禾本科作物实现生物固氮的途径

长期以来,人们寄希望生物固氮在不久的将来能为禾本科作物提供大量的氮源,最终实现禾本科作物自主生物固氮。为此,各国科学家一百多年来从各个方面对生物固氮这一大自然的恩赐进行了长期研究和探索,已取得许多重要成果。在禾本科作物实现其生物固氮方面,经过多年的努力,已取得很多重要进展。一、联合固氮关系的紧密化和有效化是禾本科作物实现生物固氮的近期目标联合作用是指固氮微生物在禾本科等植物根际、根表籍趋化和营养关系,两者所形成的一种松散、互利的形式。这种联合固氮不足之处一是特异性差,联合关系不稳定;二是固氮能力…     

绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌群落的影响

为了探讨绿肥配施减量化肥对土壤固氮菌的影响,以开展八年的紫云英配施减量化肥的长期定位试验站为平台,选取不施肥(CK)、单施化肥(NPK)、紫云英配施80%化肥(MF80)、紫云英配施60%化肥(MF60)和紫云英配施40%化肥(MF40)共5个处理,于水稻分蘖期采集土样,采用荧光定量PCR和Illumina Miseq高通量测序技术,分析了不同施肥制度下土壤固氮菌nif H基因丰度和多样性的变化规律。结果表明:与单施化肥相比,翻压紫云英的减量施肥处理水稻产量与其无显著差异,从化肥用量和产量综合考虑,MF60处理是一种适宜的施肥制度。翻压绿肥处理土壤全氮明显增加;碱解氮含量(除MF60处理)与NPK处理无显著差异。翻压紫云英配施减量化肥的施肥处理(除MF40处理)土壤固氮菌丰度明显高于NPK处理,且固氮菌丰度与土壤碱解氮、硝态氮和p H呈显著正相关。翻压紫云英后土壤固氮菌Shannon指数明显低于NPK处理,各施肥处理间OTU指数差异不明显。各施肥处理的土壤固氮菌均以变形菌门为绝对优势菌门,翻压紫云英的减量施肥处理变形菌门丰度显著低于单施化肥处理。主坐标分析表明,翻压紫云英配施减量化肥的3个施肥处理与CK、NPK处理的土壤固氮菌的群落结构差异较明显。研究表明,紫云英配施减量化肥有利于提升土壤肥力和固氮菌的数量,紫云英的施用和化肥用量都是影响土壤固氮菌群落结构的重要因素。     

不同环境条件下联合共生固氮菌对小麦种子生长的影响

从13株小麦根际筛选得到3种联合共生固氮菌,通过单因素批次试验确定了不同菌种的培养时间、温度、pH、葡萄糖浓度及氮素浓度的适宜范围,得出单个菌株和组合菌组生长效果最佳的实验条件,并进一步测定单个菌株和组合菌组对小麦种子生长状况的影响。研究显示,在pH 7,温度35 ℃,NaCl浓度5%,葡萄糖浓度10%,氮素浓度3 g·L^-1的条件下培养36 h时,组合菌组作用于小麦种子的效果优于单个菌株的作用效果,相较于空白组,发芽率平均提高了4%,发芽势、发芽指数也均有所提高。组合菌组能更好地适应多变的环境,稳定发挥作用,有利于获得高产。     

结缕草根际联合固氮菌培养条件研究

以结缕草根际土壤中筛选得到的5株联合固氮菌为试验材料,对其培养条件以及典型生长曲线开展研究。结果表明,菌株在10～45℃均可生长,最适生长温度在20～30℃;最适生长初始pH值在7.0～7.5;菌株N4、N5、N6、N8的最佳通气量为220mL,菌株N1最佳通气量为200mL;并在上述基础上经过进一步试验得到了菌株的典...     

氧对内生固氮菌的调控及其防护机理

联合固氮菌在植物固氮中发挥了重要的作用,但由于受到多种环境因素的限制,固氮效率一般都较低,因此联合固氮菌对植物的主要贡献不是提供氮化合物,而是分泌植物激素,促进宿主的生长。植物内生固氮菌的发现为从事植物固氮方面的研究开辟了一个新的方向。植物内生固氮菌是指那些定殖在植物内部,并且可与植物宿主联合固氮的细菌。由于这些微生物定殖在植物体内,周围有充足的碳源和适合固氮的低氧分压,因此它们在固氮方面具有更大的优势。     

花生根系分泌物对根腐镰刀菌和固氮菌的化感作用研究

采用连续收集法提取到花生植株的根系分泌物,并就花生根系分泌物对根腐镰刀菌36194和固氮菌14046的化感作用进行了初步研究。结果表明,花生根系分泌物的中性、酸性和碱性组分对根腐镰刀菌菌丝的生长均存在一定的化感促进作用,对固氮菌的生长存在一定的化感抑制作用,并随添加浓度的增加化感作用增强。中性组分的化感作用相对更强些。GC-MS分析显示中性组分共含有2,4-二甲基苯甲醛、月桂酸、豆寇酸、软酯酸、油酸、硬酯酸等6种主要成分。     

混合培养对菌剂固氮、解磷和解钾能力的影响

将研究室保藏的固氮菌(GY)、溶磷菌(LY)和硅酸盐细菌(JY)以不同组合进行混合培养,探讨通过此方式提高菌剂的固氮、解磷和解钾能力.分别以单菌株培养、两两混合双菌株培养及三菌株混合培养方式,对培养液的固氮酶活性、有效磷和速效钾含量进行测定.结果表明:在固氮能力方面,培养24h,pH值7.0条件下,分别对7种组合固氮酶活性进行测定,发现菌株组合GY+LY+JY的C2H4浓度达到1987.4nmol·h-1·mL-1,其固氮酶活性最强;在解磷能力方面,培养10d,pH值7.0条件下,各体系解磷量达到最高值;其中,LY菌液中可溶性磷浓度为0.930μg·mL-1,其解磷能力最强;在解钾能力方面,培养15d,pH值7.0条件下,各体系解钾量达到最高值;其中,菌株组合GY+LY+JY混合菌液中可溶性钾浓度为23.4μg·mL-1,其解钾能力最强.     

甘蔗内生固氮菌液浸种对甘蔗生长前期氮代谢相关酶活性的影响

为研究甘蔗内生固氮菌液浸种对甘蔗生长前期氮代谢相关酶活性的影响,分别用从甘蔗品种桂糖28号、新台糖22号、B8中分离获得的3种内生固氮菌及其混合液对甘蔗浸种处理,并测定与氮代谢相关酶活性指标。结果表明,接种甘蔗内生固氮菌对甘蔗叶片硝酸还原酶活性和谷氨酰胺合成酶活性具有普遍而明显的促进作用,而对谷草转氨酶与谷丙转氨酶的影响则因甘蔗品种差异表现出不同效果;巴西品种B8的谷草转氨酶与谷丙转氨酶活性显著提高,但固氮菌对本地品种桂糖28号和新台糖22号的谷草转氨酶与谷丙转氨酶活性影响不大。     

接种内生固氮菌对不同基因型甘蔗农艺特性的效应

把内生固氮菌株Y-1a分别接种到6个不同甘蔗材料GT24、GT9、YC84/153、GT18、CP65/357和F172中,在温室无氮栽培条件下,分别调查甘蔗株高、茎径、平均节间长度和单茎重,探讨接种内生固氮菌对不同基因型甘蔗农艺特性的效应。结果表明,与对照相比,接种内生固氮菌可在不同程度上促进不同基因型甘蔗植株的生长,增加株高、茎径、平均节间长度和单茎重。     

自生固氮菌活化土壤无机磷研究

以土壤为磷源,通过液体培养试验研究了5株自生固氮菌(Azotobacter sp.)对土壤无机磷的活化利用.结果表明,自生固氮菌能释放大量的氢离子,使液体培养基的pH大幅度降低,氢离子的浓度至少提高58倍以上.自生固氮菌分泌有机酸的种类与数量因菌株不同而异,这些有机酸包括甲酸、乙酸、草酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸和乳酸等,其中均能分泌草酸和苹果酸.在接种自生固氮菌的液体培养基中,全磷含量显著高于不接种的液体培养基,土壤无机磷总量则显著降低.由于土壤是培养基磷的唯一来源,故自生固氮菌促进了土壤无机磷的溶解释放.相关分析表明,培养基的pH值与土壤无机磷总量呈极显著正相关(r=0.959**,n=6),与液体培养基中的无机磷和全磷呈显著或极显著负相关(r =-0.850*;r=-0.918**,n=6),说明自生固氮菌分泌的氢离子可能是溶解土壤无机磷的原因之一.接种自生固氮菌显著降低土壤钙磷,土壤中的铁磷、铝磷和闭蓄态磷的降幅因菌株不同而异,其原因可能与有机酸分泌的数量和种类有关.