根系分泌物与土传病害的关系研究进展

根系分泌物是植物-土壤-病原微生物相互作用的桥梁,是决定病原菌-作物关系的关键生态因子,影响着土传病害的发生与发展.本文阐述了根系分泌物的定义、分类及产生机理;重点从根系分泌物的化感自毒效应,根系分泌物诱导根际微生物群落,根系分泌物影响病原菌丰度,根系分泌物影响根际土壤环境4个方面阐述了根系分泌物与土传病害的关系;并从...     

植烟土壤提取物质对烟株生长及根际土壤细菌多样性的影响

对盆栽烟草外源添加不同浓度植烟土壤提取物质(T1:40μg·mL-1;T2:120μg·mL-1;CK:蒸馏水对照),探讨植烟土壤提取物质对烟草生长及土壤细菌多样性的影响。结果表明,植烟土壤提取物处理使烟株生长受抑制,且随处理浓度的增加受抑制程度显著提高,具体表现为烟株变矮,叶面积变小,光合作用能力降低,且烟草的保护酶系统受到破坏,丙二醛含量随处理浓度加大而增加,T2处理的丙二醛含量是对照的3.44倍。对外源添加物质处理后烟草根际土壤微生物T-RFs分析发现,在对照检测到17个门24个纲,T1处理有14个门21个纲,T2有10个门17个纲;丰富度指数的变化也和门纲的变化一致,随着处理浓度的增加而显著降低。可见外源添加物质处理后,根际土壤细菌群落减少,多样性水平下降。对各处理的根际土壤微生物T-RFs变化与烟株生长变化进行相关性分析表明,在外源添加物质处理的土壤中存在较多的负相关T-RFs片段,且这些片段中较多为病原菌;而正相关的T-RFs片段主要存在于对照土壤中,其中有较多与土壤营养元素循环相关的微生物。本研究结果显示,在外源添加植烟土壤提取物质处理下,烟草的生长受抑制,烟草根际土壤的微生态受到破坏,且随浓度的提升而加重。因此,连作土壤中自毒物质的富集是造成烟草连作障碍的主要原因。关键词烟草连作障碍根际细菌自毒作用T-RFLP     

棉纤维生物炭对稻田土壤及水稻Cd含量的影响

为生物炭应用于农田Cd污染的控制及治理提供相关科学依据,研究通过根箱试验,研究棉纤维生物炭对水稻根际和非根际土壤可交换态和不可交换态Cd含量及水稻植株中Cd分配的影响。研究表明:随着棉纤维生物炭的施用量增加,根际和非根际土壤可交换态Cd含量都呈下降趋势,同时不可交换态Cd含量都呈上升趋势。随着棉纤维生物炭的施用量增加,非根际土壤pH值呈逐渐上升趋势。非根际土壤pH值与可交换态Cd含量之间存在显著负相关关系,与不可交换态Cd含量之间存在显著正相关关系。可见,施用棉纤维生物炭可在一定程度上提高非根际土壤pH值,进一步降低了非根际土壤可交换态Cd含量;而根际土壤可交换态Cd含量的下降,主要受棉纤维生物炭的理化性质影响,受土壤pH值影响不大。随着棉纤维生物炭的施用量的增加,水稻各部位Cd含量及累积量都呈现下降趋势,其中籽粒Cd含量的下降幅度最大,为36.57%,根的Cd含量的下降幅度最小,为12.56%。由于茎鞘的生物量和Cd含量都较大,茎鞘中Cd累积量最高,平均为25.44μg plant^-1,是籽粒的2.85倍。因此,在进行农田土壤Cd修复的同时,除了要关注农产品Cd污染,还要考虑如何妥善处理大量的富集Cd的农业废弃物,避免产生二次污染风险。     

再植枸杞根际真菌群落对长期连作的响应研究

受枸杞自身种植特点和道地产区土地资源限制,连作障碍已成为制约宁夏枸杞产业可持续发展的主要因素之一,导致严重的经济损失和生态问题。前期研究表明,连作能够显著影响再植枸杞根际土壤细菌的群落结构和多样性,但就连作对真菌群落结构和功能的影响目前仍不清楚。本文利用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,研究连作对再植枸杞根际真菌群落丰度及多样性的影响。实时荧光定量PCR分析表明,与对照样地相比,连作显著促进再植枸杞根际及非根际土壤中细菌和真菌的丰度。但连作对真菌的促进作用明显高于细菌,导致细菌/真菌比例失衡,使再植枸杞根际及非根际土壤微生物环境偏向于真菌型。对测序结果的分析发现,所测定样地中枸杞根际及非根际土壤中的优势真菌门分别为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门,其中连作地再植枸杞根际子囊菌门的相对丰度较对照样地显著降低,而接合菌门的相对丰度则显著增加(P0.05)。FUNGuild真菌功能预测也证实连作显著抑制再植枸杞根际土壤丛枝菌根真菌的相对丰度(P0.05)。基于距离的冗余分析(db-RDA)结果表明,土壤pH、电导率、硝态氮和有效磷含量是影响枸杞根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05),而土壤硝态氮和有效磷含量则是解释非根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05)。这些结果说明长期施用化肥可能是改变连作地再植枸杞根际土壤真菌群落结构及枸杞-真菌互作关系的主要因素之一。这一研究结果为理解枸杞连作障碍的形成机制提供理论基础。     

黄顶菊入侵对土壤氨氧化古菌群落多样性的影响

为了明确入侵植物黄顶菊对土壤氮循环关键过程硝化作用的影响机制,本研究通过对其入侵地和未入侵地、根围土和根际土氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)的群落多样性分析,探讨了AOA对黄顶菊入侵的响应规律。结果表明:黄顶菊入侵增加了入侵地根围土AOA的多样性,AOA的Shannon指数表现为:入侵地根围土入侵地根际土未入侵地土壤,且差异显著。铵态氮含量与p H的变化都会影响土壤AOA的群落结构。系统发育树分析表明,土壤AOA主要隶属于氨氧化古菌的Nitrososphaera cluster。黄顶菊入侵导致的AOA的多样性水平的提升主要是由于入侵地氨氧化菌群种类增加所致。     

根际氧浓度对番茄幼苗生长发育的影响

为了探究设施园艺作物栽培时适宜的水气环境,采用水培试验,以河南四号和粉珍珠2个栽培番茄品种为研究对象,设置3个氧水平:低氧(0.5~2.0 mg/L)、正常氧(7.0~8.0 mg/L)和饱和氧(14.0~17.0 mg/L)处理,以不通气作为空白对照CK,研究根际不同氧浓度对番茄幼苗植株的形态生长、生物量、根系活力和光合色素的影响。结果表明,随着根际氧浓度的增加,番茄幼苗的长势越好,根系活力增加,但叶绿素含量降低。在处理末期,正常氧处理与饱和氧处理显著提高番茄幼苗的最长根长并增加番茄幼苗的干、鲜质量。其中,在18 d河南四号正常氧和饱和氧处理下总干质量比CK分别增加24.00%和74.86%,而低氧处理比CK降低3.43%;最长根长分别增加67.23%和230.55%,而低氧处理比CK降低1.63%。饱和氧处理下根系更发达健壮,地上部分长势更好,生物量积累最多。因此,在设施园艺栽培管理中,增加营养液中根际氧浓度有利于番茄生物量的积累,进而提高产量。     

不同供磷水平对辣椒根系形态和根际特征的影响

以辣椒品种线椒王为试验材料,采用盆栽方式,通过分析不同施磷水平下辣椒根系形态和根系生理的变化,探究辣 椒磷高效利用的主要根系及根际过程。结果表明,辣椒地上部和根系生物量随供磷水平的增加呈现先增加后下降的趋势,整 株磷浓度以及整株磷累积量呈增加趋势。随供磷水平增加,根系总根长呈先增加后下降趋势,根系平均直径、根冠比呈逐渐 降低趋势;辣椒根系菌根侵染率和土壤酸性磷酸酶活性呈现先增加后下降的趋势。相关分析结果表明,土壤有效磷浓度和整 株磷浓度与根系平均直径、菌根侵染率呈极显著负相关,与总根长可用一元二次方程拟合,表明辣椒根系适应低磷的根际特 征可能是通过增加根系生物量及总根长,同时降低根系平均直径来实现的。     

水稻根际中铁的形态转化

本文以熟化红壤性水稻土、淀浆白土、红壤和赤红壤为样品,研究了植稻后根际中铁的形态转化.结果表明,两种水稻土根际中无定形氧化铁、游离氧化铁、络合态铁、土壤中氧化铁的活化度及两种红壤上根际中的络合态铁均低于非根际土;而两种红壤上其余各项在根际内外分布趋势均与水稻土相反.用穆斯堡尔谱仪分析表明,所有根际土与非根际土相比,四极矩分裂增大,内磁场下降,说明根际中氧化铁被活化.同时,水稻土上根际中Fe²⁺增多,赤红壤中根际出现新矿物磁赤铁矿.根际中铁被活化,可能会影响根际中重金属等污染物的吸附和解吸特性、植物的铁素营养及对其它养分的吸收.     

Effects of substrate sterilization,fungicide treatment,and mycorrhization helper bacteria on ectomycorrhizal formation of pedunculate oak (Quercus robur) inoculated with Laccaria laccata in two peat bare-root nurseries

Summary Pedunculate oak seedlings (Quercus robur) inoculated with the ectomycorrhizal fungus Laccaria lacata were grown for 1 year on fertilized sphagnum peat in two nurseries. Three factors affecting microbial populations in the substrate were studied, fungicide treatment of the seeds, peat disinfection before sowing (methyl bromide or steam pasteurization), and inoculation with mycorrhization helper bacteria. Treatment of acorns with Iprodione had no depressive effect on mycorrhiza formation. Both disinfection techniques were equivalent, stimulating or depressing mycorrhiza formation depending on the initial microflora in the peat. The introduction of two previously selected mycorrhization helper bacteria (one Pseudomonas fluorescens and one unidentified fluorescent pseudomonad), isolated from L. laccata sporocarps associated with Douglas fir—L. laccata ectomycorrhizas in other nurseries, significantly increased the mycorrhizal rate from 30 to 53% of the short roots. The implications of these results for the controlled mycorrhization of planting stocks and the specificity of mycorrhization helper bacteria are discussed.     

Phosphate-solubilizing microorganisms associated with the rhizosphere of mangroves in a semiarid coastal lagoon

 The phosphate-solubilizing potential of the rhizosphere microbial community in mangroves was demonstrated when culture media supplemented with insoluble, tribasic calcium phosphate, and incubated with roots of black (Avicennia germinans L.) and white [Laguncularia racemosa (L.) Gaertn.] mangrove became transparent after a few days of incubation. Thirteen phosphate-solubilizing bacterial strains were isolated from the rhizosphere of both species of mangroves: Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus licheniformis, Bacillus atrophaeus, Paenibacillus macerans, Vibrio proteolyticus, Xanthobacter agilis, Enterobacter aerogenes, Enterobacter taylorae, Enterobacter asburiae, Kluyvera cryocrescens, Pseudomonas stutzeri, and Chryseomonas luteola. One bacterial isolate could not be identified. The rhizosphere of black mangroves also yielded the fungus Aspergillus niger. The phosphate-solubilizing activity of the isolates was first qualitatively evaluated by the formation of halos (clear zones) around the colonies growing on solid medium containing tribasic calcium phosphate as a sole phosphorus source. Spectrophotometric quantification of phosphate solubilization showed that all bacterial species and A. niger solubilized insoluble phosphate well in a liquid medium, and that V. proteolyticus was the most active solubilizing species among the bacteria. Gas chromatographic analyses of cell-free spent culture medium from the various bacteria demonstrated the presence of 11 identified, and several unidentified, volatile and nonvolatile organic acids. Those most commonly produced by different species were lactic, succinic, isovaleric, isobutyric, and acetic acids. Most of the bacterial species produced more than one organic acid whereas A. niger produced only succinic acid. We propose the production of organic acids by these mangrove rhizosphere microorganisms as a possible mechanism involved in the solubilization of insoluble calcium phosphate. Received: 21 April 1999