小麦根内异养细菌的分离及其回接研究

植物在生长发育的过程中,常从根部分泌出各种物质。如有机酸、糖类、氨基酸以及核酸和酶类等,成为供给根际微生物群生长的良好能源。寄主植物的基因型可控制根际微生物群落的种类和数量。因而,植物的根系对根际微生物有较强的选择性。同时,根际微生物所产生的植物生长刺激素或类似物质对植物生长发育亦有促进作用。故在植物根系和土壤微生物之间,有着极为密切的关系。多年来,国内外许多研究者对两者的相关性研究颇为重     

抗感枯萎病西瓜根际微生物比较研究

本文通过传统微生物培养方法,研究了在土培和基质培条件下,抗感枯萎病西瓜不同生育期根际和非根际微生物数量的变化.结果表明,微生物数量在根际显著高于在非根际微生物,且随西瓜生长发育的阶段不同而变化,苗期根际微生物数量最少,以后随西瓜生长发育,根际微生物数量不断增加,至生长旺盛的开花结果期,微生物数量达到最高,在西瓜生长发育后期,根际微生物数量又有所回落.西瓜抗枯萎病性与根际细菌的数量具有相关性,在生长发育各个阶段,无论是土培还是基质培,均表现为抗病材料的根际细菌数量高于感病材料的根际细菌数量.根际真菌与放线菌数量与西瓜的抗感枯萎病性没有相关性.非根际微生物数量在整个生育期变化辐度较小.非根际细菌数量在土培条件下几乎保持在同一水平,在基质培条件下迅速增加,至生长后期有所回落.非根际真菌与放线菌数量在土培和基质培条件下均于生长后期达到最高.     

植物根际微生物群落构建的研究进展

植物根际是指植物根系与土壤的交界面,是根系自身生命活动和代谢对土壤影响最直接、最强烈的区域,其物理、化学和生物性质不同于土体土壤。在这个区域里,与植物发生相互作用的大量微生物,被称为根际微生物。根际微生物在植物的生长发育和植物病虫害的生物防治等方面都具有十分重要的意义。本文总结了根际微生物群落构建的研究现状,介绍了根际微生物的经典和最新的研究方法,包括根箱法、同位素技术以及高通量测序、菌群定量分析、高通量分离培养等方法在根际微生物研究中的应用,讨论了植物根系分泌物(碳水化物、氨基酸、黄酮类、酚类、激素及其信号物质)和土壤物理化学性质对根际微生物群落的影响,概述了根际微生物-植物的互作机制,以及根际微生物群落对植物的促生作用、提高植物抗逆性和抑制作用,并对根际微生物群落研究中存在的问题和未来发展方向进行了展望。     

入侵植物对根际土壤微生物群落影响的研究进展

入侵植物根际土壤微生物是地下生态系统的重要组成部分。外来植物入侵到新的栖息地后能够促进其根际土壤微生物群落结构的演替、改变土壤理化性质, 强化微生物群落功能的发挥, 进而创造更适合外来植物生长的土壤微环境, 促进外来种的入侵进程。从外来入侵植物根际土壤微生物的研究方法、外来入侵植物对根际土壤微生物群落影响以及从地下生态学对外来植物入侵的影响等方面进行了综述。土壤微生物研究方法主要包括微生物计数法、微生物生理生化指标方法及分子技术 3 类; 入侵植物对根际土壤微生物的影响主要体现在对其生物量、多样性以及功能微生物菌群等方面。在今后的研究中, 应当注重对同一区域外来入侵植物和近缘本土种、及其伴生种的根际土壤微生物进行比较研究; 加强入侵植物根际微生物功能机理、环境因子与微生物间关联性的研究; 同时在研究方法上应注重传统方法与生物标记法及其与分子技术的结合。     

玉米根际与非根际解磷细菌的分布特点

植物光合作用产物约有 12 %～ 5 0 %通过根系进入根际土壤中 ,不同的植物 ,同一植物不同的生长发育时期 ,不仅根际分泌物的数量有差异 ,而且分泌物的种类也不同[4 ] 。这些分泌物不仅是微生物很好的培养基 ,而且一些分泌物可能抑制或有利于甚至刺激某些微生物的繁殖 ,从而导致根际微生物种群结构的变化。根际微生物的数量、活性和群落结构及其变化 ,直接影响到植物吸收水分、养分 ,也影响植物对恶劣环境的抵抗能力 ,尤其是与病菌的侵入和感染关系非常密切[6] 。Ｐ是植物最重要的营养元素之一 ,大多数土壤都具有很强的固定Ｐ的能力 ,Ｐ肥的利…     

马铃薯全生育期内根际微生物组变化规律

[目的]陆生植物根际环境与土壤中的微生物菌群关系密切,其根际微生物群落动态极可能直接影响着植物健康及养分高效利用。虽然根际益生菌已被证实可用于提高作物生产力,但由于缺乏对这些菌群组成动态变化规律的认识了解,它们的开发受到限制。研究马铃薯全生育期根际菌群的动态变化规律,探讨根际菌群变化与马铃薯发育时期的相关性,为针对马铃薯不同生长时期开发专用生物益生菌肥奠定理论基础。[方法]本研究着眼于马铃薯田间全生命周期微生物组动态变化,通过Illumina MiSeq高通量测序技术对不同时间点马铃薯根际细菌16S rRNA基因V3-V4区和真菌ITS区测序并对操作分类单位(OTU)进行聚类,分析样品间微生物群落的多样性特征,并通过机器学习的方法建立模型,将根际菌群与田间马铃薯发育时间相关联。[结果]根际菌群在马铃薯各个发育阶段随时间变化明显,营养生长阶段的微生物群落结构发生了显著变化,随着结薯期的开始逐渐稳定,直到块茎成熟后期根际菌群再次出现较大变化,且在不同施肥处理间呈现较大差异。进一步基于模型挖掘了与马铃薯发育时间相关联的22个特征细菌类群和16个特征真菌类群,其中苗期和结薯末期的特征类群分别为梭菌(Clostridium)和放线菌(Actinobacteria)。[结论]马铃薯的生长发育时期是影响根际微生物群落组成的主要因素,益生菌肥的添加主要影响马铃薯结薯末期的细菌微生物菌群结构。     

根际微生物促进水稻氮利用的机制

根际微生物影响植物的生长及环境适应性。不同种属、不同种群的植物影响其环境微生物群落;反之,根际微生物也影响宿主植物生长发育与生态适应性。植物与根际微生物的互作现象及其机制,是生命科学研究关注的热点,也是农业微生物利用的关键问题。近期,中国科学家在该领域取得了突破性进展。通过对不同籼稻(Oryza sativa subsp. indica)和粳稻(O. sativa subsp. japonica)品种的根际微生物组进行研究,发现籼稻根际比粳稻根际富集更多参与氮代谢的微生物群落,且该现象与硝酸盐转运蛋白基因NRT1.1B在籼粳之间的自然变异相关联。通过对籼稻接种籼稻根际特异富集的微生物群体可以提高前者对有机氮的利用,促进其生长。该研究揭示了籼稻和粳稻根际微生物分化的分子基础,展示了利用根际微生物提高水稻营养高效吸收的应用前景。     

小麦根系异养细菌生态分布的研究

植物自身是一个强有力的生态因子,它选择着一定种群的微生物在其根系定殖繁育。根际微生物的数量和种类,不仅因寄主植物的种类而有差异,同时亦与植物的生长状况和发育阶段甚为相关。在植物根系和根际微生物之间,二者紧密连结相互影响。当根的分泌物和脱落物多时,根际微生物的发育量也最大,在植物的根际形成一个旺盛的生物活动区,强烈地影响植物的生长发育。多年以来,国内外许多研究者曾为之瞩目,对两者的相关性研究颇为重视。曾经对小麦,水稻等根际微生物的优     

割草和放牧对大针茅根际与非根际土壤养分和微生物数量的影响

选取内蒙古典型草原大针茅为主要研究对象,研究割草和放牧干扰对其根际与非根际土壤有机碳、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量以及微生物数量的影响.结果表明：在割草和放牧干扰下,根际土壤有机碳、全氮、有效氮含量均有不同程度的减少,根际截存效应减弱;土壤全磷由于固定性强不易向植物根部聚集,土壤全磷的根际效应不明显;土壤有效磷异质性较大,在放牧和割草干扰下有不同程度的变化,但根际和非根际间差异不显著;放牧干扰显著减少了土壤微生物的数量;土壤养分的变化与土壤微生物数量的变化关系密切,细菌和真菌的数量变化可能对土壤养分的影响更大;相对于割草,放牧干扰更易造成根际土壤养分的流失及微生物数量的减少.     

不同灌水量对冬小麦各主要生育期根际微生物及根系生理活性的影响

根际微生物的组成与作物的根系生长发育密切相关。在植物不同的生长发育阶段,根际微生物的数量和质量有着显著差别。不同的生态环境对作物的生长发育以及栖居于其根部的根际微生物组成和生长繁殖亦有一定的影响。根系向外界分泌的各种有机物和无机物以及根系的各种死亡组织不断脱落到根的周围,便形成了特殊的根际微生物的生态环境。关于作物根际微生物的组成及其数量的变化(例如玉米、大豆、小麦、燕麦以及水稻等)在不同施肥和耕作条件下前人已有过一些报导,但对作为重要的农业生态因子——不同水分条件下的冬小麦根际微生物组成及其生理活性的报导至今鲜为看到。本文探讨了中国科学院北京大屯农业生态     

植物病害防治相关微生物组研究进展与展望

微生物是人类活动过程中重要的生物资源。植物及其根围土壤中生存着大量多种多样的微生物,这些微生物与植物健康之间存在着密不可分的关系。近年来,基因测序技术的快速发展为植物微生物组结构和功能的研究提供了极大的便利,多种植物相关的微生物组得到了解析。同时更多研究者聚焦于植物病害相关的微生物组研究,通过差异分析,发现了一些特定的有益于植物健康的微生物菌群。此外,植物根围或根内微生物塑造的内在原理也得到了进一步的揭示。一系列植物微生物组研究为植物病害防治和新的微生物资源的挖掘提供了更多思路。     

根际微生物组组装与植物健康

土壤微生物拥有高度多样化的群落结构,其通过与植物发生复杂的相互作用影响植物健康,也被称为植物的第二基因组。最近研究表明植物能通过改变根际分泌物的组成影响根际微生物群落的组装,反之,根际微生物群落组成的改变能够通过影响植物营养吸收和抵御生物及非生物胁迫的能力影响植物健康。除此之外,农艺管理也是影响土壤微生物群落组装方式的重要因素。但到目前为止,根际微生物与宿主植物及土壤微生物之间互作机制的研究尚不清楚。本文将从农艺管理和宿主植物对微生物群落组装的影响及根际微生物组对植物健康的影响进行总结,为增加作物产量提供机会。     

Investigations into peach seedling stunting caused by a replant soil

Replant diseases often occur when pome and stone fruits are grown in soil that had previously been planted with the same or similar plant species. They typically lead to reductions in plant growth, crop yield and production duration. In this project, greenhouse assays were used to identify a peach orchard soil that caused replant disease symptoms. Biocidal treatments of this soil led to growth increases of Nemaguard peach seedlings. In addition, plants grown in as little as 1% of the replant soil exhibited reduced plant growth. These results suggest that the disease etiology has a biological component. Analysis of roots from plants exhibiting various levels of replant disease symptoms showed little difference in the amounts of PCR-amplified bacterial or fungal rRNA genes. However, analysis using a stramenopile-selective PCR assay showed that rRNA genes from this taxon were generally more abundant in plants with the smallest top weights. Nucleotide sequence analysis of these genes identified several phylotypes belonging to Bacillariophyta , Chrysophyceae , Eustigmatophyceae , Labyrinthulida , Oomycetes , Phaeophyceae and Synurophyceae . Sequence-selective quantitative PCR assays targeting four of the most abundant phylotypes showed that both diatoms ( Sellaphora spp.) and an oomycete ( Pythium ultimum ) were negatively associated with plant top weights.     

瓜菜枯萎病及生防根际微生物组研究进展

枯萎病是顽固性土传病害,称为瓜菜中的“癌症”,已成为制约我国瓜菜产业可持续健康发展的瓶颈问题。本文简要介绍瓜菜枯萎病危害,并从细胞壁降解酶、毒素、信号传导和致病基因等方面综述瓜菜枯萎病灾变机制,然后从根际微生物组自身与病原菌、土壤层面和植物层面等重点阐述了根际微生物组防治和抵御瓜菜枯萎病的机理,最后对枯萎病发生和抑制关键因子挖掘、核心微生物组构建及根际微生物组分子机制等进行了展望,期望生防微生物防治病害发生进入一个崭新且高效的阶段,为加快提升作物抗逆性机理研究提供一定思路。     

Targeting friend and foe: Emerging therapeutics in the age of gut microbiome and disease

Mucosal surfaces that line our gastrointestinal tract are continuously exposed to trillions of bacteria that form a symbiotic relationship and impact host health and disease. It is only beginning to be understood that the cross-talk between the host and microbiome involve dynamic changes in commensal bacterial population, secretion, and absorption of metabolites between the host and microbiome. As emerging evidence implicates dysbiosis of gut microbiota in the pathology and progression of various diseases such as inflammatory bowel disease, obesity, and allergy, conventional treatments that either overlook the microbiome in the mechanism of action, or eliminate vast populations of microbes via wide-spectrum antibiotics need to be reconsidered. It is also becoming clear the microbiome can influence the body’s response to therapeutic treatments for cancers. As such, targeting the microbiome as treatment has garnered much recent attention and excitement from numerous research labs and biotechnology companies. Treatments range from fecal microbial transplantation to precision-guided molecular approaches. Here, we survey recent progress in the development of innovative therapeutics that target the microbiome to treat disease, and highlight key findings in the interplay between host microbes and therapy.     

Apple Replant Disorder of Pingyitiancha Rootstock is Closely Associated with Rhizosphere Fungal Community Development

The aim of this study was to examine rhizosphere fungal community development in apple replant soil and a new planting soil in Beijing through a potted experiment with the apomictic triploid Pingyitiancha rootstock using the Illumina Miseq method. Steam sterilization significantly enhanced seedling growth in replant soil, while root segment addition did not enhance replant disease symptoms. The bulk soil of the replant site (ReSoil) and the new soil of the planting site (NewSoil) were sampled prior to nursery planting, and rhizosphere soils were r Qinping esampled after one growing season as RePlant and NewPlant, respectively. Approximately 48.3, 47.9, 59.8 and 68.8% of the operational taxonomic units (OTUs) were classified as Ascomycota and Basidiomycota in the community of ReSoil, New Soil, RePlant and NewPlant, respectively. Shannon indices suggested that planting apple nurseries increased the fungal diversity of rhizosphere soil in both soils. Apple replant disorder (ARD) was highly associated with an unbalanced microbial ecosystem with more saprophytic and pathogenic fungi, but less species known to produce antimicrobial metabolites, while Rhizopus, Pyrenochaeta and Eurotium were identified as the key factors in ARD.     

A new era in palaeomicrobiology: prospects for ancient dental calculus as a long-term record of the human oral microbiome

The field of palaeomicrobiology is dramatically expanding thanks to recent advances in high-throughput biomolecular sequencing, which allows unprecedented access to the evolutionary history and ecology of human-associated and environmental microbes. Recently, human dental calculus has been shown to be an abundant, nearly ubiquitous, and long-term reservoir of the ancient oral microbiome, preserving not only microbial and host biomolecules but also dietary and environmental debris. Modern investigations of native human microbiota have demonstrated that the human microbiome plays a central role in health and chronic disease, raising questions about changes in microbial ecology, diversity and function through time. This paper explores the current state of ancient oral microbiome research and discusses successful applications, methodological challenges and future possibilities in elucidating the intimate evolutionary relationship between humans and their microbes.     

阴道微生物组：种群特征与疾病干预治疗

高通量测序技术的发展显著加快了对人类微生物组的理解。将人体微生物组与疾病关联,力求阐明疾病的发生进程,是推进个性化精准医疗的重要研究方向。近年来,栖居于女性阴道的微生物菌群日益受到关注,发现其生态失调与疾病发生、演变密不可分。文中综述了阴道微生物组与生殖道疾病发生、进展和治疗的最新进展,同时对阴道微生物组培养组、益生菌工程化改造以及合成菌群在阴道微生物组学研究以及疾病干预与治疗方面的前景进行了展望。