田菁根际促生菌的筛选及其促生耐盐效果

【目的】为探究盐生植物田菁及其根际功能微生物改良盐碱地的效果,本研究从黄河三角洲盐碱区田菁根际土壤中分离促生菌,并明确其耐盐促生效果。【方法】采用选择培养方法从田菁根际土壤中分离固氮菌、解磷菌以及解钾菌,并进行16S rRNA分子生物学鉴定。之后对菌株的耐盐及促生特性进行测定,筛选性状优良菌株进行玉米促生作用研究。【结果】共分离得到105株根际促生菌,其中N102兼具多种促生特性且耐盐性达15%。田菁种子发芽试验表明,N102可显著提高田菁发芽率(47%,P<0.05)、芽长(48.5%,P<0.05)和根长(60%,P<0.05);玉米盆栽试验结果表明,N102对盐胁迫下玉米的株高、根长、叶绿素含量、地上部干重以及根干重具有显著的促进作用。经系统发育分析,N102与Enterobacter soli ATCC BAA-2102 (NR117547)序列相似度为99.30%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株N102具有多种植物促生耐盐特性,具有开发成有效促进盐碱地作物生长的微生物肥的良好前景。     

盐碱胁迫对小麦幼苗生长和根际细菌群落结构的影响

【背景】植物可通过改变根际微生物群落结构来减轻胁迫,但盐碱胁迫下小麦生长和根际细菌群落结构变化尚待明晰。【目的】明确盐碱胁迫下小麦幼苗生长及根际细菌群落结构变化。【方法】以添加NaCl和Na2CO3调节Hoagland营养液Na+浓度和pH来模拟盐碱胁迫,通过MiSeq高通量测序分析细菌群落结构。【结果】与无胁迫对照相比,单纯盐胁迫使小麦幼苗地上和地下部干重、叶绿素和根际土壤速效氮含量分别显著降低了25.0%、57.1%、21.2%和42.9%(P<0.05);小麦幼苗生长指标和根际土壤速效氮、速效磷、有机质含量及酶活性(除过氧化氢酶)随碱度升高而降低;所有处理的小麦幼苗根际优势菌门(丰度7.1%-71.5%)均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),优势属(丰度0.5%-5.1%)有肠杆菌属(Enterobacter)、嗜多甲基菌属(Methyloversatilis)、固氮菌属(Azotobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和异根瘤菌属(Allorhizobium)。盐碱胁迫未显著...     

旱区盐生植物根际促生菌的分离鉴定及其干旱、盐胁迫下促生特性北大核心

【目的】从在干旱、高盐碱生境下生长的盐生杂类草根际土壤中分离具有耐盐和促生性能的根际微生物,并研究其促生特性,为改良旱区土壤盐碱化提供优质菌种资源和理论基础。【方法】通过选择培养基筛选具有耐盐、解磷和解钾能力的菌株,再检测菌株产生长激素(indole-3-acetic acid,IAA)、产1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate,ACC)脱氨酶、产铁载体以及产胞外多糖的能力,选择性状优良者通过拮抗实验组建复合菌剂。并采用菌液侵染萝卜和玉米种子验证菌株对在盐胁迫下种子发芽率和植株在干旱与盐双重胁迫下生长的影响。最后通过16S rRNA基因测序进行分子生物学鉴定。【结果】得到3株具有良好耐盐促生能力的根际微生物yl923、hs032和hy127,菌株yl923兼具解磷(46.29 mg/L)、解钾(58.07 mg/L)、产IAA(29.23 mg/L)、产ACC脱氨酶(13.83 U/mg)和产铁载体(SU=0.43)能力,菌株hs032具有最强产IAA(61.18mg/L)和产铁载体(SU=0.23)能力,菌株hy127具有最强产ACC脱氨酶(15.29U/mg)能力。经16SrRNA基因序列分析后分别将yl923和hs032鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),hy127鉴定为巨大普里斯特氏菌(Priestia megaterium)。3株菌互不拮抗可组建复合菌剂,2%混合菌液可提高种子在盐胁迫下种子发芽率(77%),对干旱和盐胁迫下玉米的根长、株高、干重和叶绿素也都有显著的提高(P<0.05),并且可以显著地降低玉米体内丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量(60%)。【结论】菌株yl923、hs032和hy127具有优秀的耐盐促生性能,组合成的混合菌剂能在干旱和盐胁迫下促进植物的生长,具有改良旱区盐渍化土壤的潜力。     

炭样小单孢菌JXNU-1产抗生素JX对嗜根考克氏菌肽聚糖合成的影响及其机理

为了揭示一株具有广谱抗菌活性炭样小单孢菌JXNU-1产的核苷类抗生素JX对嗜根考克氏菌肽聚糖合成的影响,本研究采用超声破壁、称重法研究抗生素对嗜根考克氏菌细胞壁含量变化,采用iTRAQ技术对抗生素处理前、后嗜根考克氏菌的蛋白质组进行比较分析。结果显示,在抗生素JX作用下,嗜根考克氏菌细胞分裂被抑制,细胞壁含量升高;iTRAQ技术鉴定了抗生素胁迫下的嗜根考克氏菌细胞中的1 780个蛋白,其中差异表达蛋白149个,包括表达上调蛋白106个,表达下调蛋白43个,上调表达蛋白中包括有一与肽聚糖合成的相关酶MurG。本研究为揭示炭样小单孢菌JXNU-1产抗生素JX的抗菌作用机制提供了基础数据。     

根际通气状况对盐胁迫下棉花幼苗生长的影响

以溶液培养的棉花(Gossypium hirsutum)幼苗为材料,测定了不同盐胁迫程度和不同通气状况下棉花幼苗株高、根系体积、根系和茎叶生物量以及灰分含量的变化,以探索根际通气状况对盐胁迫下棉花生长的影响。结果表明,盐胁迫抑制棉花植株生长,表现为植株变矮、叶面积减小和干物质积累下降;根际环境通气不良也会导致棉花幼苗生长受抑制、干物质积累下降和矿质元素吸收减少等。进一步比较盐胁迫和根际通气状况及两者组合作用对棉苗生长的影响,发现盐胁迫对株高和总生物量的影响较大,而根际通气状况对根系体积、根系生物量、根冠比和矿质元素吸收的影响较大。总体表现为:盐胁迫对茎叶生长的不利影响较大,而根际通气状况对根系生长的不利影响较大。同时,在根际环境通气良好的条件下,不同程度盐胁迫导致的棉花幼苗株高、根系体积、叶面积、根系生物量和总生物量的变化程度远小于根际环境通气不良条件下的变化程度。实验结果表明,根际环境通气良好可以减弱盐胁迫对棉花生长发育的抑制作用,而根际环境通气不良则会加重盐胁迫的不利影响。     

La(NO3)3浸种对NaCl胁迫下红小豆幼苗生长的影响

采用向1/2Hoagland营养液中按一定比例添加中性盐(NaCl)模拟盐胁迫的方式,研究了La(NO3)3浸种对盐胁迫下红小豆(Phaseolus angularis)幼苗生长的影响.结果表明:(1)与对照组相比,盐胁迫不同程度地降低了红小豆幼苗的株高、叶面积、地上部分鲜重、总根数及根系活力、根苗SOD、POD、CAT活性等,明显增加了根苗MDA含量水平.(2)使用适当浓度的La(NO3)3浸种可以提高对照组和盐处理组红小豆的株高、叶面积、总根长、总根数、叶绿素、根活力及SOD、POD和CAT活性,也可以显著降低根苗MDA含量水平,且大多表现出在盐胁迫下变化幅度高于正常处理.La(NO3)3浸种有利于缓解盐胁迫带来的不良影响.(3)低浓度的La(NO3)3浸种处理能够提高红小豆幼苗的耐盐性,缓解盐胁迫伤害,而高浓度处理则加剧了盐胁迫伤害.30 mg/L La(NO3)3浸种对提高红小豆幼苗耐盐性的效果最好.     

La（NO3）3浸种对NaCl胁迫下红小豆幼苗生长的影响

采用向1／2Hoagland营养液中按一定比例添加中性盐（NaCl）模拟盐胁迫的方式,研究了h（NO3）,浸种对盐胁迫下红小豆（Phaseolus angularis）幼苗生长的影响。结果表明：（1）与对照组相比,盐胁迫不同程度地降低了红小豆幼苗的株高、叶面积、地上部分鲜重、总根数及根系活力、根苗SOD、POD、CAT活性等,明显增加了根苗MDA含量水平。（2）使用适当浓度的La（NO3）3浸种可以提高对照组和盐处理组红小豆的株高、叶面积、总根长、总根数、叶绿素、根活力及SOD、POD和CAT活性,也可以显著降低根苗MDA含量水平,且大多表现出在盐胁迫下变化幅度高于正常处理。La（NO3）3浸种有利于缓解盐胁迫带来的不良影响。（3）低浓度的La（NO3）3浸种处理能够提高红小豆幼苗的耐盐性,缓解盐胁迫伤害,而高浓度处理则加剧了盐胁迫伤害。30mg／L La（NO3）3浸种对提高红小豆幼苗耐盐性的效果最好。     

DCPTA对盐胁迫下玉米苗期根系生长、渗透调节及膜透性的影响

黑龙江省西部地区盐碱土面积约有66.7×104hm2,制约着黑龙江省粮食生产水平的进一步提高。叔胺类活性物质2-(3,4-二氯苯氧基)-乙基-二乙胺(DCPTA)具有提高作物抗逆性作用,为探讨DCPTA提高玉米耐盐性机制,采用营养液水培试验,在前期试验基础之上,选取"先玉335"(耐盐性强)和"丰禾1号"(耐盐性弱)2个品种,研究DCPTA(15mg·L-1)对Na Cl胁迫下(150 mmol·L-1)玉米幼苗根系生长、渗透调节及质膜透性的影响。结果表明:DCPTA能增加盐胁迫下幼苗的根长、根表面积、根体积、根鲜重和根干重,缓解盐胁迫对根系生长的抑制;DCPTA维持了根系水分平衡,提高了盐胁迫下幼苗根系相对含水量,"先玉335"和"丰禾1号"分别提高3.6%和6.4%;DCPTA通过提高根系可溶性糖含量和可溶性蛋白含量,降低幼苗根系脯氨酸含量,增强了盐胁迫下玉米幼苗根系的渗透调节能力,并通过降低根系丙二醛(MDA)含量和相对电导率,保护了根系质膜结构和功能;与盐胁迫相比,"先玉335"丙二醛含量和相对电导率分别降低21.6%和24.2%,"丰禾1号"分别降低28.1%和30.4%;DCPTA缓解盐胁迫对根系伤害的效果表现为"丰禾1号""先玉335"。     

壳聚糖对镉胁迫下玉米幼苗根系生长及叶片光合的影响

本试验采用营养液水培法,以玉米品种"郑单958"(镉不敏感型)和"东农253"(镉敏感型)为试验材料,研究在80 mg·L~(-1)Cd~(2+)胁迫下100 mg·L~(-1)壳聚糖对玉米幼苗干鲜重、根系特征(根长、根表面积、根体积、平均直径、总根尖数)、根系细胞膜透性、根系抗氧化酶(SOD、POD)活性、叶片叶绿素含量、光合参数(P_n、G_s、T_r、C_i)及最大光能转化效率(F_v/F_m)的影响,探究壳聚糖提高玉米幼苗抗镉胁迫能力的生理生化机制。结果表明:80mg·L~(-1)Cd~(2+)抑制了玉米幼苗的生长,破坏了根系细胞膜的稳定性和抗氧化酶活性,抑制了叶片光合作用;壳聚糖缓解了镉胁迫对玉米根系生长的抑制,增加了幼苗的根长、根表面积、根体积;增强了根系的渗透调节能力,降低了根系的MDA含量和相对电导率;抑制了根系活性氧的产生,增加了SOD和POD活性;提高了叶片的光合作用,增加了叶片的叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量、净光合速率(P_n)和F_v/F_m,从而缓解了镉胁迫对幼苗生长的抑制作用,且对"东农253"(镉敏感型)的缓解效果更好,为壳聚糖应用到玉米抗镉胁迫生产上提供了依据。     

一氧化氮对水分胁迫下玉米种子萌发及幼苗生理特性的影响

以0.4mol/L的甘露醇(M)模拟水分胁迫状况,研究了外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)对水分胁迫下玉米种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响。结果表明:(1)水分胁迫下,玉米种子萌发和幼苗生长受到抑制,叶片丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性、脯氨酸含量均显著增加;(2)SNP能显著提高水分胁迫下玉米种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,增加玉米幼苗的根长、茎长、根重和整株干重,抑制水分胁迫下玉米幼苗叶片MDA含量的上升,降低叶片质膜相对透性,降低脯氨酸含量。其中以100μmol/L和200μmol/LSNP对水分胁迫的缓解效果最佳。     

新疆木碱蓬(Suaeda dendroides)根际耐盐促生细菌的筛选及鉴定

【背景】新疆是全国最大的盐渍化土壤分布区,土壤盐渍化严重影响作物生长,耐盐促生菌可以有效改善土壤肥力,提高作物抗逆性,促进植物生长,提高土壤利用率。【目的】分离筛选获得木碱蓬(Suaeda dendroides)根际土壤中耐盐促生菌菌株,对优良促生作用的菌株进行分子鉴定,挖掘微生物资源,为微生物菌剂的研制奠定基础。【方法】采用传统的分离方法筛选获得木碱蓬根际耐盐微生物,采用"三级筛选体系"筛选获得耐盐促生菌菌株,用CTAB法提取菌株DNA,对菌株16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定耐盐促生菌菌株的分类地位。【结果】从木碱蓬根际共分离获得耐盐微生物58株,8株具有固氮活性,解磷活性菌株12株,具有解钾活性菌株15株,产IAA活性的菌株3株,具有较强产氨活性的菌株2株。经过促生平板筛选,菌株GTZW50-5和MH-F促进了拟南芥生长,表现出较好的促生效果,通过小麦盆栽试验,菌株GTZW50-5对小麦的根长以及株高具有显著的促生作用,在一定程度上提高了植物体内的叶绿素含量。MH-F菌株对小麦的根系具有较显著的促生作用,且对小麦的叶绿素及脯氨酸含量在不同盐浓度下都有所提高。经过系统发育分析,GTZW50-5与Bacillus vallismortis (AY603658)序列相似度达到99.43%,鉴定属于Bacillus vallismortis,MH-F与Enterobacterludwigii(JTLO01000001)序列相似度为98.34%,鉴定属于Enterobacter属。【结论】菌株GTZW50-5与MH-F均具有较好的促生效果,这为耐盐微生物资源的开发和利用提供了理论依据。     

肠杆菌FYP1101对盐胁迫下小麦幼苗的促生效应

【背景】中国盐碱地面积大、分布广、类型丰富,主要分布在东北、西北、华北及滨海地区,近年来的研究表明通过生物治理方式接种植物根际促生菌可提高植物对盐胁迫的抗性,从而加速盐碱地治理。【目的】初步揭示肠杆菌(Enterobacter sp.)FYP1101对盐胁迫下小麦幼苗的促生效应和机理,以期为该菌株的田间应用提供理论依据。【方法】基于涂布划线技术,以植酸磷培养基进行分离纯化,分别以Ashby培养基、无机磷培养基进行具有固氮、解无机磷能力细菌的初筛,之后对纯化所得细菌进行固氮、解植酸磷、解无机磷、产铁载体、产1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶、产吲哚乙酸(IAA)能力的分析;基于16S r RNA基因序列对FYP1101做初步分类鉴定;设置3种处理(施加含FYP1101的颗粒菌肥,FP;施加不含菌的空载体颗粒,NK;颗粒菌肥和空载体颗粒都不施加的空白处理,CK),采用盆栽试验分析不同处理下的盐胁迫小麦生长性状及其根际土理化性质变化。【结果】共分离得到96株菌,其中一株编号为FYP1101的菌株耐盐性达8%,且具有较强的固氮能力[固氮酶活性为2.59 nmol C2H4/(h?mg蛋白)]、解植酸磷能力(2.70μg/m L)、解无机磷能力(4.29μg/m L)、产铁载体能力(D/d为2.88)、ACC脱氨酶活性[7.32μmolα-丁酮酸/(h·mg蛋白)]、产IAA能力(24.93 mg/L);基于16S r RNA基因序列,将FYP1101鉴定为Enterobacter属的菌株;FP相比NK和CK处理,显著提高了盐胁迫下小麦的叶绿素含量及地上和地下的生物量(提高约19%-54%),显著增加了根长(增幅约46%);根际土有机质和速效氮含量也显著提高,提高约52%-98%,根际土p H略降低(0.12和0.17),盐度升高约40%。【结论】Enterobacter sp.FYP1101具有多种植物促生特性,可显著影响盐胁迫下小麦幼苗根形态的建成,提高根际土营养、降低小麦对盐的吸收,促进小麦幼苗生长,在促进植物适应逆境胁迫方面具有良好的应用潜力。     

盐分胁迫对啤酒大麦幼苗生长、离子平衡和根际pH变化的影响

盐分胁迫不仅影响植物的生长,而且会影响植物根际微域环境。根际pH的改变对土壤养分的有效性和微生物群落组成的变化有重要影响。为了探究啤酒大麦幼苗对不同类型盐分胁迫的生理生态响应机制和根际pH变化影响的生理机制,采用水培法,通过不同类型盐分(对照、混合Na盐、混合Cl盐和NaCl)胁迫处理啤酒大麦幼苗,对其生长、离子平衡和根际pH变化进行了研究。结果表明,1)在3种不同类型盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗地上部干重、含水量均有所降低,而根冠比增加,尤其在NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗地上部干重较对照显著降低了17.88%,而根干重和根冠比则分别增加了19.12%和43.86%。不同类型盐分胁迫抑制了啤酒大麦幼苗根长的生长,尤其在混合Na盐胁迫下根长降低明显(P0.05),但促进了根表面积和根体积的增加,尤其在混合Cl盐胁迫下,根表面积和根体积分别增加了41.76%和84.38%。2)不同类型盐分胁迫下啤酒大麦幼苗地上部离子平衡发生改变,在混合Na盐和NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗主要吸收Na~+,地上部K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+显著降低;混合Cl盐和NaCl胁迫下则过量吸收Cl~-,抑制了H_2PO_4~-、NO_3~-和SO_4~(2-)的吸收。3)在混合Na盐、混合Cl盐和NaCl盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗对阴离子的吸收总量高于对阳离子的吸收总量,离子平衡计算结果表明根际呈碱化现象,与原位显色结果一致,且在混合Cl盐胁迫下根际碱化程度最大。     

La(NO3)3浸种对NaCl胁迫下红小豆幼苗生长的影响

采用向1/2Hoagland营养液中按一定比例添加中性盐(NaCl)模拟盐胁迫的方式,研究了La(NO₃)₃浸种对盐胁迫下红小豆(Phaseolus angularis)幼苗生长的影响。结果表明:(1)与对照组相比,盐胁迫不同程度地降低了红小豆幼苗的株高、叶面积、地上部分鲜重、总根数及根系活力、根苗SOD、POD、CAT活性等,明显增加了根苗MDA含量水平。(2)使用适当浓度的La(NO₃)₃浸种可以提高对照组和盐处理组红小豆的株高、叶面积、总根长、总根数、叶绿素、根活力及SOD、POD和CAT活性,也可以显著降低根苗MDA含量水平,且大多表现出在盐胁迫下变化幅度高于正常处理。La(NO₃)₃浸种有利于缓解盐胁迫带来的不良影响。(3)低浓度的La(NO₃)₃浸种处理能够提高红小豆幼苗的耐盐性,缓解盐胁迫伤害,而高浓度处理则加剧了盐胁迫伤害。30mg/LLa(NO₃)₃浸种对提高红小豆幼苗耐盐性的效果最好。     

改良剂对苏打盐碱土玉米幼苗生长和生理特性的影响

为了研究盐碱胁迫下改良剂——石膏、粉煤灰和聚丙烯酰胺(PAM)对玉米生长的保护机制及适宜配比,对盆栽玉米"郑单958"幼苗的离子含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量等生理指标进行了分析。结果表明:添加改良剂后,玉米幼苗体内Na+含量显著降低,Ca~(2+)和K~+含量则显著增加(P0.01);SOD、POD、CAT活性均有所增加(P0.05);MDA、脯氨酸和可溶性糖含量下降(P0.05);叶绿素a明显增加,荧光参数F0和Fm也明显增加;总根长、根总表面积、根体积、根尖数、生物量和株高(P0.05)也显著增加。相关分析表明,Na+含量与CAT活性(-0.60)、MDA含量(0.79)和叶绿素含量(-0.59)显著相关,Na~+含量、MDA含量和CAT活性与玉米幼苗茎叶及根系生长相关显著。石膏与PAM配合(12 g石膏+0.75 g PAM·kg~(-1)土)的效果最好。     

内生细菌对盐胁迫下小麦幼苗脯氨酸和丙二醛的影响

以周麦18为试验材料,以内生菌252和254为供试菌株,试验采用盆栽法设置盐胁迫组、盐胁迫接菌组和对照组,研究不同盐浓度胁迫下接菌处理对小麦幼苗脯氨酸(Pro,proline)和丙二醛(MDA,malondialdehyde)含量的影响。结果表明:小麦幼苗在盐胁迫环境下,随着培养时间和盐浓度增加,盐胁迫组Pro含量先升后降。在前中期,盐胁迫组小麦Pro含量逐渐积累,提高了小麦抗逆性;在后期Pro含量较中期有一定程度下降,小麦逐渐对盐环境产生适应性。随着盐浓度升高,盐胁迫组小麦在不同培养阶段对盐环境的抵抗能力不同,每个时期对盐抵抗能力有一阈值,超过此盐浓度Pro含量下降,抵抗能力减弱。接菌处理后,小麦Pro含量升高,提高了抗盐胁迫能力,第14天时修复效果最明显,接菌252处理组和254处理组分别在盐浓度为200 mmol/L和250 mmol/L时高出盐胁迫组133.48%和91.48%。盐胁迫组MDA含量随时间延长先降后升,与Pro含量变化趋势相反。在前中期,盐胁迫组小麦膜质过氧化程度不高,对小麦正常代谢活动尚未造成严重影响,在后期MDA含量升高,盐胁迫组小麦逐渐枯萎。接菌后,降低了幼苗细胞膜脂化程度,提高了小麦存活率,促进幼苗生长,MDA含量在21 d时均低于盐胁迫组,修复效果显著。     

外源脯氨酸对镉胁迫下小麦幼苗生长的影响

以高蛋白小麦品种“北农9549”为试材,研究喷施不同浓度脯氨酸(0、1.0、5.0和10.0 mmol·L^-1)对镉胁迫下小麦幼苗生长和重金属吸收的影响.结果表明： 以不施镉为对照,1.0 mmol·L^-1CdCl₂胁迫下,小麦幼苗的根长、株高和干质量分别显著下降24.0%、15.0%和27.5%,叶绿素a、b和类胡萝卜素含量分别显著下降23.3%、6.7%和30.8%,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低了18.4%,内源脯氨酸、抗坏血酸和丙二醛(MDA)含量分别显著上升78.6%、31.5%和17.9%,细胞膜相对透性显著升高24.8%,过氧化物酶(POD)活性为对照的2.4倍,并且促进对铜的吸收,抑制锌的吸收.随外源脯氨酸浓度的增加,小麦幼苗的根长、株高、干质量、叶绿素和类胡萝卜素含量均逐渐恢复到对照水平,抗坏血酸、内源游离脯氨酸含量和SOD活性均上升,可溶性蛋白含量先上升后下降,POD活性、MDA含量和细胞膜相对透性下降,而锌积累量升高,镉、铜积累量下降.叶面喷施外源脯氨酸可缓解镉对小麦幼苗生长的胁迫,以喷施5.0～10.0 mmol·L^-1外源脯氨酸效果最佳.     

丛枝菌根真菌对砂培玉米幼苗根系特征、光合生理与镉累积的影响

【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)是一类重要的土壤微生物,能显著影响植物对镉(cadmium,Cd)的耐性与累积,但其对不同形态Cd胁迫的响应尚不清楚。【目的】探讨不同形态Cd胁迫下接种AMF对玉米(Zea mays L.)生长和Cd累积的影响。【方法】采用30 cm高的培养容器填装石英砂(0.2 mm),开展室内砂培玉米试验,研究溶解态和胶体态Cd (1 mg/kg)胁迫下,接种摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae)对玉米幼苗生长、根系特征、光合生理及Cd累积的影响。【结果】双因素分析表明,AMF和Cd形态均对玉米生长(株高和生物量)、根系特征、光合生理(叶绿素含量和光合速率)与Cd累积量存在显著的影响,但二者之间没有显著交互作用。与未接种处理相比,接种AMF显著降低玉米株高、生物量、叶片叶绿素含量和光合速率,抑制玉米根长、根表面积、根体积和根尖数;同时增加了玉米根系Cd含量,但减少玉米地上部Cd含量以及地上部与根系Cd累积量;与胶体态Cd处理相比,溶解态Cd显著降低玉米的根长、根表面积、平均根系直径、根尖数和地上部Cd累积量,但增加了植株叶片光合速率、根系Cd含量和累积量。相关分析发现,玉米根长、根表面积和根尖数与地上部Cd含量呈显著或极显著正相关,与根系Cd含量呈极显著负相关。【结论】溶解态Cd比胶体态Cd对砂培玉米幼苗的毒害效应严重,而且接种AMF加重溶解态和胶体态Cd对玉米幼苗的损伤,但降低了植株对Cd的累积。     

镧浸种对盐胁迫下小麦幼苗生长及其生理特征的影响

通过水培方式研究了0、25、50和100 mg/L硝酸镧浸种对盐胁迫条件下小麦品种临抗11和临优2069根系及幼苗生长的影响.结果表明:(1)与对照组相比,盐胁迫处理小麦幼苗植株矮,根系短,叶片叶绿素含量、根系活性吸收面积以及SOD和CAT活性明显降低,叶片MDA与Pro含量水平显著上升;在钠离子浓度相同的情况下,Na2CO3对小麦生长的影响大于NaCl.(2)适当浓度硝酸镧浸种处理增加了盐胁迫下小麦幼苗的株高、总根长、根系活性吸收面积及SOD和CAT活性,且各指标在盐胁迫下增加幅度高于正常水分处理.(3)2个小麦品种对镧处理的敏感程度存在差异,不同小麦品种及不同盐胁迫下最适的镧浸种浓度不同.研究发现,适当浓度镧浸种能有效缓解盐胁迫对小麦幼苗的伤害,具有显著促进小麦根系生长、培育壮苗的作用.     

芽孢杆菌T3菌株对镉胁迫下蒌蒿生理特性和根际微生物的影响

为探讨镉(Cd)胁迫条件下蒌蒿对促生细菌(PGPB)的响应机制,以芽孢杆菌T3(Bacillus sp.)菌株为对象,通过盆栽试验,研究不同Cd处理水平下芽孢杆菌T3菌株对蒌蒿生长、生理、Cd富集转运以及根际微生物的影响。结果表明:(1)在Cd胁迫条件下,芽孢杆菌T3菌株可显著促进蒌蒿地上部、地下部及总干物质的积累,但对株高和根冠比的影响不明显。(2)芽孢杆菌T3菌株能显著促进Cd胁迫条件下蒌蒿对Cd的富集与转运,相比单一Cd胁迫,蒌蒿地上部生物富集系数(BCF)增加了8.3%~29.3%,地下部BCF减少了6.6%~11.1%,同时转运系数(TF)增加了20.8%~38.3%。(3)在Cd胁迫和芽孢杆菌T3菌株的共同作用下,蒌蒿叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量明显增加。(4)芽孢杆菌T3菌株使Cd胁迫条件下蒌蒿体内丙二醛(MDA)含量显著减少,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性明显增加,可有效抵御由Cd胁迫所产生的氧化伤害。(5)芽孢杆菌T3菌株能显著增加Cd胁迫条件下蒌蒿根际土壤细菌、放线菌数量及微生物总量,可减少蒌蒿根际土壤真菌的数量,但与对照差异不显著。研究表明,在Cd胁迫条件下芽孢杆菌T3菌株对蒌蒿生长、生理和根际土壤微生物环境可产生积极影响,可增强蒌蒿植物对Cd胁迫环境的适应性,从而提高其对Cd的耐受能力。