镉吸附细菌的分离及其对土壤镉的固定

[目的] 探究镉吸附细菌是否能够高效固定土壤有效镉（Cd）,为土壤有效Cd的微生物固定提供理论依据。[方法] 利用含Cd²⁺牛肉膏蛋白胨液体培养基对细菌进行Cd的耐受性测试筛选出镉抗性强的菌株;通过16S rRNA基因相似性及系统进化分析鉴定耐镉细菌,将菌细胞加入含CdCl₂溶液中进行Cd²⁺吸附效率测定;通过土培模拟实验,测定土壤pH、碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、CEC、有效Cd及微生物数量来分析镉吸附细菌对镉污染土壤的影响。[结果] 从德阳鱼腥草根际土壤中分离获得的57株细菌对Cd²⁺表现出不同程度的抗性,并从中筛选出3株耐Cd优势细菌普罗威登斯菌属（Providencia）DY8、芽孢杆菌属（Bacillus）DY3和芽孢杆菌属（Bacillus）DY1-4。其对溶液中的Cd²⁺表现出较好的吸附作用,吸附效率随着Cd²⁺浓度升高而降低。DY8、DY3、DY1-4能使镉污染土壤中有效Cd含量分别降低72.11%、68.55%、62.32%,同时显著提高镉污染土壤中碱解氮、有效磷的含量。[结论] Cd污染农田土壤中含有丰富的耐Cd微生物资源,Cd吸附细菌能降低土壤中有效Cd的含量,且能有效改善土壤养分条件。     

四川盆地生态区苏云金芽胞杆菌cry基因的鉴定及新型模式cry基因的克隆

[目的]为了明确四川盆地生态区土壤中苏云金芽胞杆菌cry,基因资源情况,进一步克隆出新型的杀虫晶体蛋白基因.[方法]本研究主要通过菌株晶体形状的光学显微镜及扫描电镜观察、PCR-RFLP技术鉴定cry基因型法、杀虫晶体蛋白的SDS-PAGE分析和菌株生物活性测定等方法对此地区菌株进行研究.[结果]从四川盆地不同生态区采集2650份土壤样品中分离了791株苏云金芽胞杆菌.PCR-RFLP鉴定结果表明:此地区的苏云金芽胞杆菌主要含有cry1,cry2,cry3,cry4/10,cry9,cry30和cry40等7种cry,基因类型;含cry1基因的菌株最丰富,共有21种不同cry1型基因组合;从中发现了新型模式基因,并采用Tail-PCR技术获得了其中3个基因的全长序列,被国际苏云金芽胞杆菌杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为cry54Aa1、cry30Fa1和cry30Ga1.通过生物活性测定,发现对鳞翅目和双翅目害虫具毒力的菌株.未鉴定出基因型的80个菌株的伴胞晶体SDS-PAGE分析表明:这些菌株均有40～130 kDa蛋白表达,极有可能含新型的杀虫蛋白基因.[结论]研究结果充分体现了四川盆地生态区苏云金芽胞杆菌资源的多样性及特殊性,所蕴含的杀虫蛋白基因在农业生产上具有重要意义和应用前景.     

沼肥施用对成都平原稻麦轮作土壤及作物养分和重金属含量的影响

为研究沼肥施用对成都平原稻麦轮作土壤及作物养分、重金属含量的影响,试验共设置6种不同施肥处理,包括沼肥低量(BL)、沼肥中量(BM)、沼肥高量(BH)、沼氮混施(BN)、氮磷钾肥(NPK)及不施肥(CK)处理,分析了不同处理土壤养分和重金属含量、作物秸秆、籽粒养分和重金属含量。试验结果表明:与不施肥相比,沼肥显著增加了土壤、作物养分含量。其中,土壤全氮、有机质、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾含量变幅分别为1.19—1.45 g·kg~(–1)、17.65 g·kg~(–1)—33.38 g·kg~(–1)、24.69—50.87 mg·kg~(–1)、12.35—19.78 mg·kg~(–1)、6.24—27.07 mg·kg~(–1)、62.81—90.08 mg·kg~(–1);同时,施沼肥显著提高了作物秸秆全氮、全磷、全钾含量。尽管施用沼肥土壤重金属含量有所增加,但未造成污染,不同处理土壤Cd、Cr、Cu、Pb和Zn含量分别为0.191—0.334 mg·kg~(–1)、34.128—89.850 mg·kg~(–1)、11.071—17.148 mg·kg~(–1)、31.342—46.658 mg·kg~(–1)和99.808—145.475mg·kg~(–1),符合《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准值;小麦及水稻籽粒中未检测出Cd,其Cr、Cu、Pb和Zn含量变幅分别为0.151—0.392 mg·kg~(–1)、3.206—5.181 mg·kg~(–1)、0.078—0.144 mg·kg~(–1)、22.242—41.825 mg·kg~(–1),均低于《国家食品重金属含量》(NY861-2004)限制标准值。综上,沼氮混施(BN)处理可增加作物产量,提高土壤肥力,且不会造成重金属含量超标,是成都平原稻麦轮作区适宜的施肥方案。     

钒钛磁铁尾矿土壤中水黄皮根瘤菌铁耐受性与钝化能力研究

铁是好氧微生物生长所必需的元素,而铁污染土壤环境中的根瘤菌是否对高浓度铁具有耐受性和钝化能力尚不清楚。以攀枝花钒钛磁铁尾矿土壤作为基质进行水黄皮共生根瘤菌捕获实验,获得水黄皮共生根瘤并从中分离纯化出根瘤菌39株。通过Fe~(2+)/Fe~(3+)耐受性和钝化能力测试筛选出耐受性和钝化能力均强的优势菌株PZHS20、PZHS90、PZHS87,其对Fe~(2+)的最大耐受质量浓度为1 600 mg/L,其中PZHS20在200 mg/L Fe~(2+)溶液中钝化效率最大,为73.54%;PZHS90对Fe~(3+)的最大耐受质量浓度为1 600 mg/L,而PZHS20和PZHS87对Fe~(3+)的最大耐受质量浓度为1 800 mg/L,其在200 mg/L Fe~(3+)溶液中钝化效率分别为84.25%和81.95%。16S rRNA基因系统进化分析将PZHS20鉴定为苍白杆菌(Ochrobactrum),将PZHS90和PZHS87鉴定为慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)。研究结果表明,钒钛磁铁尾矿土壤中的水黄皮根瘤菌具有不同程度的Fe~(2+)/Fe~(3+)耐受性和钝化能力,筛选出的优势菌株为进一步利用水黄皮-根瘤菌联合修复高浓度铁污染土壤提供可利用的菌株资源。     

镍胁迫下产铁载体细菌对花生的促生性

【目的】挖掘镍耐受性强、产铁载体活性高的植物根际促生细菌,研究镍胁迫下产铁载体细菌对花生的促生作用及其对花生吸收镍的影响。【方法】利用CAS(Chrome azurol S)培养基对花生根际产铁载体细菌定性筛选及定量测试获得产铁载体能力强的菌株,16S r RNA基因相似性及系统进化分析鉴定产铁载体细菌,并用含Ni~(2+)牛肉膏蛋白胨培养基测试细菌对Ni的耐受性;通过花生盆栽实验,测试花生的株高、根长、生物量、氮磷钾含量及镍含量来分析镍胁迫下产铁载体细菌对花生的影响。【结果】从花生根际分离筛选产铁载体芽孢杆菌5株,其中HSGJ1产铁载体能力最强,培养2 d后产156.56 mg/L的铁载体。HSGJ1对Ni~(2+)具有较强的耐受性,最小致死浓度为150 mg/L。在50、100 mg/kg的Ni~(2+)盆栽基质中,HSGJ1能够有效地促进花生的生长、增加花生的生物量及氮磷钾含量,并使花生根部和地上部分的镍含量降低。【结论】产铁载体芽孢杆菌HSGJ1是一株优良的植物根际促生细菌,可应用于镍污染农耕土壤的作物种植中,以提高作物在镍胁迫下的抗逆性,降低作物对镍的富集量,具有较好的应用价值。