降低芽苗子叶内R.GNf数量至对照的4.13%,表明三种外源物均能增加标记菌在芽苗根系中的数量。无外源物时,标记菌在芽苗各部位的数量差异表明,根瘤菌由根系向茎和子叶的运移通道存在仅允许内源菌通过的选择性屏障。     

施肥和苜蓿接种根瘤菌对苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响

本研究采用室外盆栽的方式,探讨了施肥水平和苜蓿接种不同根瘤菌菌株对紫花苜蓿生长及铁尾矿砂基质理化性质的影响。结果表明,接种根瘤菌可显著促进紫花苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重、总生物量和瘤鲜重的增加,其中以接种菌株17676的效果最佳。而接种根瘤菌的苜蓿在种植当年对铁尾矿砂基质理化性质的改善有一定的促进作用,但效果不显著。施肥明显促进了苜蓿生长,随着施肥水平的提高,苜蓿株高、根长、地上鲜重、根鲜重和总生物量逐渐增大,在N₃施肥水平时最高,并且N₃施肥水平条件下的株高、地上部鲜重和总生物量与N₂和N₁两个施肥水平间差异显著。在促进根瘤重的增加方面,N₂施肥水平效果最好,但与N₃水平间差异不显著。在改良铁尾矿砂理化性质方面,施肥不仅能明显促进铁尾矿砂容重和pH值的降低,还能显著促进其田间持水量、总孔隙度以及有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的增加。在降低容重、酸碱度以及提高有机质、速效磷和速效钾含量方面,N₃施肥水平的效果均明显优于N₁和N₂水平。     

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。     

不同施氮水平下接种根瘤菌对苜蓿固氮效能及种子生产的影响

设置田间小区试验和沙培试验,采用¹⁵N自然丰度法测定不同施氮水平下、不同方式接种根瘤菌对紫花苜蓿固氮效能、生长和种子产量的影响。结果表明,在50 kg/hm²低施氮量下,接种根瘤菌能增加苜蓿的根瘤数量和根瘤重量,苜蓿固氮率、固氮量均达到了最高,分别为(77.8±0.508)%和(452.51±2.568) kg/hm²。接种根瘤菌有效促进了苜蓿的生长,提高了地上部干物质积累,增加了有效分枝数、荚果数及种子产量,种子产量增幅平均达(59.7±0.118)%,显著高于不接种、不施氮和其他施氮处理。而施氮量超过50 kg/hm²,则会抑制根瘤菌结瘤,引起苜蓿固氮率、固氮量下降。随着施氮量增加,根瘤菌促进苜蓿植株生长的效应明显减弱,造成生物量和荚果数减少,种子增产幅度降低。比较秋播拌种和春季返青追施2种不同的根瘤菌接种方式,以秋播拌种根瘤菌结合施氮量50 kg/hm²时的增产最为显著。秋播拌种根瘤菌的生物固氮百分率和固氮量与苜蓿种子产量呈显著正相关。     

CQ10-LPSp对紫花苜蓿幼苗内生细菌多样性及其根瘤菌的影响

为了探究成团泛菌CQ10脂多糖（Pantoea agglomerans CQ10 Lipopolysaccharide,CQ10-LPSp）对紫花苜蓿（Medicago sativa L.）幼苗内生细菌多样性及其根瘤菌（Rhizobium）的影响,本试验首先研磨分离‘巨能551’紫花苜蓿幼苗内生细菌,后设置6个不同浓度梯度（0,0.133 5,0.200 3,0.267 0,0.333 8,0.400 5 EU·mL^-1）的CQ10-LPSp与紫花苜蓿互作,再分离并测定了其根系内生细菌的种类和数量以及根瘤菌的数量。结果显示,随着CQ10-LPSp浓度的增大,紫花苜蓿内生根瘤菌的数量呈先升高后降低的变化趋势,在0.267 0 EU·mL^-1 CQ10-LPSp下根瘤菌数量最多,为6.98×10⁷ cfu·g^-1,且该浓度下根系内生细菌种类较种带细菌多样性减少。结果表明,CQ10-LPSp处理下会影响植物内生细菌的种类和数量,且在一定浓度范围内能增加紫花苜蓿内生根瘤菌的数量。本研究结果为开发促进紫花苜蓿内生根瘤菌生长的外源添加剂奠定一定的理论和实践基础。     

磷酸二氢钾叶面不同喷施时期对紫花苜蓿的影响

以五年生紫花苜蓿阿尔冈金为试验材料,在内蒙古民族大学农场以4g/kg磷酸二氢钾(KH2PO4)水溶液进行叶面喷施试验.结果表明:喷施效果最好的时间组合是刈后第7d喷施 刈后第21d喷施,其次为刈后当日喷施 刈后第21d喷施,而刈后第14d喷施 刈后第21d喷施增产甚少.刈后第7d喷施 刈后第21d喷施在株高、节间数、节间距和分枝数等各指标上均具有优势.     

苜蓿耐药根瘤菌筛选及荧光蛋白标记对根瘤菌耐药性的影响

为明确荧光蛋白标记技术对根瘤菌耐药性的影响,采集6个品种的苜蓿根瘤进行根瘤菌的分离、纯化和初步鉴定,并筛选其中对3种稀土盐抑菌剂La（NO3）3·6H2O,LaCl3和Ce（NO3）3·6H2O以及2种植物源抑菌剂苦参碱和除虫菊素具有耐受性的菌株,得到一株编号为LH3436的根瘤菌,对0.6mg/mL苦参碱具有天然耐受性。将LH3436和对照根瘤菌R.12531以及参比根瘤菌R.GN5进行荧光蛋白标记后,观察其对抑菌剂耐受性的变化。发现各初筛菌株在无氮培养基上的生长状况对非根瘤菌的筛除率最高,所有初筛菌株均为革兰氏染色阴性的快生型产酸菌,全部难以利用柠檬酸盐,而可以利用蔗糖和可溶性淀粉,但对乳糖、葡萄糖和果糖等碳源的利用存在差异性;试验初筛菌株对植物源类抑菌剂的相对耐受性好,而对稀土盐类抑菌剂的相对耐受性差,将筛选根瘤菌进行荧光蛋白标记后,其对抑菌剂的耐受性未发生改变。     

模拟干旱胁迫对苜蓿幼苗抗氧化酶系统的影响

采用不同浓度的PEG-6000对抗旱性不同的紫花苜蓿幼苗进行渗透胁迫处理,研究了不同抗旱品种苜蓿幼苗的抗氧化酶活性的变化。结果表明:12个紫花苜蓿品种的幼苗过氧化物酶(POD),过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先增加后降低的变化趋势,15%或20%的PEG下3种酶活性达最大值。通过隶属函数法分析12种紫花苜蓿的抗旱性顺序为:WL168HQ图牧2号敖汉龙牧100草原1号龙牧801德宝龙牧803农菁1号皇后龙牧806龙牧81。     

生长调节剂对紫花苜蓿微扦插试管苗生长的影响

以紫花苜蓿品种甘农3号(G3)、和田(HT)、陇东(LD)为材料,研究不同种类和不同浓度的生长调节剂吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、生根粉(ABT)对苜蓿微扦插试管苗生长的影响。结果表明,0.2mg/L NAA处理下的G3紫花苜蓿试管苗生根率达100%,且具有较高的生根数(8),最大根长(17.5cm),株高和叶片数也显著高于对照和其他处理(P0.05);0.1mg/L NAA处理下的和田紫花苜蓿试管苗的根系生长状况明显优于其他处理,生根率为100%,具有较高的生根数(7),最大根长(29.6cm),株高和叶片数也显著高于对照和其他处理(P0.05);0.2mg/L NAA处理下的陇东紫花苜蓿试管苗的根系生长情况明显优于其他处理,生根率100%,并具有较高的生根数(7),最大根长(10.2cm),株高和叶片数也显著高于对照和其他处理(P0.05)。因此,在设置的浓度梯度下,甘农3号和陇东紫花苜蓿微扦插试管苗生长的最适生长调节剂及其浓度是0.2mg/L NAA,适于和田紫花苜蓿的是0.1mg/L NAA。     

干旱胁迫对苜蓿幼苗叶绿素荧光特性和膜脂过氧化的影响

为明确干旱胁迫对紫花苜蓿不同抗旱品种幼苗叶片的光合生理及膜脂过氧化的影响,以陇中苜蓿(强抗旱),陇东苜蓿(中抗旱)和甘农3号紫花苜蓿(弱抗旱)为试验材料,采用营养液砂培方法,以-1.2 MPa PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,比较不同胁迫时间(0、3、6、9和12 d)处理下紫花苜蓿叶片相对含水量(RWC)、叶绿素(Chl)含量、活性氧(O_2~(·-)、H_2O_2和OH~·)和丙二醛(MDA)含量及叶绿素荧光参数的变化。结果表明:随干旱胁迫时间延长,供试苜蓿品种的RWC、Chl a含量、Chl a/b比值、最大荧光(F_m)、潜在光化学效率(F_v/F_o)、最大光化学效率(F_v/F_m)、光化学淬灭系数(qP)、PSⅡ光化学量子产量(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)不断下降;而其O_2~(·-)、H_2O_2、OH~·和MDA含量不断增加。陇中苜蓿叶片RWC、Chl a含量、F_m、F_v/F_o、F_v/F_m、Yield和ETR的降幅及H_2O_2和MDA含量的增幅均低于陇东苜蓿和甘农3号。相关性分析表明,供试苜蓿RWC、Chl a、Chl a/b、F_m、F_v/F_m、qP、ETR、Yield与O_2~(·-)、H_2O_2、OH~·、MDA均呈极显著负相关。主成分分析表明,对陇中苜蓿抗旱性影响最大的主要为叶绿素荧光特性因子(qN、Yield、Chl a、qP和ETR),而对陇东苜蓿和甘农3号抗旱性影响最大的主要为膜脂过氧化因子(OH~·、H_2O_2、O_2~(·-)和MDA)。相比陇东苜蓿和甘农3号,陇中苜蓿的叶绿素荧光参数受干旱影响小,其抗旱的重要生理原因是具有较强的叶片保水能力,较低的光合机构损伤及膜脂过氧化程度。     

钙对苜蓿幼苗抗寒性及相关生理指标影响的研究

先用50mmol/L CaCl2浸泡图牧吉苜蓿，公农一号苜蓿种子，蒸馏水处理作对照，之后将其幼苗放在低温下胁迫。结果表明：Ca^2 不但能提高图牧吉苜蓉幼苗的抗寒性，而且，也能提高公农一号苜蓿幼苗的抗寒性，同时，图牧吉苜蓿，公农一号苜蓿的超氧化物歧化酶，过氧化物酶，过氧化氢酶等酶活性及脯氨酸与抗坏血酸含量也得到提高。由此推测，Ca^2 提高图牧吉苜蓿，公农一号苜蓿幼苗的抗寒性可能与Ca^2 提高其超氧化物歧化酶，过氧化物酶，过氧化氢酶等酶活性及脯氨酸与抗坏血酸含量有关。     

喷施IAA对紫花苜蓿幼苗铝毒害的缓解作用

设置5个不同的吲哚乙酸(IAA)浓度(0、2、4、6和8 mg·L-1),采用叶面喷施的方法,研究不同浓度IAA对缓解紫花苜蓿(Medicago sativa)幼苗铝胁迫伤害的影响,结果表明,铝胁迫抑制了紫花苜蓿幼苗的生长,根长、侧根数、地上和地下生物量随处理时间部分显著降低,并且根尖和顶芽的IAA含量显著下降(P0.05)。喷施不同浓度的IAA对铝胁迫紫花苜蓿幼苗的生长有不同程度的促进作用,根长和侧根数增加,地上和地下生物量提高;喷施IAA显著降低根系的铝含量,提高了铝胁迫苜蓿的叶绿素含量,降低了根系丙二醛(MDA)含量和电导率。在5个IAA处理浓度中,6 mg·L-1处理对苜蓿铝毒的缓解作用最明显,与单独铝胁迫对照处理相比,各项指标之间的差异均达到显著水平。本研究结果表明铝胁迫紫花苜蓿生长受抑制与内源IAA的积累降低密切相关。