对小麦根际联合固氮菌增产效应的研究

小麦根际联合固氮菌是一种新型的微生物增产菌剂,经全国各地广泛试验与示范,已表现出了明显的增产效果。为证实其在我市春季生产上的增产效应,为大面积推广应用提供科学依据,我们于1990年引进该菌剂并开展了其对春小麦生长发育的影响及增产效应的研究,同时,对作用机理进行了初步探讨,现将结果报告如下。     

渗透胁迫对高粱根K~＋吸收的影响

以ＣａＳＯ４０．５ｍｍｏｌＬ－１溶液培养高粱得到低钾植株,在渗透胁迫下当ＰＥＧ－１０００使外界渗透势下降时,刺激了高粱根高Ｋ＋亲和系统的净Ｋ＋积累,其表观Ｋｍ值和Ｔｍａｘ值分别为１８μｍｏｌＬ－１和４９．６μｍｏｌｇ－１ＤＷｈ－１。此高亲和系统不受可渗物质乙二醇和外界ｐＨ变化的影响,为蛋白质合成抑制剂环己酰亚胺抑制。     

冬小麦根表面氧化还原活力的研究

证实了两个不同品种的冬小麦根系表面存在着氧化ＮＡＤＨ和还原Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６的氧化的活力。还原铁氰化物活力在ＰＨ５．５到８．５范围内随着ＰＨ值升高而增大,温度在１５℃到４５℃范围内随温度升高还原活力增强,４５℃达最高值,５５℃时活力急剧下降。     

樱桃根际促生细菌

微生物肥料通过其中所含微生物的生命活动,产生有益于植物生长的物质,可使土壤中无效营养有效化,可将植物无法利用的土壤、有机肥中的物质分解为可供作物生长所利用的营养成分,这样不仅使有机肥的优势得以充分发挥,还能提高化肥的利用率,减少化肥使用量。接种微生物肥料,被普遍认为是一项环境友好、经济有效、提高农林产品产量和品质的技术措施。果树、蔬菜、中草药、苗木花卉等经济作物以及部分大田作物普遍存在严重的连作障碍问题,植物根系发育不良、土传病害加重等,利用化肥、农药等化学措施不能从根本上解决这些问题。研究与实践表明,利用植物根际促生细菌(Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)解决作物的连作障碍问题是一条行之有效的途径。本刊2012年第12期刊登了陈波、杜秉海等的文章"樱桃根际促生细菌的筛选与鉴定"[1]。作者从樱桃根际土壤中筛选具有良好应用潜力的细菌分离物。利用盆栽试验,验证其促生效果。对促生效果较好的细菌分离物,进行形态学观察、生理生化测定、16S rRNA基因序列及系统发育树分析以确定其分类地位。筛选出4株(AI5、AI21、PII17、PI7)具有良好应用潜力的细菌分离物,盆栽试验结果表明对樱桃生长有明显的促进作用。该研究对于开发樱桃专用PGPR制剂,促进樱桃根系发育和养分吸收,提高樱桃抗逆性等具有重要实践意义;同时为进一步研究相关菌株在樱桃根际定殖规律以及与樱桃的互作机制奠定了基础。在生物肥料的生产中具有广阔的应用前景。近年来该研究团队先后开展了利用GFP标记菌株,研究其在樱桃根际的定殖动态[2],菌株发酵条件优化[3]、吸附载体筛选及储存试验[4]、田间示范试验等[5-8]。发表相关论文6篇,获得职务发明专利授权2项、实用新型专利1项,获得农业部微生物肥料登记证1个,以该研究为主要内容的"经济林木新型生物肥料研究与开发"课题于2013年通过山东省科技厅组织的成果鉴定。但这并不意味着樱桃生物肥料开发成功。不同的环境条件,诸如气象、土壤性质或其他土著微生物活力等均会对细菌生长造成影响,成功的实验室试验并不一定在田间原位能成功,希望将来能针对不同作物筛选和培育高效优良微生物功能菌株,扩大菌种资源库,确定多菌株组合,改进复合菌剂生产工艺,尽早产业化。     

水葫芦根际细菌群落结构多样性分析

【目的】了解水葫芦根际细菌群落结构。【方法】运用末端限制性片段长度多态性(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术分析富营养化水体中水葫芦根际和水葫芦近、远水样的细菌群落特征及多样性,结合克隆文库技术和培养法分析根际的细菌种群类型。【结果】同一时期水葫芦根际细菌多样性(Shannon-Weiner指数H′或Simpson指数D)更高,水葫芦近水样次之,远水样最小。10月份的细菌多样性高于5月份的。通过水葫芦根际细菌的克隆文库可知变形杆菌门(Proteobacteria)是水葫芦根际细菌的主要类群,占总群体的65.1%,包括噬菌弧菌(Bacteriovorax sp.)、Dechloromonas sp.、Leptothrix sp.、红螺菌科(Rhodospirillaceae)、Rhodoferax sp.和红环菌科(Rhodocyclaceae)等。T-RFLP图谱显示159 bp为最大优势菌,247 bp为第二大优势菌,对照克隆文库及培养结果分析247 bp属于γ-Proteobacteria,159 bp为不动杆菌(Acinetobacter sp.)。【结论】水葫芦根际细菌的群落结构丰富,不同时段水葫芦根际细菌的丰度略有变化,主要类群为变形杆菌门。     

倒转停顿电场电泳在大质粒检测中的应用

利用带有电脑控制器的能周期性倒转并停顿电场的电泳检测了13株细菌的质粒。结果表明,该方法分辨率高、分离范围广(30Md—600Md),而且重现性好。应用该方法,在根隔农杆菌C58和A136菌株中检测到一条未见报道的巨大质粒,分子量>600Md;在紫云英根瘤菌S52菌株中,检测到常规电泳不能分离开的、分子量非常接近的两条大质粒。     

RUS家族对植物生长发育的调控作用

叶绿体基因组编码许多参与光合作用和其他代谢过程的关键蛋白质,在叶绿体中合成的代谢物对于植物正常的生长发育至关重要。根对紫外线-B辐射敏感[Root-UVB (ultraviolet radiation B)-sensitive, RUS]蛋白属于叶绿体蛋白,由高度保守的DUF647结构域组成,在参与植物形态发生、物质运输和能量代谢等多种生命活动的调控中发挥作用。本文就近年来关于RUS家族在植物的胚胎发育、光形态建成、维生素B6稳态、生长素转运和花药发育等生长发育过程中的相关研究进行回顾和总结,为深入研究其在植物生长发育中的分子调控机制提供了参考。     

大豆长链非编码RNA lncRNA77580转基因材料的转录组分析

长链非编码RNAs(lncRNAs,long non-coding RNAs)是长度在200个核苷酸以上的功能性RNA分子,在植物的生长发育及逆境应答中发挥重要调控功能。前期研究发现一个大豆盐胁迫响应lncRNA,称其为lncRNA77580,它的大片段缺失和过表达影响其邻近蛋白编码基因的表达。本研究通过lncRNA77580转基因材料的转录组分析,探究lncRNA77580可能的功能及调控网络。在大豆发状根中过表达lncRNA77580,转基因复合体表现为盐敏感;利用dual-sgRNA/Cas9成功实现lncRNA77580大于4 kb的大片段敲除,突变效率为12.5%。利用lncRNA77580转基因材料进行RNA-seq分析发现,lncRNA77580过表达和大片段缺失显著改变了转基因发状根的基因表达谱。差异表达基因（DEGs,differentially expressed genes）GO和KEGG富集分析表明,lncRNA77580过表达或敲除主要影响了大量转录因子和信号传导类基因的差异表达,这些差异表达基因与植物逆境应答及生长发育密切相关。上述结果说明lncRNA775...