铜耐性优势植物根际土壤铜抗性菌株的筛选及其对铜的促溶作用

从铜矿废弃地重金属耐性优势植物根际土壤中分离筛选到两株抗高浓度Cu的细菌菌株HQN2和JYC17.对菌株HQN2和JYC17溶解难溶性Cu的作用进行了研究.结果表明:菌株HQN2和JYC17具有明显的溶解碳酸铜的能力,与接灭活菌对照相比,菌株HQN2和JYC17分别使培养液中水溶性Cu含量增加306%和136%,培养液的pH由初始的7.00分别降低到4.08和4.46.另外,Cu能促进供试菌株有机酸(葡萄糖酸、苹果酸和乙酸等)的合成.菌株HQN2和JYC17对土壤中难溶性Cu亦有明显的促溶作用.与接灭活菌对照相比,菌株JYC17和HQN2分别使土壤中交换态Cu含量增加110%和270%.经生理生化特征分析及16S rDNA序列分析,菌株HQN2和JYC17分别被鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)和微杆菌属(Microbacterium sp.).     

耐铜苏丹草根内生细菌的分离筛选及其生物学特性研究

从生长在铜矿废弃地土壤中的Cu耐性苏丹草根中分离筛选到二株产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶内生细菌K1-6和K3-9菌株,并对菌株生物学特性进行了研究。菌株K1-6和K3-9具有较强的Cu抗性和多种抗生素抗性,菌株K1-6和K3-9能够溶磷和分泌吲哚乙酸(IAA),另外,菌株K3-9还能够产生铁载体和精氨酸脱羧酶,菌株K1-6和K3-9对温度、p H和盐浓度具有一定的耐受性,经16S r DNA序列分析,菌株K1-6和K3-9分别被鉴定为根瘤菌属(Rhizobium sp.K1-6)和肠杆菌属(Enterobacter aerogenes K3-9)。采用平皿培养试验研究了菌株K1-6和K3-9对生长在不同浓度Cu(0、4 mg/L)环境中的苏丹草的生长和吸收Cu的影响。结果表明,接菌处理苏丹草根部和地上部干重分别比对照增加了10.6%~45.5%和13%~40%,差异达显著水平(P0.05);接菌株K1-6处理苏丹草根部和地上部Cu含量比对照增加了46%和85%(P0.05),而接菌株K3-9处理苏丹草根部和地上部Cu含量与对照相比没有显著差异。另外,接菌株K1-6处理苏丹草根部和地上部总Cu吸收量比对照增加了88%和114%(P0.05),接菌株K3-9处理苏丹草根部总Cu吸收量比对照增加了44%(P0.05)。另外,接菌株K1-6和K3-9处理的苏丹草根部吸收的Cu是地上部吸收Cu的16~23倍。研究表明,分离自耐铜苏丹草根部的内生细菌具有多种植物促生特性,能够显著促进苏丹草的生长、提高苏丹草对Cu的耐受性,并强化苏丹草根部对Cu的富集能力。另外,不同的内生细菌对苏丹草的生长、富集和耐受Cu的影响不同。     

一株根际解磷菌的筛选鉴定及溶磷促生作用

从黄河三角洲地区盐碱化耕地的 5 种农作物根际土壤中分离筛选高效解磷菌,为开发盐碱地生物肥料提供菌种资源。结合解磷圈筛选法和钼锑抗比色法评价菌株的解磷能力;采用含不同 NaCl 浓度的 LB 培养基测定菌株的耐盐性。利用菌株的形态学特征、生理生化特性和 16S rDNA 基因序列分析方法进行鉴定;采用液体摇床培养试验测定菌株对多种难溶性磷源的溶解能力。以盐碱化土壤为供试土壤,检验菌株在盐碱土壤中的应用潜力。共分离出 27 株解磷细菌,其中菌株 B19 被鉴定为杓兰泛菌(Pantoea cypripedii),该菌在 0% ～ 4% 的 NaCl 浓度下生长良好,最高可耐受 6% 的盐浓度。B19 具有较强的解磷能力,在 Ca₃(PO₄)₂为磷源的无机磷固体培养基上30 ℃培养 3 d 解磷圈的直径(D)为 18 mm,与菌落直径(d)比达 3.17;PVK 液体培养试验表明,菌株 B19 对多种难溶性磷源都有较强的溶解能力,对 Ca₃(PO₄)₂、AlPO...     

茶园一株异养硝化-好氧脱氮菌的鉴定及特性研究

经过菌株富集培养、 分离纯化等一系列步骤,从山东茶园土壤中筛选出一株菌株F1,通过对其进行16S rRNA测序及生理生化指标的测定,结合负染电镜观察结果,参照《伯杰细菌鉴定手册》鉴定该菌株属于黄杆菌属。同时对其硝化和反硝化脱氮能力进行了研究。结果表明,菌株F1能在利用有机物的同时进行硝化和反硝化脱氮作用。经过60 h的培养,在硝化培养基上对氨氮的去除率达到84.54%,对亚硝酸盐的去除率达到91.87%; 在反硝化培养基上对硝酸盐的去除率达到79.17%,对亚硝酸盐的去除率达到84.30%; 在以铵态氮为初始氮源的条件下脱氮能力最强。     

铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响

探讨铜胁迫对苜蓿中华根瘤菌抗氧化酶系的影响,揭示苜蓿中华根瘤菌对铜的生理抗性机制。以铜抗性菌株Sinorhizobium meliloti CCNWSX0020和铜敏感性S.meliloti CCNWSX0018为材料,测定其对铜的最小抑制浓度（MIC）和最大耐受浓度（MTC）及不同铜浓度对其抗氧化保护酶活性的变化。结果表明：（1）在YMA固体培养基上,S.meliloti CCNWSX0020和S.melilotiCCNWSX0018的MIC分别为0.5mmol·L^-1和0.2mmol·L^-1Cu^2＋,MTC分别为1.8mmol·L^-1和0.8mmol·L^-1Cu^2＋。（2）Cu^2＋浓度≤0.4mmol·L^-1时,S.meliloti CCNWSX0020菌体内的SOD、CAT和GPX活性变化不显著;S.meliloti CCNWSX0018菌体内的SOD、CAT和GPX活性显著升高;Cu^2＋浓度为0.6mmol·L^-1和0.8mmol·L^-1时,前者SOD、CAT和GPX活性显著升高,后者保护酶活性开始降低。随着Cu^2＋浓度升高,S.meliloti CCNWSX0020的GR活性增强,与对照相比,Cu^2＋浓度为0.8mmol·L^-1时GR活性提高了110.51%;而S.meliloti CCNWSX0018的GR活性则反之。（3）在Cu^2＋浓度≤0.8mmol·L^-1胁迫下,抗性菌株S.meliloti CCNWSX0020可通过提高SOD、CAT、GPX、GR的活性以降低Cu^2＋的毒害效应,为丰富根瘤菌抗铜机制提供了理论基础。     

盐穗木根际耐盐碱细菌的分离筛选及鉴定

将采集于新疆和田地区于田县盐碱地的2种盐穗木根际土壤样品制备成菌悬液,经适当稀释后,涂布于牛肉膏蛋白胨培养基中,经分离纯化获得20株菌株。经过分别或同时提高培养基的盐、碱浓度进行菌株耐盐碱性能的筛选,获得1株耐盐碱菌株D8,其在pH值12且盐(NaCl)浓度达到120 g/L的培养基中仍可生长,该菌株既属于极端嗜盐微生物又属于极端嗜碱微生物。通过对筛选出来的菌株进行革兰氏染色制片、生理生化检测、电镜观察、Biolog鉴定、16S rRNA基因测序及系统发育树的建立来鉴定种属关系。鉴定结果是该菌为太平洋盐单胞菌(Halomonas pacifica)。     

丛枝菌根真菌(Glomus caledonium)对铜污染土壤生物修复机理初探

利用盆栽试验,研究了丛枝菌根真菌(Glomus.caledonium)在不同程度铜污染土壤上对玉米苗期生长的影响。结果表明,即使在土壤施铜量达150mg/kg时,菌根真菌对玉米仍有近55%的侵染率;接种菌根真菌,能显著促进玉米根系的生长。菌根玉米的根系生物量和根系长度,平均较未接种处理分别提高108.4%和58.8%;接种处理的植株地上部生物量达到每盆(3株)10.58g,显著高于不施铜的非菌根玉米。这些结果表明,丛枝菌根真菌对铜污染具有较好的抗性;并且由于菌根的形成,使宿主植物明显地改善了对磷的吸收和运输,并能通过抑制土壤酸化、降低土壤可溶态铜的浓度等机制,增强宿主植物对铜污染的抗(耐)性。在150mg/kg施铜水平时,与非菌根玉米相比,菌根玉米地上部和根系铜浓度分别降低24.3%和24.1%,吸铜量分别提高了28.2%和60.0%,表明菌根植物对铜污染土壤具有一定的生物修复作用。     

一株耐镉细菌的分离鉴定及其吸附条件的优化

从镉污染场地筛选分离得到一株耐镉细菌F7,经过形态学观察以及16S r DNA同源性对比分析,鉴定菌株F7属于芽孢杆菌(Bacillus),最大耐Cd~(2+)浓度为50 mg/L。实验研究了Cd~(2+)初始浓度、pH及投菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用FTIR探究菌株吸附的机理。结果表明:菌株F7在Cd~(2+)初始浓度为1.0 mg/L、投菌量为1.0 g/L、pH为6.1时,对Cd~(2+)的吸附率达到93.9%;吸附符合Langumir模型,最大吸附容量为1.83 mg/g。对比分析吸附前后的红外光谱图,发现菌株F7表面的官能团羟基、胺基、烷基、蛋白酰胺Ⅱ带及磷酸基团在吸附过程中起主要作用。     

携带溶菌酶基因的高回交转育后代抗瘟性研究

进一步明确溶菌酶基因回交转育利用对于强优恢复系“明恢63”稻瘟病抗性改良的效果, 运用苗期人工接种和大田穗颈瘟鉴定相结合的方法, 研究了携带溶菌酶基因的高回交转育纯系对于稻瘟病的抗谱特性和穗颈瘟抗性。结果表明: 回交纯系对所应试的76个菌株中的6~8个感病, 稻瘟抗性频率为90%左右, 属高抗水平; 而轮回亲本“明恢63”对21个菌株感病, 抗性频率为72.37%, 属中抗水平。穗颈瘟调查分析表明, 回交转育纯系比轮回亲本发病率平均降低10%左右, 发病指数平均降低15%左右, 经T值检验二者在穗颈瘟抗性水平上差异达极显著水平, 回交转育纯系抗性评价为抗性(R)级, 轮回亲本为中感(MS)级。因此溶菌酶基 因的转育利用确能有效拓宽抗谱, 提高稻瘟病抗性水平, 这些回交转育品系在抗病育种上具有较高的应用 潜力。     

耐镉邻苯二甲酸二辛酯降解菌的筛选及特性研究

为获得既耐受重金属镉又能高效降解邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的微生物菌株,利用选择培养基从污染土壤中分离高效降解微生物,并对其菌种分类和降解特性进行分析。共筛选获得5株耐镉的DOP降解菌株,其中PD-2对DOP的降解效率最高,120 h后降解率可达93.1%。结合形态学特征和16S rDNA序列分析,鉴定该菌为生丝微菌属(Hyphomicrobium sp.)。菌株PD-2对液体培养基中DOP的降解依赖于其生物量的增加,其对DOP的作用浓度和耐镉浓度范围广,可高效降解100～800 mg·L~(-1)范围的DOP(降解率大于80%),并在镉浓度0～600 mg·L~(-1)的培养基中生长良好。PD-2可利用邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻苯二甲酸(PA)作为底物生长,底物种类范围广。添加PD-2到镉和DOP复合污染土壤中,其对DOP具有显著的降解作用,PD-2在镉和DOP复合污染土壤的修复方面具有潜在的应用价值。     

Characterization of copper-resistant bacteria and assessment of bacterial communities in rhizosphere soils of copper-tolerant plants

Thirteen copper-resistant bacteria were isolated from copper-tolerant plant species growing on a copper mine wasteland. The isolates were identified by 16S rRNA gene sequence analysis and characterized by their resistance to heavy metals and plant growth-promoting characteristics. The assessment of the bacterial communities in the rhizosphere soils of copper-tolerant plants was measured as bands in denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) obtained directly from rhizosphere soil DNA extracts. The isolates were found to exhibit different multiple heavy metal resistance characteristics. Strains SZY6, YJ7 and JYC17 were found to produce indole acetic acid (IAA), siderophore, 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase or to solubilize phosphate. Root elongation assay conducted on rape under gnotobiotic conditions with strains MT16, JYC17, SZY6, GZC24, and YJ7 demonstrated increase (from 16 to 41%) in root elongation of inoculated rape seedlings compared to the control plants. In the rhizosphere soil samples the DGGE profiles of the direct DNA extracts were similar. The DGGE profiles indicated that there was no significant correlation between the concentration of available copper in the rhizosphere soils and the number of the visible bands in the DGGE pattern.     

Effect of Zn-tolerant bacterial strains on growth and Zn accumulation in Orychophragmus violaceus

Several Zn-tolerant bacterial strains were isolated from heavy-metal contaminated sludge, and their effects on root elongation, mobility, and accumulation of Zn in Orychophragmus violaceus were studied. The isolated strains included Bacillus subtilis, B. cereus, Flavobacterium sp. and Pseudomonas aeruginosa which were capable of stimulating root elongation in O. violaceus seedlings either in the presence or absence of Zn. The four bacterial strains significantly increased the concentration of water-extractable Zn compared with axenic soil. In addition, the four Zn-tolerant bacteria significantly increased the shoot biomass and Zn accumulation in O. violaceus compared to non-inoculated plants. The bacterial strains displayed different capacities to enhance plant Zn accumulation. Flavobacterium sp. was identified as the best candidate for enhancing Zn accumulation in plants, increasing Zn accumulation up to 1.21- and 1.19-fold in shoots and roots, respectively, compared to non-inoculated plants. It was indicated that Zn-tolerant bacteria played an important role in influencing the availability of water-soluble Zn in soil and Zn accumulation by plants. This study provides insight into the development of plant–microbe systems for phytoremediation.     

两株根际真菌的耐盐、溶磷、促生效果及其分类鉴定

[目的]分离筛选耐盐溶磷真菌用于改良低产盐碱土壤意义重大.[方法]利用PVK固体培养基培养、以透明圈法从黄河三角洲地区盐生植物和农作物根际土壤中筛选出溶磷真菌15株,用不同NaCl浓度的PDA培养基培养、用液体摇床培养测定耐盐性和溶解Ca3(P04)2能力;结果编号为F2、F19的2菌株最高可耐受盐浓度分别达到7％和9...     

苹果树根际高效解钾菌的筛选及鉴定

为探明苹果树根际解钾菌的种群特征和解钾性能,从苹果树根际土壤中分离获得解钾能力较强的高效解钾菌。本研究以钾长石为唯一钾源,分离获得118株具有解钾活性的菌株,重复片段PCR基因指纹分析(Repetitive-element PCR,rep-PCR)聚为29个类群。利用火焰分光光度法测定菌株解钾能力,获得5株高效解钾菌,平均解钾活性达到41.47mg·L-1,其中K105的解钾能力最强,有效态钾增长23.09%。采用H2O2消煮后测得的K+浓度升高,有效态钾增长最高达31.22%。采用形态特征观察、生理生化特性检测和基于16S r RNA基因序列的系统发育分析对高效解钾菌株进行鉴定。结果表明:K1为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)、K98、K105和K115为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、K168为芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。研究结果可为开辟新型高效解钾菌,为连作土壤的改良和苹果专用微生物菌肥的开发提供依据。     

施用猪粪对不同类型土壤中铜的赋存形态及小白菜吸收铜的影响

【目的】探讨猪粪中铜（Cu）的输入对土壤中Cu的赋存和生物有效性的影响。【方法】将1%和3%的腐熟猪粪（干猪粪∶秸秆=10∶1）添加到黄褐土、红壤、黑土、褐土中,分别老化0、1、2、3、5个月后,进行小白菜盆栽实验。【结果】与对照相比,施用猪粪使黄褐土、红壤、黑土和褐土土壤铜（Cu）全量分别显著增加了20.23%～50.43%、79.87%～142.6%、52.41%～76.43%和41.14%～92.24%。四种土壤中水溶态（F1）、碳酸盐结合态（F3）Cu占比均增加,施用3%猪粪的红壤未老化处理中F1-Cu和黄褐土未老化处理中F3-Cu增幅最大,分别达4.55%和16.47%。土壤铁锰氧化态（F5）、有机结合态（F6）Cu占比增加,残渣态（F7）占比降低。土壤有效态Cu的占比与猪粪老化时间呈显著负相关,3%猪粪老化5个月处理的黄褐土、黑土和褐土土壤有效态Cu占比分别降低12.85%、4.11%和3.68%,而红壤有效态Cu占比随老化时间变化不显著。在黄褐土中,腐殖酸结合态（F4）Cu的占比随猪粪老化时间的延长逐渐增加。施用猪粪显著增加小白菜对Cu的吸收,其中红壤的增幅最大,根系与地...     

堆肥中纤维素降解菌的筛选及复配菌降解性能研究

为加快堆肥过程中秸秆纤维素的降解速率,本研究从玉米秸秆堆肥中分离纤维素分解菌,并通过测定羧甲基纤维素酶(CMCase)活力、滤纸条崩解能力及兼容性,筛选出优良菌株,进而构建复合菌系,并对降解性能进行评价。结果共获得29株纤维素分解菌,对其中的高效菌株进行配伍,构建了6组复合菌系。除复合菌系F外,其他复合菌系的滤纸酶活力均显著高于单一菌株(P<0.05),尤以复合菌系B(xw1、xw3、xw8)、D(xw16、xw21、xw31)的酶活力最高,分别为22.8、20.4 U·mL^-1,比其中的最强单菌株xw3、xw21高出58.3%、68.6%,且所产酶具有耐高温(40～55℃)性。复合菌系B、D培养5 d可将滤纸条崩解为糊状,10 d内对秸秆的降解率达24.5%、21.9%,较单菌株xw8、xw31增加9.4和4.7个百分点。经16S rDNA分子鉴定,复合菌系B由微杆菌属(Microbacterium sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)组成,复合菌系D由芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillu ...     

拮抗菌强化的生物有机肥对西瓜枯萎病的防治作用

由西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)引起的西瓜枯萎病是导致西瓜生产毁灭性损失的土传病害,当前对该病尚无有效的防治措施.为了探索该病的生物防治效果,本研究从土壤中分离筛选西瓜枯萎病的拮抗菌,制成生物有机肥,通过温室盆栽试验检验防病效果,并对与拮抗相关的拮抗菌葡聚糖酶进行分子生物学检测.从不同土壤中分离纯化到对西瓜枯萎病菌有潜在拮抗作用的细菌172株,通过平板对峙法筛选出抑菌率在60％以上的拮抗细菌13株,从中挑选出2株抑菌率最高的菌株Cy5和CR38,分别用其与已腐熟的有机肥制成生物有机肥BIO5和BIO38.盆栽试验结果表明,BIO5在防病和促进西瓜生长方面表现优于BIO38.与对照相比,BIO5和BIO38对西瓜枯萎病的相对防治率分别为75％和25％.BIO5处理植株的株高、地上部鲜重、地上部干重分别比对照增加64.8％、63.0％和50％.施用生物有机肥还能显著改变根际土壤的微生物组成.BIO5处理根际土壤的细菌和枯草芽孢杆菌数量分别比对照增加48.5％和61.1％,真菌和尖孢镰刀菌的数量比对照分别下降52.1％和70.2％.分子生物学分析表明,菌株Cy5属于Paenibacillus jamilae菌株,并含有类似于P.polymyxa的β-1,3-1,4-葡聚糖酶.本研究结果说明,拮抗菌强化的生物有机肥对西瓜枯萎病有防治潜力.     

披碱草根际促生菌筛选及其接种剂的促生作用

【目的】体外促生能力是衡量微生物菌株作用的一个重要指标,测定获取的植物根际促生菌并明确其对披碱草的促生效果,可为其在生产中的应用提供依据。【方法】2014年9月从西藏阿里地区采集披碱草根系及根际土壤,以常规方法分离出其中的溶磷菌、 固氮菌和分泌3-吲哚乙酸(IAA)细菌的10株菌株。测定其溶磷量、 固氮酶活性及分泌生长素能力,并将其制成植物根际接种剂,测定接种剂对披碱草生长的影响及其在根际的定殖能力。【结果】菌株PWXZ10溶磷能力较好,达40.89 mg/L; 菌株003PWXZ6固氮酶活性较强,达421.21 nmol/(mL·h); 菌株NXP17分泌生长素能力较强,达31.33 μg/mL。与对照菌株(Pseudomonas sp. Jm92)相比,菌株003PWXZ6和NXP17制备的接种剂可显著增加披碱草株高、 地上生物量和地下生物量(P0.05),但两者之间差异不显著(P0.05); 接种剂003PWXZ6对披碱草根总长、 根表面积、 根体积、 根直径、 含磷量、 含氮量和粗蛋白含量增加显著(P0.05),分别较对照菌株(Pseudomonas sp. Jm92)增加了330%、 199%、 118%、 187%、 70%、 15%和19%,并且该菌株在根际定殖能力很强。 【结论】植物根际促生菌003PWXZ6和NXP17对披碱草具有良好促生效果,可为开发经济环保的生物肥料提供了菌种资源。     

The endophyte Enterobacter sp. FD17: a maize growth enhancer selected based on rigorous testing of plant beneficial traits and colonization characteristics

With the aim to select powerful microbial strains to be used for the enhancement of maize yield and resistance to abiotic and biotic stresses, we tested five endophytic bacterial strains previously isolated from maize roots. A range of different laboratory assays in regard to potential plant growth promotion was performed and strains were further evaluated for improving growth of five maize cultivars under axenic and natural soil conditions. Endophytic colonization was an additional component in our selection process as it is of high importance for an inoculant strain to efficiently colonize the plant environment. All strains had the potential to improve maize seedling growth under axenic conditions. Enterobacter sp. strain FD17 showed both the highest growth-promoting activity under axenic conditions as well as colonization capacity. FD17 was therefore selected for further plant tests in a net house, in which two different maize cultivars were grown in large pots until ripening and subjected to outdoor climatic conditions. Results showed that inoculation significantly increased plant biomass, number of leaves plant^?1, leaf area, and grain yield up to 39 %, 14 %, 20 %, and 42 %, respectively, as compared to the un-inoculated control. Similarly, inoculation also improved the photochemical efficiency of photosystem II (PSII) of maize plant and reduced the time needed for flowering. We also confirmed that strain FD17 is able to colonize the rhizosphere, roots and stems. Based on rigorous testing, Enterobacter sp. strain FD17 showed the highest potential to promote growth and health of maize grown under natural conditions. This study suggested that in vitro plant growth-promoting traits and potential of maize seedling growth promotion by bacterial endophytes could be used for the selection of potential inoculant strains subjected for further testing as bio-inoculant under field conditions.