间作大豆对甘蔗根际土壤细菌及固氮菌多样性的影响

为探讨间作大豆(Glycine max)对甘蔗(Saccharum officinarum)根际土壤细菌及固氮细菌多样性的影响, 收集和开发固氮菌资源, 筛选高效甘蔗联合固氮体系, 选用3个甘蔗栽培品种‘ROC22’、‘GT21’、‘B8’与大豆品种‘Guizao 2’进行间种栽培, 采用巢式PCR特异扩增细菌16S rRNA基因片段和固氮细菌nifH基因片段, 并结合变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术, 对间作大豆的甘蔗根际土壤细菌及固氮细菌进行系统演化和多样性分析。聚类分析结果显示, 间作大豆改变了甘蔗根际土壤细菌及固氮细菌原来的群落组成结构, 尤其对固氮菌群落组成的改变更大, 但对群落物种的优势度影响较小。Shannon-Wiener多样性指数和Simpson多样性指数分析结果表明, 甘蔗-大豆间作显著影响甘蔗根际土壤中细菌和固氮菌的多样性, 其中对固氮细菌多样性的影响较大。不同甘蔗品种的根际土壤细菌和固氮菌在间作大豆条件下表现出不同的多样性, ‘ROC22’和‘GT21’间作处理甘蔗根际土壤固氮细菌的Shannon-Wiener多样性指数显著高于单作处理, 而‘ROC22’与大豆间作处理的甘蔗根际土壤固氮菌多样性最为丰富。在大豆生长盛期, 间作处理的甘蔗根际土壤细菌多样性最为丰富, 不同处理间的差异也最大, 随后下降。总体来看, 甘蔗-大豆间作显著地影响根际土壤细菌和固氮菌的群落结构和群落多样性, 有助于对甘蔗合理间作栽培模式的认识和筛选高效甘蔗联合固氮体系。     

内生固氮菌对甘蔗伸长期光合生理特性的影响

利用联合生物固氮是有效降低甘蔗生产成本的途径之一.在温室无氮栽培条件下,将内生固氮菌株A01分别接种到6个不同基因型甘蔗(GT24、GT9、YC84/153、GT18、CP65/357和F172)中,在甘蔗伸长期测定+1叶片的叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b)、光合作用参数净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔...     

低氮条件下甘蔗-大豆间作对甘蔗产量、品质及经济效益的影响

为探究甘蔗-大豆间作对甘蔗产量、品质及经济效益的影响,在施用尿素150 kg·hm^-2条件下,选择3个甘蔗品种(B8、ROC22及GT21)进行了甘蔗单作、甘蔗-大豆间作两种种植模式的试验.结果表明： 甘蔗-大豆间作对甘蔗的有效茎数、茎径以及原料蔗、蔗糖产量均有显著影响,而对原料蔗品质影响不大;与单作相比,间作大豆处理的宿根蔗茎径大小、有效茎数、蔗茎产量和糖产量分别提高5.1%～8.7%、7.9%～31.0%、9.0%～40.5%和5.6%～39.5%;每公顷原料蔗+大豆、糖+大豆可分别增收5.89～7.93万元和5.83～7.72万元;3个品种中,ROC22间作大豆的经济收益最高,而宿根蔗B8和GT21的产量均高于ROC22.表明甘蔗-大豆间作是减少氮肥施用、提高经济收入的有效栽培措施.     

不同甘蔗品种叶片气孔对水分胁迫的响应

干旱是甘蔗面临最主要的环境胁迫之一,为了解不同甘蔗品种在干旱胁迫时的气孔响应,该研究以F172、GT21、YT93/159和 YL6四个抗旱性有显著差异的甘蔗品种为材料,采用桶栽,在伸长期进行四种不同程度的干旱胁迫(不浇水)处理：土壤持水量在①65％~70％为轻度干旱;②45％~50％为中度干旱;③25％~30％为重度干旱;④以土壤含水量为75％为对照(CK).检测不同品种不同处理甘蔗的叶片相对持水量变化,并利用扫描电镜技术观察甘蔗叶片下表皮气孔特性.结果表明：在干旱胁迫下,四个甘蔗品种叶片气孔导度急剧下降,重度干旱时耐旱性强的 F172和 GT21的气孔导度低于耐旱性弱的 YT93/159和 YL6的;复水后3 d,F172和 GT21的气孔导度上升至82．07和88．85 mmol·m-2·s-1,而 YT93/159和 YL6的仅有18．88和33．08 mmol·m-2·s-1.干旱还导致气孔下陷、闭合,气孔器的长、宽明显减小,且品种间气孔器长度变化差异显著;干旱胁迫下气孔密度增大,尤以耐旱性最强的 F172在重度干旱时达到显著差异.重度干旱时 F172与GT21的气孔闭合百分比是 YT93/159和 YL6近3~4倍.在水分胁迫下,叶片相对含水量降低,但 F172和GT21在重度干旱时仍可以保持相对较高的含水量,其它两个品种相对较低,尤以 YT93/159的最低.在复水后叶片含水量都有所恢复.这些研究结果表明不同甘蔗品种抗旱能力与叶片气孔特性和含水量密切相关.     

甘蔗茎内两个内生菌株16S rRNA 序列分析及其生长特性

从两个甘蔗品种GT11和RB86-7515表面灭菌的茎中分离到两株具有固氮活性的菌株,分别编号为B11S和B8S.利用16S rRNA序列分析对其进行鉴定,并对两个菌株的生物学特性进行了比较.结果表明:B11S菌株与Stenotrophomonas maltophili菌株处在同一个分支,其序列与多个Stenotrophomonas maltophili菌株的序列相似性都达到98%以上,菌株B8S与多个土壤杆菌属细菌的序列相似性达到100%;两个菌株在温度31℃、pH为6左右时生长量最高;温度31℃、pH为6.5～7.0时固氮酶活性最高;相同浓度的蔗糖生长量大于葡萄糖,且表达固氮酶活性也最强;添加一定量的氮素有利于细菌生长和固氮酶活性的表达,但随着N含量的增加,抑制作用越来越明显.     

接种变栖克雷伯氏菌DX120E对不同甘蔗品种的促生效应

为探究具有高固氮酶活性的变栖克雷伯氏菌DX120E回接甘蔗后的固氮能力和促生效应,以甘蔗品种B8和GT21的无菌组培苗为材料,采用根部接种的方法,研究固氮菌DX120E在甘蔗体内的定殖数量及其对甘蔗组培苗植株生长、氮代谢关键酶活性和硝态氮含量及矿质元素吸收的影响.结果表明： 固氮菌DX120E能在甘蔗根和地上部分组织内生存和定殖;接种固氮菌DX120E可以有效促进甘蔗植株生长和对矿质营养的吸收;显著提高甘蔗植株体内的硝酸还原酶(NR)活性,同时也能在一定程度上提高植株体内谷氨酰胺合成酶(GS)活性,增加硝态氮含量.表明变栖克雷伯氏菌DX120E对甘蔗具有明显的促生效应,在生物固氮肥开发方面具有较大的应用前景.