根系分泌物与根际微生物互作的研究进展

根系分泌物是植物与环境进行物质、能量和信息交流的重要载体,与根际微生物具有紧密的互作关系。重点概述了根系分泌物对根际微生物种群、数量、分布和生长发育的影响以及根际微生物对根系分泌物的影响与机制。深入研究根系分泌物和根际微生物是根际生态系统的重要组成部分,微生物非培养新技术的创新与突破将有助于揭示根际微生态规律,挖掘和利用根际功能微生物。     

生物土壤添加剂对黄瓜根系分泌物的影响

为收集生物土壤添加剂处理的黄瓜根系分泌物,比较不同处理根系分泌物对种子萌发的影响,利用生长速率法测定不同处理根系分泌物对枯萎病镰刀菌的影响。结果表明,生物土壤添加剂浸提液的处理能够明显促进黄瓜种子萌发,对下胚轴的伸长具有促进作用;生物土壤添加剂浸提液对枯萎病菌抑菌率可达98.1%,与根系分泌物混合后的抑制率仍达87.3%,根系分泌物对枯萎病菌无抑制作用。     

间作大葱对桔梗根系分泌物的影响

为探究间作大葱有效消减桔梗连作障碍的机理,本试验选取桔梗连作5年的地块进行研究,设置桔梗单作、大葱单作和桔梗大葱间作行比3∶2、4∶2、5∶2共5个处理,利用原位取土法收集不同处理的根际土,并进行根系分泌物的提取与GC-MS分析。结果表明,单作桔梗和桔梗大葱间作根系分泌物中2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)相对含量高达23.51%～39.63%,而且桔梗大葱间作根系分泌物中该物质相对含量显著高于单作桔梗和单作大葱;间作大葱提高桔梗根系分泌物中角鲨烯、β-谷甾醇、岩皂甾醇等抗胁迫物质和苯并噻唑、2-甲硫基苯并噻唑这类杀菌抑菌物质的相对含量,同时提高桔梗根系分泌物中喹啉、二苄胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对苯二胺等碱性物质的相对含量,降低三十六烷、N,N-二甲基十二酰胺、苯乙烯、十五烷、十七烷相对含量,有效改善间作土壤微环境。综上所述,间作大葱改变了间作体系中桔梗根系分泌物的组成成分和相对含量,增加了桔梗根系分泌物中生长促进型化感物质的相对含量,降低抑制型化感物质的相对含量,改善间作桔梗根际微环境,有效消减桔梗连作障碍。     

黑麦草根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药的效应

通过盆栽模拟试验,研究黑麦草Lolium multiforum的根系分泌物对根际微生物降解有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)的影响效应。结果显示,在供试OCPs含量(0~343.61 mg·kg~(-1))范围内,根系分泌物介导下植物-土壤-微生物系统(TR~2)对OCPs污染物的去除具有明显的促进作用:3个处理中,TR~2对OCPs的去除率最高(77.57%),较对照组(CK)高出33.49%,较土壤微生物活性被抑制的植物-土壤系统(TR1)高出58.16%。借助细菌计数法对根际微生物数量的检测结果则显示,相同污染水平下,TR~2系统里微生物数量最多,CK次之,TR1最少。说明黑麦草的根系分泌物对OCPs去除效果的促进作用可能与根际微生物种群数量的变化有关:根系分泌物的存在提高了根际微生物的种群数量,其降解效能随之提高。     

根系分泌物及其作用

综合论述了根系分泌物的种类、数量；特别是根系分泌物与根际养分的活化及吸收、异株克生的关系，以及与土壤固氮微生物及连作障碍的关系。并提出了根系分泌物与土壤腐殖质的关系是今后根际生态的研究重点。     

大葱轮作对温室黄瓜根际土壤微生物多样性的影响

采用大葱/黄瓜轮作和黄瓜/黄瓜连作两种栽培模式,比较研究了黄瓜根际土壤微生物多样性的差异,在此基础上,进一步探讨了大葱根系分泌物对黄瓜根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:与连作相比,大葱轮作提高了黄瓜根际土壤中细菌、放线菌的多样性及均匀度指数,降低了真菌的多样性与均匀度指数;大葱根系分泌物处理可提高黄瓜根际土壤中细菌和真菌的多样性和均匀度指数,但对放线菌的作用不明显;较高浓度的大葱根系分泌物可引起黄瓜根际土壤中部分细菌和真菌聚集。     

根系分泌物与根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用(综述)

我国土壤重金属污染形势严峻,对粮食安全与人体健康构成严重威胁,土壤重金属污染修复是目前急需解决的环境问题之一。植物修复作为一种绿色安全、环境友好的生物修复技术,近年来备受关注,其发展取得显著成效。根系分泌物是利用生物修复重金属污染土壤过程中的关键物质,是植物与土壤微生物进行物质交换和信息传递的重要载体,在植物响应污染物胁迫及污染修复中扮演重要角色。研究根系分泌物和根际微生物对土壤重金属污染的响应与修复作用,揭示两者动态协同作用机制,对深入了解植物修复重金属污染土壤的过程与机理具有重要意义。本文归纳梳理了根系分泌物的影响因素与现有研究方法,系统总结了多种草本植物根系分泌物和根际微生物在重金属胁迫下的响应与主要修复机制,以及根系分泌物-根际微生物互作对重金属污染土壤的修复作用;并对根系分泌物介导下植物-根际微生物协同修复重金属污染土壤研究过程存在的难题和未来研究方向进行讨论与展望。结果表明,在重金属胁迫下,根系分泌物的组成和数量均发生显著变化;根系分泌物对重金属污染土壤的修复机制主要包括活化与固化;根系分泌物是影响根际微生物群落形成的重要因素,根际微生物对根系分泌物也具有一定调控功能,两者...     

根系分泌物影响黄瓜枯萎病抗性的机理研究

以黄瓜品种津研4号(感枯萎病)、津春4号(抗枯萎病)和云南黑籽南瓜为试验对象,探讨根系分泌物影响黄瓜枯萎病发生的生理机制。结果表明:经感病品种根系分泌物处理的植株根系活跃吸收面积低于其他处理,而伤害度高于其他处理。未经根系分泌物处理的对照植株接菌后10 d内根系可溶性糖含量明显高于根系分泌物处理植株。接菌后,以抗病品种根系分泌物处理的过氧化物酶和多酚氧化酶活性上升较明显。对照植株的苯丙氨酸解氨酶活性于接菌后48~60h出现一较明显的活性峰。对照植株、经抗病品种根系分泌物处理的植株超氧化物歧化酶活性于接菌后12 h出现一小的活性峰,比感病品种根系分泌物处理早12 h。试验结果与不同处理枯萎病发生轻重存在相关性,说明不同抗性品种的根系分泌物是影响黄瓜抗病性的原因之一。     

植物根系分泌物研究进展

综述了根系分泌物的种类,讨论了根系分泌物对根际有机体的作用机制,及其相关的收集、鉴定方法,并指出了该领域尚未解决的问题及今后的研究方向。     

黄瓜根系分泌物化感作用的初步研究

以黄瓜自根苗和嫁接苗为试材,测定了不同收集温度（20℃、25℃、30℃）下黄瓜根系的分泌物量,并研究了不同类型黄瓜幼苗根系分泌物对黄瓜和南瓜种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：随着温度的升高,黄瓜自根苗和嫁接苗的根系分泌物量均逐渐增加,在30℃条件下根系分泌物量最多,且自根苗的根系分泌物量明显多于嫁接苗。黄瓜根系分泌物对黄瓜和南瓜种子的发芽率、发芽势以及胚根和胚轴的伸长均具有明显的抑制作用,且抑制作用随着根系分泌物浓度的降低而减弱。黄瓜根系分泌物对黄瓜种子萌发和幼苗生长具有抑制作用,通过嫁接可以在一定程度上减轻这种抑制作用。嫁接黄瓜虽然可以在一定程度上减轻黄瓜根系分泌物引起的自毒作用,但仍然能产生连作障碍。     

Effects of Grafting on Root Exudates of Cucumber and Rhizosphere Environment under Copper Stress

[Objective] This study to aimed to investigate the effects of Cu stress on root exudates and microbial activities in rhizosphere of grafted and ungrafted cucum-ber seedlings, and therefore to elucidate the microbial mechanism of grafting for in-creasing cucumber plants tolerance to Cu stress [Method] Four treatments： （1） un-grafted seedlings ＋ test soil （U0）; （2） ungrafted seedlings ＋ test soil ＋ CuSO4·5H2O （U1）; （3） grafted seedlings ＋ test soil （G0）; （4） grafted seedlings ＋ test soil ＋ Cu-SO4·5H2O （G1） were set in the pot culture experiment. The contents of free amino acids, organic acids, phenolic acid and sugars, microbial population and enzyme ac-tivity in the four treatment were measured, respectively. [Result] The secretion of amino acids and organic acids were increased under Cu stress. The amino acids secretions of grafted seedlings roots were obviously higher than ungrafted seedlings except for Phe and Val. At the same time, the secretion of oxalic acid, malic acid, acetic acid, citric acid, cinnamic acid, ρ-hydroxybenzoic acid and benzoic acid of grafted seedlings were significantly higher than ungrafted seedlings as wel . There-fore, more Cu2＋ were restricted in soil by chelating, complexing and precipitation with root exudates, and its toxicity was decreased. The soil microbial biomass C and N in grafted cucumber rhizosphere were significantly higher than those in ungrafted cu-cumber rhizosphere, whereas basal respiration and metabolic quotient were signifi-cantly lower. Under Cu stress, the numbers of actinomyces and nitrogen fixing bac-teria decreased and the number of fungi increased significantly, whereas there was no significant difference in amounts of bacteria. The numbers of bacteria, actino-myces, and nitrogen fixing bacteria in grafted cucumber rhizosphere were significant-ly higher than those in ungrafted cucumber rhizosphere, but the number of fungi was opposite. The activities of soil urease, phosphatase, sucrase and catalase in grafted cucumber rhizosphere were significantly higher than those in ungrafted cu-cumber rhizosphere. [Conclusion] These indicated that the soil microbial environment and soil enzymes activities were improved by grafting under Cu stress, and as a re-sult, the adaptability of cucumber to Cu stress was improved.     

控释肥在大葱育苗上的应用研究

采用金正大公司生产的控释掺混肥（21—6—15）进行大葱盆栽育苗试验,并与普通复合肥进行肥效对比,分析不同施肥处理对大葱株高、茎粗、叶绿素、可溶性糖、体内全氮、全磷、全钾的影响,探讨控释肥在大葱育苗上应用的可行性及最佳施肥量。研究结果表明：控释肥养分的释放能满足大葱整个苗期对养分的吸收需求。与同量有效养分的普通复合肥相比,控释肥能明显提高土壤中的有效养分含量,可以改善葱苗的品质,提高其产量及肥料的利用率,氮素利用率达40％-50％。营养钵直径为25cm,高30cm,施入控释肥量为10g／钵时,育苗效果最佳。     

不同分化培养基对秋水仙碱处理大葱愈伤组织的影响

采用正交设计,测定了不同分化培养基对秋水仙碱处理大葱愈伤组织的影响。结果表明,在不添加2,4-D的基础上,适当提高蔗糖浓度,可以减缓愈伤组织褐化现象的发生,提高芽分化率,以处理6（蔗糖40 g/L＋琼脂15 g/L＋6-BA 1.5 mg/L）加倍诱导率最高。试验得到了两种嵌合体植株,一种为同时具有三倍体和二倍体细胞的植株,另一种为同时具有四倍体和二倍体细胞的植株。     

内源激素含量变化对大葱抽薹的影响

为了探讨内源激素与大葱抽薹的关系,采用酶联免疫吸附法（ELISA）测定了大葱抽薹植株与未抽薹植株生长过程中脱落酸（ABA）、生长素（IAA）、赤霉素（GA3）以及玉米素核苷（ZR）内源激素的含量。结果表明：较高水平的ABA、IAA、zR含量以及较低水平的GA3含量对大葱抽薹具有促进作用;4种内源激索含量越冬前低、越冬后高,有利于大葱抽薹。     

大葱需肥规律的研究

通过对大葱不同生育期生长量及各元素含量的测定,确定大葱的阶段需肥量以及各元素在不同器官的分布。结果表明:大葱在10～11月份生长量最大,生长最为迅速;大葱对各元素的阶段需要量除氮、磷、钙3种元素外,其余8种元素均在10～11月阶段需肥量最大,除铁、锰2种元素外,其它元素均在6～7月阶段需肥量最小;P、S、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn主要分布在大葱的根部,N、K、Ca在大葱叶中含量较多,而B则在假茎的比重较大。     

大葱不同类型品种主要营养成分分析

本试验对26个中国棒状大葱、8个中国鸡腿大葱、3个中国分蘖大葱和3个日本大葱品种进行了品质测定。结果表明:鸡腿大葱的含糖量和丙酮酸含量均较高,生食熟食风味均较佳;日本大葱的含糖量较低,丙酮酸含量较高,适宜熟食;分蘖大葱的含糖量高,干物质、蛋白质、维生素C含量均较高,丙酮酸含量低,是生食大葱的最佳选择类型;棒状大葱粗纤维含量少、游离氨基酸含量较高,生熟食皆宜。同一类型不同品种之间,营养品质差别较大,每个类型都有营养品质较高的品种。     

积温与苗龄对大葱抽薹的影响

为探讨积温、苗龄与大葱抽薹的关系,试验以章丘大葱为材料,研究了不同苗龄、不同积温条件下大葱抽薹的情况。结果表明：冬前活动积温为971℃（≥5℃）或777℃（≥10℃）,有效积温为616℃（≥5℃）或542℃（≥10℃）时,大葱达到抽薹临界生理苗龄（株高13.8 cm,假茎直径0.4 cm,叶片数2.6叶）。达到此标准以上植株在经过550℃、262℃、132℃的0～10℃、0～7℃、0～5℃低温积温或者470℃、221℃、103℃的0～10℃、0～7℃、0～5℃有效低温积温即可发生抽薹。植株生理苗龄越大,抽薹需要的低温积温越少。     

控释肥对大葱生长及品质的影响

以大葱为试材,采用"金正大公司"生产的控释掺混肥(21-6-15)进行栽培试验,并与普通复合肥进行肥效对比.分析不同施肥处理对大葱株高、茎粗、叶绿素含量、可溶性糖含量等指标的影响,探讨控释肥在大葱生产上应用的可行性及最佳施肥量.结果表明:控释肥养分的释放能满足大葱整个生长期对养分的吸收需求,与同量养分的普通复合肥相比,控释肥可以改善大葱的品质、提高其产量,单位面积增产率可达57%左右.从经济效益、大葱产量、品质及肥料利用率等方面综合考虑,100 g/m2的控释肥用量为最佳用量.