几种非豆科植物根瘤内生菌侵染特征的研究

自不同科、属、种的非豆科植物根瘤分离内生菌,对其寄主植物进行了交叉侵染,结果表明,这些Frankia菌对不同寄主的侵染没有明显的专一性,供试菌可以进行跨越科、属、种的侵染,但有的菌株对于某些植物的侵染,可能存在一些特殊情况,相同菌株对不同植物的侵染能力,以及不同菌株对同一寄主的侵染能力是有差异的。从同一种植物根瘤中分离的不同菌株,侵染能力也有高低之分,供试菌随寄主植物的改变,侵染能力及所建立的共生系统固氮活性有所降低,侵染原寄主植物所形成的根瘤固氮活性较高的菌株,在改变寄主后所形成的根瘤固氮活性也比较高,在一定条件下,寄主植物的结瘤量与根瘤固氮活性呈正相关,而侵染不同寄主后,根瘤中菌体孢子的表面结构也发生了一定变化。     

几株不同种属来源的木麻黄植物根瘤共生放线菌-Frankia的研究

用根瘤切片法,从长骨木麻黄(C. glauca Sieb.)、鸡冠木麻黄(C. cristata)和海滨木麻黄(A. littoralis)野生根瘤中分离出具有侵染能力的Frankia sp、NNCG01、NNCCR03和NNACL05菌株,它们都具有Frankia的典型形态特征,在无氮培养条件下,形成大量的顶囊和孢子囊。各菌株对简单碳源和氮源的利用比对复杂碳源和氮源的利用更好,而且都具有较高的耐盐(NaC1)能力,在0.2M盐浓度中,生长受到的影响很小,在盐浓度为0.5M时,也有一定生长。这三株Frankia菌株都能交叉感染木麻黄属(Casuarina)和异木麻黄属(Allocasuarina)中的一些放线菌结瘤植物,因此,从木麻黄属植物根瘤分离的Frankia菌株和从异木麻黄属植物根瘤分离的Frankia菌株属于同一个互接种簇。这三株Frankia的自生固氮活性与它们的共生固氮活性呈正比,而且同一菌株与不同种木麻黄植物共生固氮的效率没有明显的差异,为初步筛选高效共生固氮的Frankia菌株提供了一个快速简便的方法,具有重要的实际意义。     

新疆干旱地区根瘤菌资源研究I．根瘤菌种类及其共生固氮作用

从新疆不同生态条件下生长的31属109种豆科植物根瘤分离获得373株根瘤菌,其中88株是从未报道过结瘤情况的39种豆科植物根瘤分离获得。它们与豆科寄主植物共生结瘤,95％以上为有效根瘤。不同种的根瘤固氮活性差异较大,黄芪属根瘤固氮活性较高,最高者为大豆根瘤固氮活性的42倍。 20属37种豆科植物根瘤中97％有吸氢活性。根瘤固氮活性、吸氢活性均与寄主植物生长发育期有相关性。     

辽东桤木根瘤内生菌株的形态观察和侵染能力试验

桤木属(Alnus)植物的结瘤固氮作用亦是Frankia菌侵染共生的结果。到目前为止,国外从该属植物根瘤中分离了许多株Frankia菌,但是,基本特征都是极为类似的。我国有12个桤木树种具有结瘤固氮能力,已分离为纯培养菌株的已     

基于高通量测序分析西藏沙棘根瘤内生菌的多样性

根瘤是微生物侵染植物根部并与之形成的共生结构,这些微生物都可被称为植物内生菌。豆科植物根瘤中的内生菌常常又被称为根瘤菌,而侵染非豆科植物形成根瘤的主要是放线菌弗兰克氏菌,这些非豆科植物又被称为放线菌结瘤植物。西藏沙棘是一种典型的放线菌结瘤植物,由于其分布生境的特殊性,对其根瘤内生菌的研究具有重要的生态意义。对于西藏沙棘根瘤内生菌的研究,培养方法因难以模拟自然条件而不易获得纯培养,高通量测序技术对其多样性的研究提供了便利。因此,本研究以生长在甘肃省天祝县金强河河滩地的西藏沙棘根瘤为材料,采用16S rRNA基因扩增子高通量测序方法,结合OTU分析,对西藏沙棘根瘤内生菌的多样性进行探讨。实验结果表明,西藏沙棘根瘤内生菌具有丰富的多样性,根瘤内的优势属为共生固氮的弗兰克氏菌属（Frankia）,其相对丰度为47.63%,共检测到7个弗兰克氏菌属的OTUs;根瘤内除弗兰克氏菌外,还存在大量的非弗兰克氏菌,共检测到1523个OTUs,隶属于22个门、33个纲、69个目、113个科和202个属,相对丰度排名前9的属中有25个非弗兰克氏菌属的OTUs。该研究也表明,西藏沙棘根瘤内生菌具有丰富的多样性,西藏沙棘根瘤中不仅存在着可共生固氮的弗兰克氏菌,并且还分布着非弗兰克氏菌;在同一根瘤样品中,弗兰克氏菌属还具有不同的物种。本研究不仅拓展了西藏沙棘根瘤内生菌多样性的研究方法,还为同一寄主植物中弗兰克氏菌多样性的研究提供了分析思路。     

弗兰克氏菌生物学特性的研究

对自欧美和亚洲不同地理环境、不同科属寄主植物根瘤分离的35株菌的研究结果表明,菌株均具有典型的弗兰克氏菌特征。其中由胡颓子属植物分离的4株菌具有串珠状特异菌丝体结构。全细胞氨基均含有meso-DAP,全细胞糖均为D型。均具有不同程度的固氮酶(乙炔还原)活性,并在乙炔注入后24—72小时活性倍增,同时在48—72小时活性达到最高。根据对糖和丙酮酸钠的利用,可将供试35株菌分为2群4亚群。     

广西葛根内生细菌的分离鉴定及其促生特性

【背景】植物内生菌长期与宿主共生,对宿主生长发育产生影响。葛根作为重要的药食两用作物,葛根内生菌的研究具有重要实践意义。【目的】对广西葛根根部内生细菌进行分离、鉴定及促植物生长特性分析,旨在了解该药食同源植物内生细菌种群结构及其促生特性,为分析内生菌群体在药食同源植物产量和品质形成的作用及其内生细菌资源的开发利用提供参考。【方法】采用6种不同的培养基从广西葛根的根瘤、根系和根愈伤组织分离内生细菌,16S rRNA基因测序和系统发育分析内生细菌的分布特征和遗传多样性,采用生理生化方法测定分离菌株的固氮活性、溶磷特性、产生嗜铁素、分泌吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)等促生特性。【结果】从葛根根瘤、根系和根部愈伤组织中共分离得到223个菌株,16S rRNA基因测序鉴定这些菌株隶属于2门4纲10科19属,其中芽孢杆菌属、假单胞菌属、土壤杆菌属、肠杆菌属为葛根优势菌群;内生细菌数量和群落组成存在明显的组织特异性,其数量表现为根瘤>根系>根愈伤组织,但其种群多样性表现为根愈伤组织>根系>根瘤。不同培养基分离出的细菌种群丰富度有差异。从供试菌株中筛...     

15个弗兰克氏菌株生物学与生理学特性的研究

从5属10种非豆科结瘤固氮植物根瘤中,分离出15个Frankia sp.菌株,对其生物学与生理学特性的研究表明,它们都有侵染原宿主植物的能力,并能形成具有固氮活性的根瘤。可以利用吐温—80作为唯一碳源,可以利用在0.5％浓度下的葡萄糖等多种糖类作为唯一碳源,且都能利用丙酸。根据在含葡萄糖的培养液中加入吐温—80所产生的抑制或促进菌体生长的不同反应,对15个Frankia菌株进行生理型分类,其中有11株属A型,2株属B型,因为有两个菌株上述反应都不明显,划为新的AB型。     

大豆—根瘤菌共生固氮氢代谢的研究

检测了四株大豆根瘤菌在不同的大豆品种上形成根瘤的放氢、吸氢、固氮活性及豆血红蛋白的含量;同时测定了植株干物质的积累。结果表明,所有固氮根瘤都放氢,自生条件下Hup~-根瘤菌形成的根瘤仍不具吸氢活性,相对固氮率在0.75左右。而Hup~(?)菌株根瘤的相对固氮率在0.91～1之间。寄主植物对Hup~(?)菌株的吸氢活性有影响。相关分析表明,根瘤的豆血红蛋白与吸氢活性呈负相关。干物质积累与固氮酶活性关系最密切,氢酶活性的影响是次要的。     

药用植物二色补血草内生真菌分离及其抑菌活性初步研究

对药用植物二色补血草内生真菌进行分离,以番茄灰霉病菌、黄瓜枯萎病菌、枸杞黑果病菌、黄瓜立枯病菌、小麦全蚀病菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌为靶标菌,采用对峙法和改进的菌块法进行抗菌活性初步筛选。结果表明:(1)从二色补血草根、茎、叶组织器官中分离出18株内生真菌,其中以叶部最多,根部和茎部次之;经形态学初步鉴定归于2目,2科,4属。(2)有10株内生真菌对2种或多种植物病原真菌有不同程度的抑制作用,占分离菌株总数的55.6%;8株内生真菌对1种或多种供试细菌具有不同程度的抑制作用,占分离菌株总数的44.4%;菌株LBEFL001和LBEFL006分别对5种供试真菌具有明显抑制作用,属于曲霉属和青霉属;菌株LBEFR006、LBEFS002分别对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌2种供试细菌具有明显抑制作用,属于梭孢霉属;菌株LBEFL004对枯草芽胞杆菌和金黄色葡萄球菌2种供试细菌具有明显抑制作用,属于曲霉属。研究发现,二色补血草具有较为丰富的内生真菌资源,对植物病原真菌具有明显的抑菌活性,且抑菌范围较宽;对病原细菌抑制作用具有一定的选择性,总体上对金黄色葡萄球菌抑制作用明显。     

沙棘弗兰克氏菌的生物学特性研究

从辽宁省西部的沙棘(Hippophae rhamnoides L.)根瘤中分离到8株内生菌,它们都具有Frankia菌的典型形态特征。 回接鉴定表明,8株菌均可使寄主结瘤。各菌株的侵染能力不同;回接培养液的种类是影响侵染力的重要因素。分离于两个不同地区的菌株Frankia sp.Hr16和Hr32在GyA培养基上的培养特征有一定差异。实验菌株可利用多种碳源,其中丙酮酸盐是理想碳源。在以丙酮酸盐为唯一碳源,浓度为10mjlf的Bap培养基中,Hrl6菌株的对数期倍增时间可降至知小时,菌体在两周内达到最大生长量o Hrl6菌株的自生固氮活性亦受碳源的影响,在以5mM的丙酮酸盐的无氮Bap培养基中,其话性为176.5nmol. C2H4／mg蛋白/小时。     

与某些非豆科植物共生的弗兰克氏菌(Frankia sp.)的泡囊及其固氮作用

非豆科植物的共生固氮作用大多数是由弗兰克氏菌的侵染形成根瘤引起。其中泡囊是弗氏菌在根瘤内的固氮场所(Akkermans等1977,Tjepkema等1981)。我们采用光学及电子显微镜对泡囊进行了观察,并对根瘤不同部位的泡囊数量及其固氮活性与其它生理活性的关系进行了研究。     

沙棘根瘤内生细菌中抑菌促生菌株的筛选和鉴定

【背景】植物内生细菌可产生具有抑菌和促生活性的物质,既能抑制植物病原菌对寄主植物的侵染,也能促进植物的生长。沙棘根瘤内生细菌是根瘤内除共生固氮的弗兰克氏菌外,与沙棘共生的一大类微生物。研究具有抑菌和促生活性的植物内生菌,可为微生物菌肥的研究提供理论基础。【目的】筛选具有优良抑菌和促生活性的沙棘根瘤内生细菌,初步研究其抑菌和促生活性,并对菌株进行鉴定。【方法】采用双层琼脂法、琼脂扩散法、双层平板对峙法、牛津杯法进行沙棘根瘤拮抗性内生细菌的筛选。选取抑菌活性较高的内生细菌,分别采用Salkowski比色法、ChromeAzurolS(CAS)平板检测法和钼锑抗比色法进行产吲哚乙酸、铁载体及溶磷能力的测定。采用发酵液灌根法测定沙棘根瘤内生细菌SR308对黄瓜促生作用的盆栽效果。通过形态和培养特征、生理生化试验及16S rRNA基因序列分析法对菌株TT201和SR308进行鉴定。【结果】从131株沙棘根瘤内生细菌中筛选出9株具有较强抑菌活性的内生细菌,其中菌株TT201抑菌性最佳、抑菌谱广;菌株SR308的促生活性最好,其发酵液对黄瓜的生长具有较强的促进作用。对具有较强抑菌和促生活性的菌株TT201和SR308进行鉴定的结果表明,菌株TT201为侧孢短芽孢杆菌(Brevibacilluslaterosporus),菌株SR308为蕈状芽孢杆菌(Bacillusmycoides)。【结论】获得2株具有优良抑菌和促生活性的沙棘根瘤内生细菌,为进一步开发微生物农药及菌肥提供了资源。     

用遗传工程技术改变根瘤菌寄主专一性

豌豆根瘤菌质体pJB5J1转移到Rh.trifolii菌株中建成了杂种菌株,它可使豌豆形成根瘤,从大型带色素的根瘤中分离到根瘤菌,不仅在豌豆上,而且在三叶草上形成具有固氮能力的根瘤,说明这种杂种菌带有nod~+和fix~+基因,然而固氮表型的丧失也是可逆的。     

豇豆根瘤菌NGR234和紫云英根瘤菌109感染紫云英的比较研究

利用光学和电子显微镜对紫云英根瘤菌菌株109和广宿主的快生型根瘤菌菌株NGR234感染温带型豆科植物紫云英进行了研究,结果表明根瘤菌感染紫云英是通过在根毛中形成侵染线的途径。电子显微镜研究揭示了固氮根瘤中细胞内侵染线的存在。接种二天后,首先可观察到根毛的卷曲或分枝。接种四至五天后,在每株植物卷曲的根毛中可看到侵染线。接种八至十天后的植株出现肉眼可见的根瘤。菌株NGR234能够在紫云英上诱导根毛的卷曲,侵染线和根瘤的形成,但所形成的根瘤却未能固氮,根瘤中无明显的类菌体区,但有少数包有细菌的侵染线。NGR234抗抗菌素的衍生菌均未能使紫云英结瘤。将NGR234的共生质粒转移至三叶草、苜蓿、豌豆、快生型大豆根瘤菌和农杆菌,亦未能使这些细菌获得紫云英上结瘤的能力。     

不同昆虫寄主对昆虫病原线虫共生菌的敏感性比较

用菜青虫、棉铃虫、甜菜夜蛾、玉米螟、粘虫、黄粉虫等 6种昆虫对 1 0株昆虫病原线虫共生菌进行了敏感性测定。结果表明 :供试菌株对 6种昆虫都有胃毒活性 ,不同菌株对同一种昆虫的毒力差别较大 ,同一菌株对不同昆虫差别也很大。 1 0株菌在 1 2 0h对菜青虫的校正死亡率和体重抑制率均最高 ,显然是最敏感的寄主。在 1 0株共生菌中 ,XenorhabdusnematophilaHB3 1 0 5 9菌株的胃毒活性最高。     

哈茨木霉发酵液中肽类物质对豇豆根瘤结构和功能的影响

通过树脂吸附、离子交换、薄层层析、高效液相色谱系统等分离、纯化方法,从哈茨木霉(Trichoderm aharzianum)T2-16菌株发酵液中分离得到一种对豆科作物生长具促进作用的物质,通过质谱等方法鉴定为肽类物质。为探明该活性物质对豆科作物的促生机制,用该活性物质对豇豆种子浸种处理后,进行盆栽实验,通过对盆栽实验中根瘤结构与固氮活性变化的研究,结果显示,该活性物质可增加根瘤侵染组织的面积和根瘤细胞中类菌体的数量,降低根瘤细胞液泡化程度,促进根瘤中公共细胞周膜较多形成,加快类菌体的发育成熟,提高根瘤豆血红蛋白的含量,从而提高根瘤的固氮活性。     

紫云英根瘤菌胞外多糖缺失变种及其结瘤性状的变化

根据紫云英根瘤菌在寄主豆科植物紫云英上的结瘤能力,经转座子Tn5诱变获得的18株Exo~-变种可分为4种结瘤类群(A-D):A类变种诱导植物产生小的瘤状突起,不具固氮能力;B类变种形成无效根瘤;C类变种产生固氮效率降低的根瘤;D类变种丧失了结瘤能力。电镜分析显示:无效瘤和瘤状突起中不存在类菌体区,根瘤细胞均为不含细菌的空细胞,侵染线不能穿透到根瘤细胞中。说明紫云英根瘤菌胞外多糖很可能参与有效根瘤的形成。     

沙棘属植物弗兰克氏菌研究进展

弗兰克氏菌(Frankia spp.)能够与沙棘等非豆科植物形成根瘤进行共生固氮,其固氮效率远远高于豆科植物根瘤菌,与沙棘共生的弗兰克氏菌还能够促进沙棘对旱寒等各种不同生境的适应性,是自然界一类具有开发潜力的放线菌资源。为了更好地开发利用弗兰克氏菌资源,推进弗兰克氏菌分类鉴定工作,加强弗兰克氏菌与寄主植物共生结瘤固氮的机制研究,促使弗兰克氏菌在农业生产中得到尽快应用,本文简要介绍沙棘属(Hippophae L.)物种多样性、结瘤状况与分布特点、沙棘根瘤形态结构与功能、弗兰克氏菌物种多样性与分布特征,讨论弗兰克氏菌的结瘤机制、生理生态效应与作用机制以及影响沙棘属植物与弗兰克氏菌共生的主要因子,以期为进一步开展沙棘属植物弗兰克氏菌的系统研究提供有价值的参考。     

福建省豆科植物根瘤菌资源的初步调查

对福建省境内(除东北部少数地区外)的29个县(市)豆科植物根瘤菌资源进行了调查,共采集到36属63种豆科植物的根瘤样品278份,在豆科栽培作物方面有一定代表性.采集到的根瘤形态多样,大小多在1-10 mm之间,以淡黄和淡红色居多.对32种51份根瘤样品用乙炔还原法进行了固氮酶活性测定,不同种和同一种植物在不同生境下的固氮酶活性均有差异,多数根瘤样品的固氮酶活性在1-24 μmol C2H4g-1 fresh nodule h-1之间,其中尖叶长柄山蚂蝗(Podocarpium podocarpum var.oxyphyllum)的固氮酶活性相对最高,达87.29 u mol C2H4 g-1 fresh nodule h-1.从采集到的根瘤中经分离纯化获得了228株根瘤菌,其中155株根瘤菌进行了原寄主回接试验,有138株结瘤,回接成功率为89.0%.调查结果显示福建省有丰富的豆科固氮及其根瘤菌资源.