分蘖洋葱根系分泌物对黄瓜幼苗生长及根际土壤微生物的影响

以不同化感潜力分蘖洋葱为供体,黄瓜为受体,研究了分蘖洋葱根系分泌物对黄瓜幼苗生长、根际土壤微生物数量及细菌群落结构的影响.结果表明:不同化感潜力分蘖洋葱根系分泌物对黄瓜幼苗生长均具有促进作用,且随着浓度的升高,促进作用增强,相同浓度下,化感潜力强、弱供体之间差异不显著;不同化感潜力分蘖洋葱根系分泌物均增加了黄瓜根际土壤细菌和放线菌数量,降低了真菌和尖镰孢菌数量,化感潜力强的品种(L-06)效果更显著;不同化感潜力分蘖洋葱根系分泌物均能提高黄瓜根际土壤细菌群落丰富度,差异条带的序列片段经比对推测为3大细菌类群:Actinobacteria(放线菌纲)、Proteobacteria(变形菌纲)和Anaerolineaceae(厌氧绳菌纲),其中厌氧绳菌只出现在化感潜力强(L-06)的处理中.化感潜力强(L-06)、浓度高(10 mL·株-1)的分蘖洋葱根系分泌物更有利于黄瓜根际土壤细菌群落丰富度的提高.     

大蒜根系分泌物对不同受体蔬菜的化感作用

利用组织培养技术,在无菌条件下研究大蒜根系分泌物对莴苣、辣椒、萝卜、黄瓜、白菜和番茄等蔬菜作物的化感作用.结果表明：大蒜根系分泌物对6种蔬菜作物的发芽率、发芽指数、苗高及保护酶活性没有影响;对根长、地上部鲜质量及根鲜质量略有促进作用,其中,莴苣与对照差异达显著水平,化感效应指数分别为+0.163、+0.106、+0.318,白菜根长与对照差异达显著水平,化感效应指数为+0.120,其它受试作物与对照差异均未达显著水平;大蒜根系分泌物对受试作物叶绿素含量及根系活力有促进作用,与对照差异达显著水平,对萝卜的叶绿素含量促进作用最强,化感效应指数为+0.282,对黄瓜的根系活力促进作用最强,化感效应指数为+0.184;大蒜根系分泌物使受试作物对养分的吸收能力有所提高.     

两个不同抗性黄瓜品种和云南黑籽南瓜根系分泌物对黄瓜枯萎病发生的影响

研究了黄瓜品种津研4号（感枯萎病）、津春4号（抗枯萎病）和云南黑籽南瓜根系分泌物对津研4号黄瓜枯萎病发生的影响及其原因.结果表明:感病品种根系分泌物处理的黄瓜枯萎病发病早,接种后第15天病株率显著高于对照,至第20天时病株率与对照相近;而抗病品种根系分泌物处理的病株率一直显著小于对照.感病品种根系分泌物浇灌的植株株高、鲜质量降低,根系活力下降、电导度（伤害度）增加,而抗病品种和云南黑籽南瓜根系分泌物处理对植株影响较小.感病品种根系分泌物促进了黄瓜枯萎病菌的生长,而抗病品种和云南黑籽南瓜根系分泌物则抑制了病菌生长.     

薄壳山核桃根系水浸提液对2种作物种子萌发及幼苗生长的影响

为探讨薄壳山核桃根系水浸提液对小麦、大豆的影响,采用蒸馏水浸提法收集薄壳山核桃根系化感物质,并运用室内生物测定法检测不同浓度(0.025、0.05和0.1 g·mL~(-1))根系水浸提液对小麦、大豆种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:各浓度处理的根系水浸提液对小麦、大豆萌发及幼苗生长的化感抑制作用较为显著,且具有显著的浓度效应(浓度低抑制作用弱,浓度高抑制作用强);薄壳山核桃根系水浸提液对小麦、大豆种子发芽率、发芽指数、发芽势和活力指数的抑制作用分别依次为:活力指数发芽势发芽指数发芽率和活力指数发芽势发芽率发芽指数;薄壳山核桃根系水浸提液各浓度处理对小麦、大豆幼苗根长、苗高、鲜质量和干质量的化感效应均为:根长苗高鲜质量干质量,其中薄壳山核桃根系水浸提液对2种受体植物幼苗根长均有显著的抑制作用,而对幼苗干、鲜质量的影响则因受体植物种类的不同而不同;薄壳山核桃根系水浸提液对2种受体植物的综合化感效应顺序为:小麦大豆;生长7 d的幼苗体内,SOD活性降低,MDA含量、POD活性和CAT活性与对照相比均随浓度的增加而增加。综合分析认为:小麦对薄壳山核桃根系水浸提液更为敏感。     

甲壳素对连作条件下平邑甜茶幼苗生长及土壤环境的影响

研究在苹果连作土壤中添加甲壳素对苹果幼苗生长、土壤酶及土壤真菌群落结构的影响,探讨甲壳素缓解苹果连作障碍的可能性,为防控苹果连作障碍提供依据。盆栽条件下,以平邑甜茶幼苗为试材,在苹果连作土壤中分别添加0,0.5,1.0和2.5g/kg的甲壳素,测定了连作土壤中添加不同量的甲壳素后,幼苗生物量、根系保护酶活性、土壤主要酶(蔗糖酶、脲酶、磷酸酶等)活性以及土壤中真菌群落结构的变化。9月份结果表明,与对照相比,1.0 g/kg的甲壳素处理连作土,可显著提高平邑甜茶幼苗株高和干鲜重,分别比对照增加了36.8%、82.1%和100.8%;甲壳素处理能增加幼苗根系保护酶活性,其中1.0 g/kg甲壳素处理SOD、POD和CAT活性最高,其次为0.5 g/kg,而2.5 g/kg甲壳素处理显著抑制了幼苗根系保护酶活性。1.0 g/kg甲壳素处理可提高土壤中细菌/真菌值,并且提高了土壤中蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性,分别比对照提高了8.6%、40.5%、81.1%、15.3%、18.7%和49.8%,2.5 g/kg甲壳素处理则降低土壤酶活性或者使土壤酶活性与对照相当。根据T-RFLP的图谱中OUT的数量、种类及丰度,分别计算了不同处理土壤的真菌多样性,发现1.0 g/kg甲壳素处理的连作土具有最高的多样性、均匀度和丰富度指数,分别比对照增加了52.2%、8.0%和87.1%。主成分分析(PCA)结果显示,不同剂量甲壳素处理的连作土壤中真菌被PC2分成了两部分,其中0.5 g/kg和1.0 g/kg的甲壳素添加量分布在PC2的负方向上,而CK和2.5g/kg的甲壳素处理分布在PC2的正方向上,这说明添加不同量的甲壳素对连作土壤真菌群落多样性有显著影响,添加量太多或者太少均会造成土壤真菌多样性下降,只有适量的甲壳素可提高真菌群落结构多样性。实验结果表明1.0 g/kg的甲壳素可提高连作平邑甜茶幼苗生物量,改善连作土壤环境,有效缓解平邑甜茶的连作障碍。     

不同施肥模式对雷竹林土壤真菌群落特征的影响

为探明施肥处理对雷竹林土壤真菌群落特征的影响,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)和荧光定量PCR技术,分析有机肥(M)、化肥(CF)、化肥配施有机肥(CFM)、化肥配施有机肥加覆盖(CFMM)及不施肥(CK)处理土壤真菌群落结构和数量特征.结果表明:施肥显著影响真菌群落结构与多样性,表层(0～20 cm)土壤中M、CFMM处理与CK,亚表层(20～40 cm)土壤中CF、CFMM处理与CK之间真菌群落结构均存在明显差异;且表层土壤中CF、CFMM处理真菌Shannon指数和均匀度指数显著低于CK.M、CFM处理表层土壤真菌数量显著高于CK.土壤有机质、全氮、铵态氮和速效钾含量显著影响了真菌群落结构的变异;全氮、铵态氮、硝态氮含量与真菌数量均呈显著正相关.表明雷竹林表层和亚表层土壤中真菌群落对施肥处理的响应存在明显差异,表层土壤真菌群落明显受有机质添加的影响,而亚表层则对化肥投入较为敏感;施肥对真菌群落多样性的影响主要集中在表层土壤.     

小麦和大豆茬口对黄瓜土壤微生物生态特征的影响

采用常规稀释平板法和BIOLOG ECO微平板反应系统,研究了小麦和大豆茬口对黄瓜土壤微生物生态特征的影响.结果表明,两种茬口均显著提高了黄瓜土壤微生物真菌、细菌和放线菌的数量,显著降低了尖孢镰刀菌黄瓜专化型的数量(P<0.05);显著提高了土壤微生物群落的Shannon-Wiener指数、均匀度指数、Simpson指数和McIntosh指数(P<0.05)、以及土壤微生物生物量碳,降低了土壤基础呼吸和代谢商(P<0.05),改变了土壤微生物对单一碳源的利用能力.此外,两种茬口还显著提高了土壤中速效磷和速效钾含量,以及黄瓜产量.说明小麦和大豆茬口改善了土壤微生态环境.     

毛竹入侵阔叶林对土壤真菌群落的影响

为揭示天目山毛竹入侵原始阔叶林后土壤真菌群落特征的变化,采用T-RFLP以及荧光定量PCR技术,分析毛竹纯林、竹阔混交林及原始阔叶林土壤真菌群落结构和数量特征.结果表明： 土壤真菌群落结构差异在毛竹纯林和阔叶林之间最为明显,其次为竹阔混交林和阔叶林;竹阔混交林土壤具有最高的真菌Shannon指数、均匀度指数及最低的Simpson指数.硝态氮含量和pH显著影响了真菌群落结构的变异,毛竹林土壤真菌群落结构受pH和铵态氮影响较大,而阔叶林主要受硝态氮影响.阔叶林土壤真菌数量显著高于毛竹纯林和竹阔混交林,真菌数量分别与土壤pH和硝态氮呈现显著负相关和正相关.表明真菌在阔叶林土壤中介导了异养硝化作用,毛竹入侵可能对此过程产生了显著影响.     

丛枝菌根真菌对黄瓜枯萎病的影响

盆栽条件下播种黄瓜Cucumis sativus同时接种丛枝菌根真菌Glomus etunicatum,4周后对接种处理和对照黄瓜苗分别浇灌Fusairum oxysporum f.sp.cucumerinum分生孢子悬液,2周后测定幼苗生物量、根内丙二醛、可溶性糖与游离脯氨酸含量及根围真菌和细菌数量。结果表明:接种Glomus etunicatum根系干重增加了9.3%,提高了根内可溶性糖和游离脯氨酸含量,显著减少了根围真菌数量,降低了黄瓜枯萎病的发病率和病情指数。而不接种Glomus etunicatum的黄瓜苗根系干重减少了28.0%。研究认为AM真菌Glomus etunicatum对黄瓜枯萎病具有一定的生防价值。     

低氮胁迫下有机无机肥配施对小麦根际土壤氮矿化和微生物群落结构的影响

受天气和劳动力限制,小麦拔节肥不能及时施入时有发生。有机无机肥配合施用有较长的养分供应期,但能否缓解小麦拔节期低氮胁迫仍不清楚。本研究利用real-time PCR、16S rRNA和ITS测序技术,分析推迟拔节肥下有机无机肥配比对土壤微生物群落结构的影响,探究微生物群落结构和根际氮矿化的关系,为小麦高效栽培提供科学依据。本研究依托于有机无机配比定位试验,共设置4个处理：单施化肥(T1)、15%、30%和45%羊粪配施化肥(T2、T3和T4)。施拔节肥前一天进行土壤样品采集(拔节肥推迟20天施入),测定根际土壤氮矿化势,细菌和真菌丰度、多样性和群落结构等指标。结果表明：与单施化肥相比,有机无机配施处理能显著提高根际土壤氮矿化势,T2、T3和T4处理分别是单施化肥处理的2.0、1.7和2.2倍;各处理根际土壤细菌丰度无显著差异,配施有机肥降低了真菌丰度;与单施化肥相比,T2、T3和T4处理细菌的Chao1指数分别显著增加了5.1%、7.0%和8.6%;真菌Shannon指数随有机肥配施比例增加呈降低趋势,与T2处理相比,T4处理真菌的Shannon指数显著降低18.9%。相关分析表明,氮...     

转基因甘蔗对根际土壤微生物多样性的影响

应用Biolog法研究了转几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶基因甘蔗对根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:转基因甘蔗根际土壤微生物利用单一碳源能力(AWCD)要高于非转基因甘蔗的根际土壤微生物;转基因甘蔗和非转基因甘蔗根际上壤样品的Simpson指数(1/D)、Shannon-Wiener指数(H)、Mclntosh指数(U)均存在差异,其中转基因甘蔗根际土壤微生物的Simpson指数显著高于非转基因甘蔗土壤微生物,两种土壤微生物群落优势度的差别很大,其次是Mclntosh指数(U)指数,丰富度的差别不是很大。说明转基因甘蔗根系在生长期的分泌物刺激根际土壤微生物群落的生长,可能诱导了具有某些特定生理特征的微生物群落的发展,因此转基因甘蔗对根际土壤微生态有一定的影响。     

接种木霉菌对黄瓜幼苗生长和根际土壤AM真菌侵染的影响

在盆栽试验中分别接种3株长枝木霉菌株Trichoderma longibrachiatum MF-1、MF-2和MF-3,以不接种木霉菌处理作为对照,研究木霉菌接种对土著AM真菌和黄瓜幼苗生长的影响。结果表明,菌株MF-1和MF-2显著提高了AM真菌侵染率和根外菌丝密度,与对照相比,AM真菌侵染率分别提高了26.85%和54.66%,根外菌丝密度分别是对照的3.94和3.76倍。接种菌株MF-2使植株地上部生物量显著提高了39.07%。菌株MF-3显著提高土壤pH和土壤有效磷含量。Pearson相关分析发现,添加木霉菌后,AM真菌侵染率与根外菌丝密度和孢子密度均呈显著正相关关系,土壤pH与植株地上部生物量和土壤有效磷含量均呈显著正相关关系。研究表明,3株长枝木霉与土著AM真菌的联合作用效果有明显差异,菌株MF-1和MF-2显著促进AM真菌生长,菌株MF-2更有利于黄瓜幼苗生长,而菌株MF-3主要改善土壤pH和有效磷含量。将几种木霉菌复合应用,有助于达到联合促生和改善土壤环境的综合效果。     

Stimulated saprotrophic fungi in arable soil extend their activity to the rhizosphere and root microbiomes of crop seedlings

Saprotrophic fungi play an important role in ecosystem functioning and plant performance, but their abundance in intensively managed arable soils is low. Saprotrophic fungal biomass in arable soils can be enhanced with amendments of cellulose-rich materials. Here, we examined if sawdust-stimulated saprotrophic fungi extend their activity to the rhizosphere of crop seedlings and influence the composition and activity of other rhizosphere and root inhabitants. After growing carrot seedlings in sawdust-amended arable soil, we determined fungal and bacterial biomass and community structure in roots, rhizosphere and soil. Utilization of root exudates was assessed by stable isotope probing (SIP) following ¹³CO₂-pulse-labelling of seedlings. This was combined with analysis of lipid fatty acids (PLFA/NLFA-SIP) and nucleic acids (DNA-SIP). Sawdust-stimulated Sordariomycetes colonized the seedling's rhizosphere and roots and actively consumed root exudates. This did not reduce the abundance and activity of bacteria, yet higher proportions of α-Proteobacteria and Bacteroidia were seen. Biomass and activity of mycorrhizal fungi increased with sawdust amendments, whereas exudate consumption and root colonization by functional groups containing plant pathogens did not change. Sawdust amendment of arable soil enhanced abundance and exudate-consuming activity of saprotrophic fungi in the rhizosphere of crop seedlings and promoted potential beneficial microbial groups in root-associated microbiomes.     

生物有机肥对连作当归根际土壤细菌群落结构和根腐病的影响

研究生物有机肥料DZF-363对当归生长、根腐病的发病情况及土壤微生物群落结构和功能的影响,可为其对连作当归根际土壤环境的调节和改善提供理论依据.本研究以连作2年的当归及其根际土壤为对象,设置对照(不施农药和微生物肥料,CK)、农药(15%的阿维毒死蜱乳油+50%多菌灵可湿性粉剂,N)和生物有机肥DZF-363(DZF)处理,利用高通量测序和比色的方法,研究施用DZF-363对当归根际土壤微生物群落结构和土壤脲酶、磷酸酶活性的影响.结果表明:施用DZF-363比对照和农药处理分别增产18.8%和6.8%.施用DZF-363使当归根腐病病情指数显著降低,对根腐病防效达52.0%;整个生育期当归根际土壤的脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶活性显著提高,苗期、生长中期及收获期脲酶活性分别提高52.4%、13.9%、10.3%,中性磷酸酶活性分别提高15.5%、10.2%、10.3%,碱性磷酸酶活性分别提高10.3%、4.4%、4.0%,酸性磷酸酶活性在当归生长中期及收获期分别提高15.6%、8.2%.放线菌门在CK、N和DZF处理中的占比分别为11.3%、10%和20%,未知的放线菌纲和芽孢杆菌纲在DZF处理中的占比显著高于CK和N处理.施用DZF-363能显著增加当归根际土壤Shannon指数,且Shannon指数和Simpson指数与当归产量呈正相关,与根腐病呈负相关.表明施用DZF-363能显著增加当归根际土壤细菌多样性,改变当归根际土壤细菌群落结构,提高根际土壤脲酶和磷酸酶活性,减轻当归根腐病的发生,显著提高当归产量.     

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.     

添加高粱根茬根际土对连作黄瓜生长和根际微生物的影响

为了分析添加高粱根茬根际土对连作黄瓜生长和根际微生物群落特征的影响,本研究通过盆栽试验,采用荧光定量PCR和高通量测序技术分析土壤细菌和真菌群落组成的差异。试验共设4个处理: CK(不施肥),T₁(单施化肥),T₂(优化施肥),T₃(优化施肥+高粱根茬根际土)。结果表明: 与其他处理相比,T₃处理促进了黄瓜生长发育,提高了土壤中16S rRNA和ITS rRNA基因数量。与T₁处理相比,T₂和T₃处理明显提高了细菌群落的丰富度和多样性,不同处理间真菌群落的丰富度和多样性差异不明显。添加高粱根茬根际土在一定程度上改变了基于门、属水平上的细菌和真菌群落结构。其中,细菌中提高了酸杆菌门和拟杆菌门的丰度,降低了变形菌门、厚壁菌门、硝化螺旋菌门和芽孢杆菌属的丰度;真菌中提高了担子菌门、木霉菌属和假散囊菌属的丰度,降低了镰刀菌属和绿僵菌属的丰度。冗余分析表明,土壤硝态氮和有机质含量分别是影响细菌和真菌群落结构差异的关键因子。添加高粱根茬根际土不仅提高了连作黄瓜土壤微生物数量和细菌多样性,而且增加了有益菌木霉菌属的丰度,降低了致病镰刀菌的丰度和数量,保障了黄瓜存活率,为缓解黄瓜连作障碍提供了一条切实可行的解决途径。     

不同填闲模式对黄瓜根际土壤酶活性及细菌群落的影响

以温室连作3年黄瓜土壤为研究对象,以黄瓜为主栽作物,以青葱、小麦、油菜为不同季节填闲作物设置盆栽试验,采用常规化学方法、PCR-DGGE及qPCR技术,研究不同填闲模式对黄瓜土壤酶活性及细菌群落的影响.结果表明: 随着种植茬次的增加,填闲小麦处理的土壤脲酶、中性磷酸酶及转化酶活性均显著高于填闲青葱和油菜处理,同时油菜处理显著高于青葱处理;不同填闲模式间黄瓜根际土壤细菌群落结构不同,冬季填闲青葱和夏季填闲小麦处理维持了相对较高的多样性指数.qPCR检测结果表明: 随着种植茬次的增加,小麦处理的土壤细菌数量显著高于青葱和油菜处理.综上,不同填闲模式对土壤酶活性和细菌群落均产生一定影响,改变了土壤环境,其中夏季填闲小麦能保持相对较高的土壤酶活性、土壤细菌群落结构多样性及细菌数量.
     

外来入侵植物小飞蓬化感物质的释放途径

在室内以滤纸为载体用离体生测方法测定了小飞蓬(Conyza canadesiL.)全株水浸提物、茎叶淋溶物、根系分泌物及残体土壤分解物对萝卜(Raphanussativus L.)、黄瓜(Cucumis sativus L.)、马唐(Digitarias anguinalis(L.)Scop.)油菜(Brassica campestris L.)和小麦(Triticuma estivum L.)的化感效应,同时在温室内以土壤为载体通过盆栽植物浇灌的方法测定了小飞蓬茎叶淋溶物和根系分泌物对盆栽植物生长的影响。室内生测实验结果表明,小飞蓬全株水浸提物对5种受体种子的萌发和幼苗生长均有较强的抑制作用;根系分泌物、茎叶淋溶物和残体土壤分解物对受体种子的生长抑制作用不同,根系分泌物的活性高于茎叶淋溶物和残体土壤分解物。温室盆栽实验结果也表明,小飞蓬根系分泌物对受体生长的影响高于茎叶淋溶物。这些结果说明根系分泌是小飞蓬化感物质释放的主要途径之一。     

The role of root exudates and allelochemicals in the rhizosphere

Plant roots serve a multitude of functions in the plant including anchorage, provision of nutrients and water, and production of exudates with growth regulatory properties. The root–soil interface, or rhizosphere, is the site of greatest activity within the soil matrix. Within this matrix, roots affect soil structure, aeration and biological activity as they are the major source of organic inputs into the rhizosphere, and are also responsible for depletion of large supplies of inorganic compounds. Roots are very complicated morphologically and physiologically, and their metabolites are often released in large quantities into the soil rhizosphere from living root hairs or fibrous root systems. Root exudates containing root-specific metabolites have critical ecological impacts on soil macro and microbiota as well as on the whole plant itself. Through the exudation of a wide variety of compounds, roots impact the soil microbial community in their immediate vicinity, influence resistance to pests, support beneficial symbioses, alter the chemical and physical properties of the soil, and inhibit the growth of competing plant species. In this review, we outline recent research on root exudation and the role of allelochemicals in the rhizosphere by studying the case of three plants that have been shown to produce allelopathic root exudates: black walnut, wheat and sorghum