一种高效可直接用于PCR分析的土壤总微生物DNA抽提方法

以CTAB-溶菌酶-蛋白酶K-冻融裂解法直接抽提土壤总微生物的基因组DNA,利用G8000沉淀和纯化DNA.结果表明,该方法是一种简便、有效可直接应用于PCR分析的土壤总微生物基因组DNA的抽提方法.采用含聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的缓冲液预洗,添加CaCl₂和BSA,可以去除腐殖酸;用PEG8000沉淀DNA,可以提高DNA质量;采用冻融法破碎细胞,CTAB、溶菌酶和蛋白质酶K共同作用以裂解细胞,可以保证获得大片段的DNA,提高DNA产率.用该方法抽提的七子花林下土壤总微生物DNA产率为9.22 μg·g^-1,A260/A280为1.65,可适用于 PCR扩增及扩增rDNA限制酶切分析(ARDRA)技术,适宜的模板DNA浓度为0.67 ng·μl^-1.快速、有效、可直接用于PCR分析的土壤总微生物DNA提取方法的建立,为大规模的土壤微生物分子生态学研究提供了可能.     

光胁迫对南方红豆杉叶片中叶绿体色素和紫杉醇含量的影响

研究了在光胁迫下南方红豆杉叶片中叶绿体色素含量和紫杉醇含量的动态变化。结果表明,与对照相比,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量以及叶绿素a/叶绿素b比值在光胁迫下均减少,随胁迫时间的延长,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量逐渐上升,叶绿素a与叶绿素b的比值先上升后下降;类胡萝卜素含量在前两周与对照相比降低,2周后高于对照;类胡萝卜素与叶绿素的比值高于对照,随胁迫时间的延长,其趋势先降低后上升。光胁迫处理后,南方红豆杉叶片中紫杉醇含量与对照相比,在第1周时略有下降,而后随胁迫时间的延长,紫杉醇含量在第2周开始迅速大量积累,而在处理3周时达到较高值,已增加到1.5倍,这对提高人工种植的南方红豆杉中紫杉醇含量具有非常重要的意义。     

壳聚糖对NaCl胁迫下菜用大豆叶绿体蛋白的影响

壳聚糖(CTS)能有效增强植物对盐胁迫的耐受性,但CTS在蛋白质组水平上对菜用大豆幼苗响应盐胁迫的影响尚不清楚.本研究用200 mmol·L-1 CTS和蒸馏水分别喷洒菜用大豆'绿领特早'幼苗叶片,诱导5d后进行NaCl胁迫和无NaCl胁迫营养液处理,在NaCl处理第3天取样提取幼苗叶片叶绿体蛋白,进行同位素标记相对和...     

盐胁迫对扁桃光合特性和叶绿体超微结构的影响

温室条件下,分别用浓度为150、300、350 mmol/L的NaCl和Na2SO4处理‘石头扁桃’和‘桃扁桃’实生苗植株,处理10 d后分别测定其叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度,并观察叶绿体超微结构的变化。研究发现:(1)盐胁迫下,‘石头扁桃’和‘桃扁桃’chl a、chl b均在低浓度盐区含量最高,而在高浓度盐区含量最低,Na2SO4处理区chl a、chl b含量均低于NaCl处理区;(2)‘石头扁桃’和‘桃扁桃’叶片净光合速率随盐浓度的增加而下降,‘石头扁桃’下降的幅度较大;(3)‘桃扁桃’叶片细胞间隙CO2浓度随盐浓度的增加而升高,但‘石头扁桃’叶片细胞间隙的CO2浓度变化没有稳定的规律;(4)2个品种的叶片气孔导度均随盐浓度的增加而降低;(5)盐胁迫后,叶绿体基粒、基质片层扭曲,类囊体肿胀;随盐浓度的增加,形变加剧,叶绿体由椭圆形肿胀成圆形,叶绿体膜解体,且‘石头扁桃’叶绿体对盐胁迫比较敏感。综合分析发现,2种盐胁迫对植物造成伤害的机理不同,‘石头扁桃’的耐盐能力较差。     

干旱胁迫对5种植物叶绿体和线粒体超微结构的影响

应用温室盆栽方法,研究了土壤干旱胁迫对麻栎（Quercus acutissima Carruth）、黄檀（Dalbergia hupeana Hance）、黄连木(Pistacia chinensis)、湿地松（Pinus elliottii）、朴树（Celtis sinesis Pers）5个树种叶肉细胞超微构的影响。结果表明：正常水分条件下,叶肉细胞中各细胞器结构完整。轻度干旱胁迫下,湿地松的叶片超微结构未受损伤。麻栎线粒体无明显变化,叶绿体有扩张现象。黄连木与黄檀线粒体外膜有降解现象,叶绿体膨胀。朴树线粒体与叶绿体受损明显。重度胁迫下,湿地松和麻栎的线粒体内部出现降解,叶绿体受损。黄连木与黄檀出现质壁分离,叶绿体与线粒体受到严重损伤。朴树细胞内部受损最严重。可将5个树种分为3种不同的抗旱等级：湿地松与麻栎抗旱性较强,黄连木与黄檀抗旱性中等,朴树抗旱性较弱。     

NaCl胁迫对甘薯叶片叶绿体超微结构及一些酶活性的影响

随ＮａＣｌ胁迫浓度的提高,甘薯叶片叶绿体数目逐渐减少,类囊体膜片层松散、扭曲、破裂及逐渐解体膜片层检叶绿素含量下降。与此同时,Ｈ２Ｏ２、ＭＤＡ含量增加,ＡＳＰ、ＳＯＤ活性表现先上升后下降的趋势。耐盐品种在ＮａＣｌ胁迫下能维持较强的Ｈ２Ｏ２清除能力和较低的ＭＤＡ水平。     

干旱胁迫对持绿性高粱叶片渗透调节及叶绿体超微结构的影响

在盆栽条件下,研究了开花期和灌浆期干旱胁迫(土壤含水量为田间最大持水量的45%~50%)对持绿性高粱(B35)和非持绿性高粱(三尺三)叶片水分、渗透调节物质以及叶绿体超微结构的影响.结果表明: 干旱胁迫下,两高粱品系叶片自由水含量下降,束缚水含量增加,相对含水量降低,水分饱和亏缺增加,相对电导率增大,但三尺三各指标的变化幅度均大于B35.对于渗透调节物质,干旱胁迫下,三尺三可溶性糖含量的增幅大于B35,脯氨酸含量的增幅小于B35,可溶性蛋白含量的降幅大于B35.干旱胁迫下,B35与三尺三的叶绿体超微结构均受到一定程度的破坏,但B35叶绿体结构保持相对完好,受损程度明显小于三尺三.在干旱胁迫下,持绿性高粱通过较强的渗透调节表现出更好的干旱适应能力.
     

CO2和O3浓度倍增及其交互作用对大豆叶绿体超微结构的影响

应用透射电镜观察了模拟大气CO2和O3浓度倍增及其交互作用(开顶箱法)对大豆叶肉细胞叶绿体超微结构的影响。结果表明,CO2浓度倍增促进了大豆叶绿体的发育,内含淀粉粒积累明显增多、体积增大;叶绿体被膜保持完好;叶绿体基粒片层排列整齐,而O3浓度倍增抑制了叶绿体内淀粉粒的累积,并导致叶绿体被膜破碎,片层解体,严重地破坏了叶绿体的结构和功能CO2和O3浓度倍增的交互作用对叶绿体超微结构有不同程度的破坏,但二者浓度呈梯度增加对叶绿体的损害作用要大于二者浓度持续倍增对叶绿体的影响,进一步表明CO2正效应对O3负效应的补偿作用。     

连作大豆植株化感作用的模拟研究

使用组培技术在无菌条件下研究了大豆根系分泌物和大豆组织水浸液对大豆苗的化感作用。结果表明,大豆根系分泌物和大豆组织水浸液对“下茬”大豆苗的生长和某些生理活性均有显着影响。这种影响与大豆苗生长激素代谢紊乱有关。从根系分泌物和植株水浸液中均分离出了已知酚酸类化感物质香草酸、香草醛和对羟基苯甲酸。这类物质的影响对大豆连作障碍有直接关系.     

连作大豆根分泌物对根腐病病原菌的化感作用

采用砂培,水培和室内培养等试验方法研究了连作大豆根分泌物对根腐病病原菌的化感作用。结果表明,与对照相比,连作和轮作大豆根分泌物对半镰孢菌,粉红粘帚功和尖镰孢菌尤其是对半裸镰孢菌的生长有明显的化感促进作用,差异达显著或极显著水平,低浓度时,连作大豆根分泌物对半裸镰孢菌和粉红粘帚菌生长的化感促进作用明显大于轮作大豆,差异达显著水平,同一茬口,高浓度根分泌物半裸镰孢菌生长的化感促进作用小于低浓度,而且在连作大豆中差异达显著水平。与对照相比,高浓度的邻苯二甲酸和丙二酸（L5和B5）对半裸镰孢菌,粉红粘帚菌和尖镰孢菌尤其是对半裸镰孢菌的生长有化感抑制作用,差异达显著或极显著水平,而低浓诬的邻苯二甲酸和丙二酸对半裸镰孢菌,粉红粘帚菌和尖镰孢菌的生长有化感促进,部分差异达显著水平。     

重迎茬大豆根际土壤有机化合物的初步鉴定及对大豆种子萌发的化感作用

采用气相色谱－质谱联用技术（ＧＣ－ＭＳ）鉴定了用无水乙醇浸提的结荚期重迎茬大豆根际土壤有机化合物,并对其化感作用进行了初步研究,结果表明,重迎茬大豆根土壤中主要含有有机酸类、酯类、醇类、酮类、醛类、苯类、酚类、烃类及萘、呋喃类等有机化合物;其中包含很多普被报道过的化感物质,在本试验的根本土壤用量条件下,其醇提液对大豆种子萌发及胚根生长未表现出化感作用,这可能与其致害浓度有关,此外,本文还探讨了化感     

连栽对桉树人工林下物种多样性的影响

采用时空序列和定位监测相结合的方法,对广西国有东门林场桉树人工林的物种多样性及其维持机制进行了研究.结果表明,桉树连栽导致人工林植物多样性减少,在667 m²样方内,第2代林的植物种类比第1代林减少了54.43%;对18块4 m²样方监测(1998～2003年)结果,第2代林植物多样性比第1代林减少了50%,物种丰富度和Shannon-Wiener指数分别比第1代林减少39.39%和17.76%.桉树人工林连栽导致群落物种多样性降低,改变了群落的物种组成及特征.不同连栽代数群落的生活型谱存在明显差异,第1代林以小高位芽、藤本高位芽和矮高位芽植物为主,而第2代林则以草本高位芽植物、地上芽植物为多;第1代林的k-对策种和r-对策种分别为69.32%和30.68%,第2代林则分别是47.83%和52.17%,可见连栽使草本植物、地上芽植物和r-对策种的数量增加,木本植物和k-对策种的数量减少.可以认为,土壤中种子库和营养体对物种多样性维持有重要作用,提出了桉树人工林群落物种多样性维持机制的初始植物繁殖体组成假说.在一个经营周期内(6～7年),桉树人工林维持的植物多样性的高低取决于初始植物繁殖体组成的丰富程度,高强度干扰的连栽方式使某些高竞争力的物种或仅以种子(果实)传播的物种丧失,造成下一代林地初始植物繁殖体组成多样性的降低,从而使连栽林地的物种多样性逐代减少.     

大豆连作障碍研究Ⅰ．大豆连作土壤紫青霉菌的毒素作用研究

研究分析了大豆连作、轮作土壤微生物区系,发现连作大豆根际土壤真菌富集,以其优势真菌回接大豆．紫青霉菌（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍｐｕｒｐｕｒｏｇｅｎｕｍ）能强烈抑制大豆生长发育．在实验室条件下分离获得该菌产生的毒素粗结晶,５μｇ·ｍｌ－１水培液中即可观察到大豆根系受害,根毛很少生长;３０μｇ·ｍｌ－１水培液中大豆主根褐变严重,侧根几乎不再生长;２００μｇ·ｍｌ－１导致一些大豆品种幼苗在２周内死亡这些结果表明,连作大豆土壤中该菌的大量存在及其产生的毒素是大豆连作障碍产生的主要因素．     

不同大豆连作年限对黑土细菌群落结构的影响

大豆连作导致作物产量下降、病原微生物富集和土壤退化等问题日趋严重。然而,目前关于大豆连作对土壤细菌群落结构组成及多样性分布的影响及发生机制尚不清楚。采用高通量测序技术,对大豆连作(不同年限)和大豆-玉米轮作下的黑土细菌16S rRNA基因进行测序分析。结果表明:轮作5年(CR5)和13年长期连作(CC13)处理显著增加了土壤pH、全氮(TN)、全磷(TP)和速效养分(AN、AP和AK)含量。与短期连作相比,CR5和CC13处理均提高了细菌群落的OTUs数量、PD值、Chao1指数和Shannon指数。聚类分析图谱结果显示细菌群落结构组成受到轮作和连作年限的双重影响,而土壤pH、TN、TP、AN、AP和AK是细菌群落结构发生变化的主要驱动因子(P0.05)。此外,VPA分析发现上述土壤因子中,土壤pH对细菌群落结构变化的贡献度最大。本研究证明大豆长期连作提高了土壤养分含量和细菌群落的丰富度和多样性指数,从分子生物学的角度证实大豆长期连作在一定程度上改善了土壤环境,为大豆连作障碍的研究提供了理论依据。     

玉米连作、迎茬和轮作对田间杂草群落的影响

采用定位试验方法研究了北方旱作玉米长期 (1 0～ 1 2年 )连作、米豆米迎茬和豆麦米轮作条件下玉米田杂草群落变化。结果表明 ,3种茬口杂草密度以米豆米迎茬最小 ,杂草密度在不同年际间存在着差异 ,随着连作年限的增加 ,使连作区一些杂草种类增加 ,同时也有些杂草种类减少 ,但这种差别主要是在双子叶杂草之间 ,单子叶杂草种类没有变化 ,如连作 1 2年较连作 1 0年杂草增加了牛繁缕 ,减少了鸡眼草。 2年调查结果可知 ,连作、迎茬和轮作 3个茬口相比 ,米豆米迎茬较连作和轮作杂草种类发生的少     

太子参连作对根际土壤微生物的影响

采用微生物培养法和末端限制性片断长度多态性(T-RFLP)技术分析连作对太子参根际土壤微生物多样性的影响。结果表明:连作导致太子参根际土壤细菌和好气性自生固氮菌数量极显著下降,相反,真菌、放线菌、厌气性纤维素分解菌数量极显著增加,而硝化细菌数量变化不显著。T-RFLP分析显示:与太子参-水稻-太子参轮作的土壤相比,太子参连作的土壤细菌种(属)略有减少,其中致病菌和病原菌种(属)增多,并出现一些具拮抗功能的链霉菌属(种);真菌种(属)则表现出上升的趋势,但未检索到与植物致病相关的真菌种(属)。     

丛枝菌根真菌和生物质炭对连作西瓜土壤肥力的影响

【背景】作为土壤改良剂生物质炭能够改善土壤条件,促进丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌侵染和植物生长发育。【目的】探究接种AM真菌配合施加生物质炭对连作土壤肥力和西瓜生长的效应。【方法】盆栽‘圆佳’西瓜(Citrullus lanatus)嫁接苗[砧木为‘全能铁甲’南瓜(Cucurbita maxima×C. moschata)],栽培基质为西瓜连作土壤,试验设接种或不接种AM真菌变形球囊霉(Glomus versiforme)并施加0%、1%、2%和4%的生物质炭,共8个处理,测定土壤理化特性、土壤酶活性、土壤微生物数量和植株生长量。【结果】接种AM真菌并施加生物质炭,可显著促进土壤大颗粒团聚体的形成和有机质的矿化,稳定土壤pH,增加土壤细菌和放线菌数量,降低真菌数量,提高土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶的活性,活化土壤矿质养分,最终促进西瓜植株的生长发育。其中,以接种变形球囊霉并施加2%?4%生物质炭组合的效应最大。两者互作在一定程度上提高了连作土壤的pH、饱和含水量及孔隙度,降低了土壤容重,有利于土壤大颗粒团聚体的形成,提高了土壤酶活性,改善了根围土壤微生物组成。【结论】 AM真菌接种配合施加2%?4%的生物质炭可以显著改善连作土壤的肥力状况。