苹果根际自毒物质降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

【目的】从苹果根际土壤筛选苹果根系自毒物质降解细菌,并探究分离菌株对根皮苷、邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸以及焦性没食子酸的降解能力。【方法】分别采用邻苯二甲酸、焦性没食子酸为唯一碳源富集并筛选其降解菌株。通过对分离菌株的生理生化特征测定及16S r RNA基因序列分析,采用MEGA 5构建系统发育树,进行菌株鉴定。采用紫外分光光度法和高效液相色谱法测定分离菌株对4种自毒物质的降解能力。【结果】共分离5株有降解能力的细菌,编号为BL1、BL2、BL3、BJ1和BJ2,经鉴定BL1为钩虫贪铜菌Cupriavidus necator,BL2为生脂固氮螺菌Azospirillum lipoferum,BL3为氧化烃微杆菌Microbacterium hydrocarbonoxydans,BJ1为Paenibacillus phyllosphaerae,BJ2为Ochrobactrum cytisi。BL1、BL2、BL3菌株对邻苯二甲酸、对羟基苯甲酸、根皮苷、焦性没食子酸的降解率均高于50%。其中BL2菌株的降解效果最好,分别达到66%、72%、84%和84%。【结论】首次发现钩虫贪铜菌、生脂固氮螺菌和氧化烃微杆菌对4种自毒物质均具有很好的降解能力,对缓解自毒物质引起的连作障碍具有潜在的应用价值。     

淹水对两种甜樱桃砧木根系无氧呼吸酶及发酵产物的影响

以美早/东北山樱桃、美早/马哈利为试材,研究了淹水过程中两种甜樱桃砧木生长根、褐色木质根中无氧呼吸酶——丙酮酸脱羧酶(PDC)、乙醇脱氢酶(ADH)和乳酸脱氢酶(LDH)活性及褐色木质根的发酵产物——乙醛、乙醇和乳酸含量变化,结果表明:两类根系PDC、LDH活性均呈先升后降趋势,ADH活性变化在生长根中亦先升后降,而在褐色木质根中为上升趋势,三种酶活性变化幅度表现为生长根大于褐色木质根;美早/东北山樱桃两类根系中ADH和LDH活性增加幅度大于美早/马哈利,PDC则相反;两种砧木褐色木质根乙醛、乙醇含量呈升高趋势,乳酸含量先升后降;最终美早/东北山樱桃褐色木质根中乙醛含量低于美早/马哈利,乙醇含量则相反,而乳酸含量前者较早达峰值且高于后者峰值。     

有机物料发酵流体和堆肥对苹果连作土壤环境及平邑甜茶幼苗生物量的影响

为探讨不同有机物料的发酵流体(厌氧发酵产物)和堆肥(有氧发酵产物)对苹果连作土壤环境的影响,以盆栽平邑甜茶幼苗为试验材料,分别设置猪粪+秸秆、鸡粪+秸秆、羊粪+秸秆、猪粪+鸡粪+羊粪+秸秆4个不同有机物料组合并进行厌氧发酵和有氧发酵,并将发酵产物分别施入连作土中,研究其对平邑甜茶幼苗生物量、连作土壤中微生物、土壤酶活性、土壤酚酸等的影响。结果表明:与有机物料堆肥相比,各有机物料发酵流体处理的平邑甜茶幼苗干重、鲜重较高,其中猪粪发酵流体处理显著提高了幼苗干、鲜重,7月份为对照的1.57、1.26倍,9月份为CK的1.55、1.86倍;两类发酵产物均增加了土壤微生物的数量,且发酵流体处理显著增加了土壤中细菌和放线菌的数量,其中羊粪发酵流体效果最明显,分别为CK的2.95倍和2.37倍,在堆肥处理中,真菌数量显著增高;两类发酵产物也影响了土壤中酚酸总量,表现为猪粪、鸡粪发酵流体和猪粪堆肥处理含量下降,至9月份分别下降到CK的0.45、0.39倍和0.36倍。     

草莓果实发育成熟过程中糖苷酶和纤维素酶活性及细胞壁组成变化

以丰香和红丰草莓为试材,对果实发育成熟过程中细胞壁水解酶活性和细胞壁成份变化进行了研究．结果表明：半乳糖苷酶和α-甘露糖苷酶活性随草莓果实成熟而提高,葡萄糖苷酶活性不随草莓果实成熟而提高．随着果实发育成熟,纤维素酶活性、果胶酶活性不断提高．果实中未检测到内切多聚半乳糖醛酸酶活性,外切多聚半乳糖醛酸酶活性变化不随果实成熟软化而提高．随果实发育成熟,细胞壁中可溶性果胶和半纤维素增加,而离子结合果胶和共价结合果胶及纤维素减少．     

苹果优质生产的景适气象因子和气候区划

通过对我国不同生态气候区富士、乔纳金、新红星果实品质的调查分析,应用多元统计分析、线性规划和计算机技术,提出了影响不同苹果品质因素的主要气象因子及最适气象因子的取值和优化方案．系统聚类分析表明,黄土高原和甘肃陇东是我国富士、乔纳金和新红星的最优栽培气候区,渤海湾地区是富士、乔纳金的优质栽培气候区,西南高地局部小气候是新红星的最适生态区．同时,阐明了不同气候区苹果优质生产的有利条件和限制因子。     

不同种植年限苹果根际土可培养根皮苷耐受菌的分布及多样性

【目的】筛选能够耐受苹果根系自毒物质根皮苷的细菌,研究不同种植年限苹果(Malus Mill.)根际可培养根皮苷耐受菌的微生物群落组成及多样性,旨在为筛选高效根皮苷降解菌、一定程度上了解苹果连作障碍机制并克服或减轻其造成的损失提供科学依据。【方法】以根皮苷为唯一碳源,筛选不同种植年限的根皮苷耐受细菌,通过ARDRA酶切聚类(Amplified r DNA restriction analysis)和16S r RNA基因序列分析确定分离的根皮苷耐受菌的分类地位,并利用生物信息学分析根皮苷耐受菌群落结构、多样性及与理化因子的关系。【结果】从种植年限为3、8、15、20和25年的苹果砧木山荆子[Malus baccata(Linn.)Borkh.]根际土壤中共分离103株根皮苷耐受菌,并在65%的相似水平上分成18个类群,分属于13个属,其优势菌分别为芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)和新鞘脂杆菌属(Novosphingobium)。分析发现种植年限为3年的根际土壤中分离的根皮苷耐受菌的物种丰富度最高,种植年限为15、20和25年的根际土壤中分离的根皮苷耐受菌的物种组成相似,且不同种植年限土壤的理化因子与根皮苷耐受菌的群落组成具有一定的相关性(P0.05)。冗余分析(Redundancy analysis,RDA)表明阿魏酸是影响群落结构的重要因子。【结论】不同种植年限苹果根际土壤中根皮苷耐受菌种类多样性丰富,其群落组成与土壤理化因子具有一定相关性,阿魏酸是影响根皮苷耐受菌群落结构的重要环境因子。研究结果可为探讨缓解苹果连作障碍的途径提供基础资料。     

连作苹果园土壤真菌的T-RFLP分析

为探讨连作苹果园不同土壤空间真菌群落结构,应用T-RFLP(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism)技术,比较了3个连作园不同取样位置(行间、原穴、株间)和不同土层(0—30 cm、30—60 cm)的土壤真菌多样性,并结合不同样品TRFLP图谱的差异,采用多样性指数分析、聚类分析和主成分分析(PCA),分析了3个连作园土壤真菌群落结构特征。结果表明,磁窑、道朗和金城连作园的土壤真菌多样性存在差异,各采样地区的Shannon多样性指数在0.43—2.47之间,Pielou均匀度指数在0.17—0.85之间,Simpson优势度指数在0.12—0.81之间,Margalef丰富度指数最高的是金城树穴0—30 cm土层(R=4.55),最低的是磁窑行间30—60 cm土层(R=0.77)。在调查的不同取样位置、不同土层中,原树穴具有最高的多样性指数、均匀度指数、丰富度指数和最低的优势度指数;0—30 cm土层的土壤真菌多样性指数、均匀度指数、丰富度指数均高于30—60cm土层,而优势度指数的趋势正好相反;PCA和聚类分析结果显示磁窑、道朗和金城连作园的土壤真菌群落结构均有明显差异,3个连作园的土壤真菌各自构成一个独立的群落结构,这些群落能够适应各自的土壤环境并成为环境的优势群落。     

环渤海湾苹果产区老果园与连作果园土壤线虫群落特征

应用类群多样性、类群丰富度、个体密度和功能类群指数等群落参数,于2009年5-10月分3次对环渤海湾苹果栽植区老果园不同位置和连作果园取样研究了土壤线虫群落特征。结果表明:苹果连作对果园土壤生物环境具有明显的恶化作用,连作果园土壤环境条件恶劣;对功能类群指数的统计表明,苹果连作明显改变了果园土壤中植物寄生性线虫r-选择和k-选择的比例,与自由生活线虫比较,连作对植物寄生线虫影响更明显;连作提高了果园的土壤线虫PPI/MI,说明连作对果园土壤健康的扰动最大;土壤不同食性线虫数量统计结果显示,环渤海湾苹果栽植区植食性线虫数量未达线虫伤害阈值,线虫不是引起环渤海湾地区苹果连作障碍的主要原因。     

棉隆熏蒸处理对平邑甜茶幼苗生长和生物学特性及土壤环境的影响

本试验以苹果砧木平邑甜茶幼苗为试材,通过温室与露地盆栽两种方式,研究不同浓度(0、0.1、0.2、0.4 g·kg^-1)棉隆熏蒸对连作土壤微生物环境和平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明:不同浓度的棉隆熏蒸均能促进连作土壤中平邑甜茶幼苗的生长,其中以0.2 g·kg^-1处理的效果最显著。0.2 g·kg^-1棉隆熏蒸下,平邑甜茶幼苗在温室和露地条件下的株高、地径、地上部干质量、地下部干质量分别比连作对照提高了192.9%和91.8%、72.8%和60.1%、196.8%和195.0%、138.5%和130.7%;幼苗根系相关指标(根长、根面积、根体积、根系呼吸速率)也明显优于其他处理;幼苗根系的超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性分别比连作对照提高了114.6%和118.5%、123.5%和107.6%、164.6%和175.6%;幼苗根系的丙二醛含量也显著低于其他处理。随着棉隆施用浓度的增加,土壤细菌含量、真菌含量、尖孢镰孢菌基因拷贝数、土壤酶活性均显著降低,连作土壤真菌群落结构也发生了不同程度的改变。综上,0.2 g·kg^-1棉隆熏蒸可以提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。在苹果老果园重茬建园时,可以优先考虑0.2 g·kg^-1的棉隆熏蒸处理。     

棉隆对苹果连作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生长的影响

以生产上常用苹果砧木——平邑甜茶为试材,盆栽条件下研究了棉隆微粒剂对苹果连作土壤微生物及平邑甜茶幼苗生长的影响。结果表明:与重茬(对照CK)相比,棉隆处理极显著(P0.01)降低了连作土壤中真菌数量,降幅达58.8%,细菌和放线菌数量分别显著(P0.05)降低15.3%、8.5%,细菌/真菌增加108.8%,放线菌/真菌增加124.2%;棉隆使连作条件下平邑甜茶单株幼苗根系长度、根表面积、根体积和根系活力分别提高421.4%、426.5%、171.7%、48.8%。平邑甜茶植株叶面积以及叶片中叶绿素a、b含量、净光合速率均极显著提高,分别增加162.6%、14.9%、15.0%、24.0%,叶片同化能力增强;植株长势增强,株高和地径均极显著提高,植株地上干鲜重和地下干鲜重也得到了极显著性增加,最高增加幅度达2.2倍。综上,棉隆处理后苹果连作土壤中微生物数量降低,而细菌与真菌比值、放线菌与真菌比值增加,平邑甜茶幼苗植株长势增强,棉隆可有效减轻苹果连作障碍发生。