人工湿地不同季节与单元之间根际微生物多样性

采用选择性平板培养基法和PCR-DGGE法比较研究了三级垂直潜流人工湿地污水处理系统中不同季节与单元之间根际微生物数量与多样性,结果表明,随着“秋-冬-春-夏”的季节的变化,2种方法测定的微生物数量都呈现“高-低-高”季节性变化现象,但选择性平板培养基法显示秋季数量最多,PCR-DGGE法显示夏季数量最多.从三级处理单元的1-3级,两种方法测定的微生物数量都呈现“低-高-低”的规律.除土样11外,其余相同季节的土样均出现聚集在同一个分支下.得到的4个差异序列(YP1-YP 4),经BLAST比较,分别找到同源性最近的已知类群,分别为肠杆菌属、弧菌、欧文氏菌、产酸克雷伯菌.BLASTX比较发现YP1与细菌代谢分解有机物有关;YP2蜡样芽胞杆菌生命活动相关,具有解磷的作用;YP3与APOE载脂蛋白e功能相似,参与细菌的分解代谢;YP4功能可能与细菌去氮有关.     

高山森林三种细根分解初期微生物生物量动态

为了解川西高山森林凋落物分解过程的微生物生物量特征,采用凋落物分解袋法,测定了粗枝云杉(Picea asperata)、岷江冷杉(Abies faxoniana)和红桦(Betula albosinensi)细根分解几个关键时期微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)和磷(MBP)的动态特征。3个树种细根分解过程中的MBC均表现为在土壤深冻期下降至全年最低点后缓慢上升,至土壤融冻中期再次下降,到生长季节增长的趋势。然而,粗枝云杉与岷江冷杉细根分解过程中的MBC最大值出现在生长季节末期,红桦细根分解过程中的MBC最大值出现在土壤冻结初期。3个树种细根分解过程中的MBN表现出相似的动态规律:土壤深冻期急剧下降至全年最低,随后在冻融季节无显著变化,生长季节明显增加,到生长季节末期达到全年最大值。另外,粗枝云杉和岷江冷杉细根分解过程中MBP均随着分解的进行呈现增加趋势,而红桦细根分解过程中的MBP在土壤融冻末期出现最大值,在生长季节中期出现另一峰值,生长季节末期明显下降。这些结果表明冬季细根分解过程中仍存在一定的土壤微生物,但受到细根质量、温度及其驱动的环境因子的深刻影响。     

基于氮磷比解析太湖苕溪水体营养现状及应对策略

生态化学计量学是评价水体营养状态的重要手段,利用其氮磷比指标探讨了我国太湖主要入湖河流苕溪的营养状态。野外监测结果显示,苕溪水体氮素超标严重,磷素污染轻度,硝酸盐、颗粒态磷为氮磷的主要赋存形态,且氮磷浓度呈现相似的季节变化规律,表明苕溪主要受农业面源污染影响。氮磷比分析表明,苕溪水体春、秋季处于磷素限制状态,夏季适合藻类生长,冬季低温条件下不利于藻类的大量繁殖;苕溪生物量增长受磷素限制,线性拟合亦显示其氮磷比主要受磷素波动的调控;苕溪干流大面积暴发蓝藻水华的风险较部分支流及死水区低,苕溪水入湖后,特别是夏季其暴发风险将显著提高。针对苕溪水体的富营养化现状,提出若干条水质改善应对策略。     

ATMYB123和ATKOR1基因参与拟南芥根发育的调控

从拟南芥T-DNA插入突变体库中筛选到2个根发育相关基因ATMYB123和ATKOR1表达缺失的突变体atmyb123和atkor1,通过杂交构建这两个基因表达缺失的双突变体atmyb123/atkor1,以明确这两个基因在根发育中的作用。结果显示:(1)ATMYB123表达缺失突变体atmyb123植株地上部分发育减缓,种皮颜色变黄,而ATKOR1表达缺失突变体atkor1植株在这两方面与其野生型没有明显差异;两基因缺失均显著影响了拟南芥根的发育,根生长受到了严重抑制。(2)双突变体atmyb123/atkor1在植株形态和种皮颜色方面表现出单突变体AT-MYB123的特点,而其根长却介于两单突变体的中间。(3)进一步研究发现,培养基pH改变、NaCl处理、外源GA施用均没有改变突变体根生长趋势,显示这3种因素与两基因缺失突变引起的根发育抑制无关。研究表明,AT-MYB123和ATKOR1基因参与拟南芥根的发育调控,转录因子ATMYB123可能作为主调控因子参与ATKOR1对拟南芥根发育的调控。     

不同水分条件对头状沙拐枣幼苗形态特征及生物量的影响

地处塔克拉玛干沙漠南缘的荒漠-绿洲过渡带常年平均降水量仅为35 mm左右,而在2010年,该地区却发生了偶发性强降水.对于多年生植物来说,如何去适应这种短期强降水,我们都不得而知.在此背景下,我们对该地区头状沙拐枣幼苗的形态特征和生长特点等进行了定位试验研究.结果表明:在头状沙拐枣幼苗期,水分条件与其株高、冠幅、基径、根深等形态特征指标以及种群密度呈正相关;增加根冠比是沙拐枣幼苗适应干旱的有效策略;在7、8月,根冠比随水分条件的减少而增加,它们在生长初期把更多生物量分配到地上用以竞争光照资源,生长后期把更多生物量分配到根系用以探索地下空间资源;沙拐枣幼苗能随水分改变而自我调节生长比例来适应环境,不同水分条件下其株高-基径生长均属于典型的异速生长关系.这些结果在一定程度上反映了不同水分条件下头状沙拐枣幼苗生长规律,可为塔克拉玛干沙漠南缘地区植被恢复提供理论依据.     

太子参连作对根际土壤微生物的影响

采用微生物培养法和末端限制性片断长度多态性(T-RFLP)技术分析连作对太子参根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:连作导致太子参根际土壤细菌和好气性自生固氮菌数量极显著下降,相反,真菌、放线菌、厌气性纤维素分解菌数量极显著增加,而硝化细菌数量变化不显著。T-RFLP分析显示:与太子参-水稻-太子参轮作的土壤相比,太子参连作的土壤细菌种(属)略有减少,其中致病菌和病原菌种(属)增多,并出现一些具拮抗功能的链霉菌属(种);真菌种(属)则表现出上升的趋势,但未检索到与植物致病相关的真菌种(属)。     

控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响

采用固定滴灌(根区一侧固定供水)、控制性分根区交替滴灌(根区两侧交替供水)和常规滴灌(紧贴幼树基部供水)3种灌水方式和3种灌水定额(固定滴灌和交替滴灌均为10、20和30 mm,常规滴灌为20、30和40 mm),对比研究了控制性分根区交替滴灌对苹果幼树形态特征与根系水分传导的影响.结果表明： 交替滴灌的根区两侧土壤出现反复干湿交替过程,常规滴灌的根区两侧土壤含水率差异不显著.在灌水定额相同时,灌水侧的土壤含水率在3种灌水方式间差异不显著.与常规滴灌和固定滴灌相比,交替滴灌显著增加了苹果幼树的根冠比、壮苗指数和根系水分传导,在30 mm灌水定额处理下,交替滴灌的根冠比分别增加31.6%和47.1%,壮苗指数增加34.2%和53.6%,根系水分传导增加9.0%和11.0%.3种灌水方式下,根干质量和叶面积均与根系水分传导呈显著线性正相关.控制性分根区交替滴灌增强了苹果幼树根系水分传导的补偿效应,促进了根系对水分的吸收利用,有利于干物质向各个器官均衡分配,显著提高了根冠比和壮苗指数.     

樱桃根际促生细菌的筛选与鉴定

【目的】筛选樱桃[Cerasus pseudocerasus(Lindl.)G.Don]生物肥料中应用的优良菌株资源。【方法】通过保绿法和萝卜子叶增重法,结合定量检测细菌分离物产植物激素的能力,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。【结果】筛选出4株具有良好应用潜力的细菌分离物,盆栽试验结果表明:AI5、AI21、PII17、PI7,尤其是PII17,显著提高樱桃根系及地上部生物量,对樱桃生长有明显的促进作用。分类鉴定结果显示:AI5、AI21为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus),PII17为假单胞菌属(Pseudomonas sp.),PI7为肠杆菌属(Enterobacter sp.)。【结论】AI5、AI21、PII17、PI7,尤其是PII17,对樱桃生长有明显的促进作用,在生物肥料的生产中具有广阔的应用前景。     

杉木人工林土壤微生物群落结构特征

采用氯仿熏蒸法、稀释平板法和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acid,PLFA)方法,分析了常绿阔叶林转变成杉木人工林后土壤微生物种群数量和群落结构的变化特征.结果表明:常绿阔叶林转变为杉木人工林后,林地土壤的微生物生物量碳、可培养细菌和放线菌数降低.杉木人工林地总PLFAs、细菌PLFAs、真菌PLFAs比常绿阔叶林分别降低了49.4％、52.4％和46.6％,革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs远低于常绿阔叶林.杉木人工林根际土壤微生物生物量碳、可培养细菌和放线菌数显著高于杉木人工林林地土壤,根际土壤中总PLFAs、细菌PLFAs、革兰氏阳性和阴性细菌PLFAs的含量也高于林地土壤,但真菌PLFAs和细菌PLFAs之比却低于林地土壤.对土壤微生物群落结构进行主成分分析发现,第1主成分和第2主成分共解释了土壤微生物群落结构变异的78.2％.表明常绿阔叶林与杉木人工林土壤的微生物群落结构间存在差异.     

施氮和隔根对玉米植株生长、产量和根际微生物的影响

采用根系分隔试验,研究不同施氮水平(0.1、0.3、0.5和0.7 g· kg-1)下,玉米-大豆间作系统中根系互作对玉米植株生长、产量和根际微生物的影响.结果表明:根系互作和增施氮肥可以增加玉米株高、叶片长和叶片宽,提高玉米叶绿素含量.未隔根处理玉米成熟期的根干质量与隔根处理相比差异不显著.在0.1、0.3、0.5和0.7 g· kg-1施氮水平下,未隔根处理的单株生物量分别增加8.8％、6.3％、3.6％和0.7％,单株经济产量分别增加17.7％、10.0％、8.2％和0.9％.未隔根处理真菌和固氮菌数量与隔根相比显著增高;随着施氮水平的提高,根际细菌、真菌和放线菌的数量均呈逐渐增加趋势,而固氮菌的数量呈先增加后下降的趋势.玉米成熟期的根冠比与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与固氮菌数量相关性不显著.根系互作有利于改善玉米植株生长,增加玉米产量和根际微生物数量,但其效果会随供氨水平的提高而减弱.