草地根际过程对养分循环调控机制研究进展

了解根际土壤养分碳、氮和磷的转化和循环利用是解决草地农业生态系统可持续利用性和提高草地生产力的根本问题。草地根际过程能够反映土壤碳、氮和磷等养分的周转速率,影响植物、土壤微生物对养分的竞争和捕获,维持根际微环境中各组分的养分平衡,同时与作物相比,草地土壤中养分元素碳、氮和磷的耦合性更强。因此,根际微生态系统结构与功能在维持养分转化和循环等方面具有重要作用。大量文献报道,调控根际微环境改变的关键因素是植物与土壤进行物质交换和信息传递的关键物质-根际分泌物,同时根际分泌物也是介导根际微生物和根际酶活性的关键物质。当草地环境发生改变时,该区域的根际分泌物、根际酶活性和根际土壤的微生物的组成和多样性也将发生根本性改变,从而导致该区域土壤养分的供应量和有效性发生改变,最终影响草地生产力和养分的有效利用效率。因此,深入探究草地根际过程对养分循环的调控机理,对于揭示草地植物与微生物间养分物质的分配利用和养分收益方面具有重要指导意义。综述了根际分泌物、根际酶和根际微生物参与养分循环的机制和互作机理,总结草地根际过程参与养分循环的机制,并对草学领域未来在根际微域的研究进行了一定的展望。     

“挂壁”法筛选常温稻秆腐解菌及其降解能力研究

采用"挂壁"法对稻秆高效腐解菌群进行富集,并以稻秆粉为唯一碳源筛选到生长能力强的腐解菌12株,进一步复筛从中获得腐解能力较强的细菌2株和真菌2株,通过16S rDNA、ITS序列分析及菌株形态学观察,初步鉴定菌株GS2-3、ZJA-6分别为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和类芽孢杆菌(Paenibacillus pabuli),菌株ZJB-5、ZJC-1分别为哈茨木霉(Trichoderma harzianum)和拟康宁木霉(Trichoderma koningiopsis).细菌GS2-3、ZJA-6和真菌ZJB-5、ZJC-1均具有较高的纤维素酶和半纤维素酶活性,纤维素酶活力分别达到21.85、13.20、106.48、187.13 U·mL^-1,半纤维素酶活力分别达到960.70、1 879.67、100.64、6 727.30 U·mL^-1;液体培养7 d后,菌株GS2-3、ZJA-6、ZJB-5和ZJC-1对稻秆的相对降解率分别为22.78%、34.25%、33.32%和27.99%,显著高于其他降解菌;土培降解试验表明,4株腐解菌均有较强的腐解稻秆能力,处理28 d后菌株ZJC-1、GS2-3、ZJA-6、ZJB-5的腐解率分别达到23.2%、19.2%、17.8%、14.7%.这表明采用"挂壁"法进行优势菌群的富集,为针对性地获得稻秆还田腐解菌提供了新的思路.     

绵羊瘤胃微生物胞外蛋白酶的动态及纯化

本实验用装有永久性瘤胃瘘管的成年新疆细毛羯羊3只,对饲喂前后瘤胃蛋白酶活性的变化规律及瘤胃液离心各组分的酶活比例进行测定,并对离心(12000转/min,30min,4℃)后的瘤胃上清液中的微生物胞外蛋白酶进行纯化。结果表明:①瘤胃蛋白酶活性在饲喂后3h左右最高,以后逐渐下降,至饲喂后8h左右恢复到饲喂前的水平。②瘤胃液中以游离形式存在的蛋白酶占40％,其余附着在微生物和饲料颗粒上。③用硫酸铵对上清液中的微生物胞外蛋白酶进行浓缩,依次经SephadexG—150、DEAE—Sephadex A—50和FPLC(Mono Q HR5/5柱)进行纯化后,得到电泳纯度的胞外蛋白酶品,其活力从1.77个单位/mg蛋白提高到295个单位/mg蛋白,提高了166.7倍,回收率为4.7％。SDS—PAGE测得纯化蛋白酶的分子量为38KD。     

稿秆还地的土壤微生物效应

通过田间和盆钵试验,研究红壤旱地4种种植方式下,稿秆还地对土壤微生物区系和群落的消长,以及土壤酶活性的影响。研究结果表明:土壤微生物和酶的活性受制于季风气候下的水热状况,并制约有机物质的矿质化—腐殖化过程;纤维分解率是春末仲夏>伏夏初秋>冬季;稿秆自养循环的培肥增产效果以油菜/花生制最好。在生产中应配施氮化肥,以充分发挥有机肥的微生物学效应。     

养殖水体高效氨氮脱除菌的分离及脱除特性研究

利用以(NH4)2SO4为惟一氮源的选择性培养基,从养鱼池塘水中分离筛选到1株高效氨氮脱除菌X2,当氨氮初始质量浓度为50mg/L时,该菌株在24h内的氨氮脱除率可达95%以上。初步鉴定该菌株为巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium),同时该菌株还具有硝酸和亚硝酸还原能力。对X2菌株的氨氮脱除特性进行初步研究结果表明,该菌株的生长与氨氮脱除同步进行;其脱除氨氮的最适温度和pH值分别为30℃和7.0;当氨氮初始质量浓度在50mg/L以下时,X2菌株基本可将培养基中的氨氮完全脱除。     

Removal of benzo (a) pyrene from soil using an endogeic earthworm Pontoscolex corethrurus ()

The endogeic earthworm Pontoscolex corethrurus (Müller, 1857) was the most abundant species (75%) in soil contaminated with hydrocarbons, mostly benzo(a)pyrene (BaP), in the state of Tabasco (Mexico). The earthworm P. corethrurus was tested for its capacity to remove 100 mg BaP kg⁻¹ from an Anthrosol soil (sterilized or not) and amended with legume Mucuna pruriens (L.) DC. var. utilis (Wall. ex Wight) Baker ex Burck (3%) or the grass Brachiaria humidicola (L.) DC (3%) (recently renamed as Urochloa humidicola (Rendle) Morrone & Zuloaga) in an aerobic incubation experiment. P. corethrurus removed 26.6 mg BaP kg⁻¹ from the sterilized soil and application of B. humidicola as feed increased this to 35.7 mg BaP kg⁻¹ and M. pruriens to 34.2 mg BaP kg⁻¹ after 112 days. The autochthonous microorganisms removed 9.1 mg BaP kg⁻¹ from the unsterilized soil and application of B. humidicola increased this to 18.0 mg BaP kg⁻¹ and M. pruriens to 11.2 mg BaP kg⁻¹. Adding P. corethrurus to the unsterilized soil accelerated the removal of BaP and 36.1 mg kg⁻¹ was dissipated from soil. It was found that the autochthonous microorganisms removed BaP from soil, but addition of P. corethrurus increased the dissipation 4-fold. The endogeic earthworm P. corethrurus can thus be used to remediate hydrocarbon-contaminated soils in tropical regions.     

菌渣纤维素降解菌的筛选与鉴定

为了寻找高效纤维素降解菌,提高菌渣堆肥微生物发酵效果,促进菌渣高效循环利用,从不同地点堆放的杏鲍菇菌渣中采集样品,利用羧甲基纤维素钠培养基分离纤维素降解菌,结合纤维素刚果红水解圈测定、滤纸条降解试验和纤维素酶(滤纸酶FPA、内切葡聚糖酶CMCase、外切葡聚糖酶C1、葡萄糖苷酶β-Gase)活性测定,筛选到4株(FB7、CB1、BC11、BC12)具有高效纤维素降解能力的细菌,经16S rDNA序列分析,鉴定FB7、CB1为枯草芽孢杆菌,BC11为链霉菌属Streptomyces albus,BC12是丛毛单胞菌属的Comamonas_jiangduensis,其中FB7降解能力强,可将滤纸条降解成糊状(10 d),纤维素酶活力很高,摇瓶发酵4 d后FPA、CMCase、C1酶、β-Gase的酶活分别为22.81、314.50、2.78、188.09 U·g^-1。复合菌剂CB1+BC11+FB7的FPA、CMCase、C1酶、β-Gase的酶活高于其他各组合,为31.56、133.63、2.31、217.21 U·g^-1,与FB7相比分别提高了38.4%、11.2%、178%、70.3%,将复合菌CB1+BC11+FB7接种到菌渣堆肥中,与对照相比,能快速提高堆体温度,且在翻堆后能更好地维持堆温。     

茶叶浸取液制备的纳米银对土壤微生物的影响

为探究茶叶浸取液制备的纳米银对土壤微生物的生物安全性的影响,本研究利用植物还原法制备纳米银抗菌材料,并将其制成1000 mg/L的纳米银喷雾,分析其对土壤微生物多样性及丰富度的影响。结果表明：空白对照组(CK)与实验组(Nano-Ag)的样本土壤中,所具有的微生物类别基本一致,但是不同类别微生物的丰度具有一定差异。实验组和对照组的Coverage数值均较高(Coverage>99.71%),香农指数均较大(Shannon>5.46),辛普森指数均较小(Simpson<0.02),两组间ACE指数和Chao指数差异均较小(ACE<2,Chao<6);同时,纳米银可抑制变形菌门下的α-变形菌纲和放线菌门下的嗜热油菌纲的生长,而能够促进绿弯菌门下纤线杆菌纲的生长。本文验证了纳米银具有一定程度的生物安全性,拓宽了纳米银材料的潜在应用范围,为纳米材料在环境及医疗等领域的深入应用奠定了基础。     

不同熟度竹筒饭在不同灭菌和储藏条件下的品质变化

研究了不同熟度(全生、半熟、全熟)竹筒饭经不同条件灭菌后,在不同温度下储藏0 d和180 d的微生物、感官品质及风味成分的变化。结果表明:在储藏期间,竹筒饭中的霉菌、大肠杆菌及菌落总数均未超标,符合卫生要求;储藏期间,竹筒饭的感官评分随储藏温度的升高而降低,考虑成本因素,以全熟竹筒饭经真空包装后121℃下灭菌20 min,于常温(22~25℃)下储藏为宜;通过GC-MS技术鉴定出竹筒饭中主要挥发性成分81种,主要包括12种醛类物质,5种酸类物质,27种烷烃,4种酮类物质,6种醇类物质,3种酯类物质,13种烯烃,2种苯类物质,以及9种杂环类物质,这些物质使得竹筒饭具有特殊的香气。