白马雪山云南黄芪与灰毛康定黄芪根际微生物物种多样性及抗生物膜活性菌株筛选

【背景】细菌生物膜是造成病原菌耐药性增强和持续感染的主要因素,但目前尚无针对抗菌膜的特效药物。特境植物根际微生物可产生大量具有提高宿主免疫功能的活性成分,极具抗生物膜药源开发潜力。【目的】了解滇西北高寒特境白马雪山分布的云南黄芪与灰毛康定黄芪植物根际微生物的物种多样性,并对可培养菌株进行抑菌与抗生物膜活性筛选。【方法】采用宏基因组技术结合传统微生物培养方法,对采自我国云南迪庆藏族自治州德钦县白马雪山的云南黄芪与灰毛康定黄芪的根际微生物进行物种多样性研究,并通过“孔板法”测定其可培养菌株发酵液乙酸乙酯粗浸膏的抗菌、抗生物膜活性。【结果】宏基因组测序结果显示,云南黄芪根际土壤样本中的微生物来自6门7纲8目8科9属10种,其中栖热菌属为优势菌群;灰毛康定黄芪根际土壤样本中的微生物来自6门8纲10目11科14属15种,其中慢生根瘤菌属为优势菌群。通过纯培养共获得145株可培养菌株,包括112株细菌和33株真菌。其中,云南黄芪根际细菌59株,共计16属35种,优势属为假单胞菌属和链霉菌属;根际真菌19株,共计4属5种,优势属为曲霉属;灰毛康定黄芪根际细菌53株,归属于16属29种,优势属为芽孢杆菌属与寡养单胞菌属;根际真菌14株,归属于3属4种,优势属为曲霉属。从不同种水平上选择51株细菌和7株真菌为代表菌株进行抗生素药源评估,发现5株细菌及1株真菌发酵液的乙酸乙酯粗浸膏具有中等至较强的抗革兰阳性菌活性,而且其中4株具有抗MRSA生物膜活性,最终确定了链霉属放线菌Streptomyces fulvissimus KTA1和曲霉属真菌Aspergillus fumigatus YNF5为潜力活性菌株。【结论】首次报道了滇西北地区高寒特境黄芪属植物根际微生物具有较好的物种多样性,而且具有一定的抗生素药用资源开发潜力。本研究对滇西北高寒特境特色植物来源的微生物资源开发利用与保护具有重要的借鉴意义。     

烟草根际可培养微生物多样性及防病促生菌的筛选

【背景】根际微生物在植物根部生态系统中扮演着重要角色,影响着植物的营养吸收和健康生长。【目的】了解常年不发病烟田烤烟品种K326根际可培养微生物的多样性,筛选具有防病促生功能的菌株,为烟草病害绿色防控提供资源。【方法】采用传统培养方法对烟草根际土壤中的细菌和真菌进行分离鉴定,评价菌株的促生特性及病原菌拮抗能力,并进一步验证典型菌株对盆栽烟苗的促生效果。【结果】共获得261株微生物菌株,包括160株细菌和101株真菌。经分子鉴定,细菌中以变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)为主要类群;真菌中以子囊菌门(Ascomycota)和毛霉菌门(Mucoromycota)为主要类群。在属水平上,细菌以假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)为主,真菌以曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)为主。从不同种水平上进一步选择44株细菌为代表菌株,发现它们均具有不同程度的吲哚-3-乙酸(Indole-3-Acetic Acid,IAA)产生能力,9株能够溶解有机磷,16株能够溶解无机磷,13株产生铁载体,14株产...     

蒙古黄芪不同生育期黄酮类成分积累及其根际微生物多样性研究

该研究比较了内蒙古赤峰市翁牛特旗、锡林郭勒盟正蓝旗、包头市固阳县、山西省大同市浑源县和甘肃省定西市陇西县5个不同种源的蒙古黄芪不同生育期生长情况及黄酮类成分含量积累,并采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析不同生育期根际土壤微生物多样性。结果显示:(1)随着生育期推进,固阳、浑源和赤峰种源的黄芪生长较快,根干重在9月份达到峰值,其他生物量指标种源间差异不大。(2)陇西和浑源种源的黄芪根中毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量较高,并在9月份达到峰值,而其他成分(芒柄花苷、毛蕊异黄酮和芒柄花素)呈波动变化。(3)蒙古黄芪不同生育期内根际土壤微生物群落差异较大,其中根际细菌变化最为明显,9月份多样性更高,而真菌群落差异相对较小,不同种源间根际微生物群落组成相似。研究表明,蒙古黄芪毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量随生育期显著上升,故最佳采收期不宜过早,而微生物群落结构的差异可能是蒙古黄芪获得生长优势和有效成分积累的重要因素之一。     

东乡野生稻根际可培养细菌多样性及其植物促生活性分析

为了解江西东乡野生稻(Oryza rufipogon)不同生育期根际可培养细菌群落多样性动态,从中寻找新的具有植物促生活性的微生物资源,分别于2009年5月、8月和11月采集了东乡野生稻秧苗期、抽穗期和成熟期根际土壤,采用稀释平板法分离到118株根际细菌,并检测了其植物促生活性.16S rRNA基因序列分析结合菌体形态...     

不同栽培时间三叶赤楠根际微生物多样性及其PCR-DGGE分析

应用聚合酶链式反应—变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）研究了不同栽培时间三叶赤楠根际微生物多样性特征。结果表明：采用改进的蛋白酶K-CTAB法提取的三叶赤楠土壤DNA经PCR扩增的产物经DGGE检测后得到的电泳条带清晰且分离效果好,可以明显反映出三叶赤楠生长过程中土壤微生物多样性的变化。栽培时间对三叶赤楠根际微生物特征有很大影响：随着栽培时间增加,土壤微生物多样性增加,在第4年多样性指数达到最高值2.741,第8年时多样性指数降为1.378。不同栽培时间三叶赤楠根际微生物类群组成有所变化。根际微生物特征可以作为盆景换盆的一个指导因素,三叶赤楠盆景的换盆在其生长4~6年时进行可能最为合适,此时三叶赤楠根际微生物的多样性最为丰富,进行换盆会加快其根际微生态系统的建成。     

大庆盐碱地九种植物根际土壤微生物群落结构及功能多样性

盐碱土是陆地表面生态脆弱区域。它与荒漠化过程相伴而生,不但造成了资源的破坏、农业生产的巨大损失,而且还对生物圈和生态环境构成威胁。研究盐碱地植物根际土壤微生物群落的多样性,对于盐碱土壤的植被恢复和生态重建具有重要意义。运用PCR-DGGE技术和Biolog微平板法,对大庆盐碱地9种不同植物根际土壤微生物结构和功能的多样性进行了分析。结果表明,不同植物根际土壤微生物组成不同,同一科的植物具有相似的微生物组成。对11个克隆进行了序列测定,发现这一地区植物根际优势微生物菌群为变形菌门(Proteobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)。利用Biolog微平板法分析了微生物群落功能多样性。结果表明,不同植物根际土壤细菌群落对底物碳源的代谢特征存在着一定的差异,其中豆科的野大豆根际土壤细菌对底物碳源的代谢能力最强。     

基于高通量测序考察甘肃黄芪种植区根际土壤微生物群落结构及多样性

采用高通量测序技术,考察分析甘肃6个不同黄芪种植区黄芪根际微生物菌群结构特征.结果表明,甘肃黄芪种植的六个地区其根际土壤细菌分属于31个门、97个纲、211个目、330个科、614个属、共1163个种,根际土壤真菌分属于13个门、46个纲、98个目、202个科、412个属、共656个种.细菌在门水平的群落结构特征主要为...     

入侵植物加拿大一枝黄花根际解钾菌多样性及解钾活性

入侵植物加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)具有较强的钾(K)富集能力, 这可能和其对土壤微生物群落的改变有关。根际解钾菌能够将植物难以利用的矿物态钾转化为植物可以利用的可溶性钾, 而加拿大一枝黄花如何影响根际解钾菌多样性和解钾活性尚未明了。该研究以浙江省杭州湾湿地围垦区内自然生长的加拿大一枝黄花和其伴生本地植物白茅(Imperata cylindrica)为研究对象, 比较了加拿大一枝黄花和白茅体内及土壤中的钾含量水平, 钾供给水平对生物量积累的影响, 以及根际解钾菌的数量、多样性和解钾活性的差异。结果表明, 加拿大一枝黄花茎、叶中的钾含量均显著高于白茅, 分别是白茅的1.59和7.33倍; 加拿大一枝黄花和白茅的土壤全钾含量差异不显著, 速效钾含量在0-10 cm土层中差异显著、在10-20 cm土层中差异不显著。随着钾供应水平提高, 加拿大一枝黄花和白茅的生物量均显著增加。利用解钾培养基计数培养后发现, 加拿大一枝黄花根际解钾菌的数量是白茅的3.51倍。分离培养后将出现解钾圈的菌株进行鉴定, 利用解钾液体培养实验测定其解钾量, 发现从加拿大一枝黄花根际土中分离得到的15个解钾菌株中, 有9个具有高效解钾能力, 其处理液中K ⁺含量较空白对照高出85.11%-192.54%, 其中菌株H2-20解钾能力最强, 解钾量为10.657 mg·L ^-1。加拿大一枝黄花根际解钾菌解钾作用显著高于白茅。经16S rDNA鉴定发现, 加拿大一枝黄花15个根际解钾菌株分属11个属, 其中有6个属已经被报道证实具有明显解钾能力。这些结果表明加拿大一枝黄花根际解钾菌数量较为丰富, 且大多具有较高解钾活性, 可能对其钾富集具有重要贡献。     

耐砷促生菌对超富集植物蜈蚣草砷吸收及根际微生物群落的调控作用

【目的】分析添加外源促植物生长微生物(plant growth-promoting bacteria,PGPB)对植物生长、砷富集和根际微生物的影响,为植物-微生物联合修复砷污染土壤提供参考。【方法】通过添加外源PGPB,研究蜈蚣草生物量和砷富集量与外源微生物促植物生长特性的关系,采用高通量测序技术分析蜈蚣草根际微生物群落在外源PGPB干预下的变化规律。【结果】2株根际菌(假单胞菌PG12、芽孢杆菌R19)和1株内生菌(恶臭假单胞菌S6)具备典型的促植物生长特性,对蜈蚣草的促生作用顺序为：PG12>S6>R19,与对照组相比,生物量分别提高了234%(P<0.01)、136%(P<0.01)和67%;添加外源PGPB后,蜈蚣草砷含量从对照的18.50 mg提高到了31.25-46.95 mg,增幅高达153%(PG12)和139%(S6),对应的蜈蚣草砷浓度从2616.34mg/kg降至1348.04-2 156.23 mg/kg,呈现出典型的砷“稀释效应”;α多样性指数Sobs、Chao和Ace显示,仅R19处理显著提高了根际微生物的群落多样性,而β多样性指数...     

高寒条件下根际环境对极小种群大理白前竞争能力的影响

大理白前(Cynanchum forrestii Schltr)是中国无危极小种群野生植物,研究高寒环境下大理白前-根际土壤系统的化学计量特征及其元素吸收,有助于解析极小种群的生存策略及其对环境的适应能力。以川西九龙县高寒草甸中的大理白前为对象,研究了其种群特征、光合色素特性、植物体和土壤的化学元素、根际土/非根际土的养分和细菌多样性。结果表明：与非根际土相比,根际土P、C/P和N/P较高而C/N较低,有机质(SOM)、全磷(TP)、全氮(TN)、速效氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)增加;大理白前根际土P与茎的N、C/P、N/P呈正相关,而与P、C/N呈负相关。高通量测序表明,根际土/非根际土的优势细菌包括6个类群。根际土的变形菌门、芽单胞菌门相对丰度较高,而酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门、厚壁菌门的相对丰度较低,拟杆菌门相对丰度降低了45.53%,变形菌门相对丰度增加了32.89%。RDA分析结果显示,变形菌门相对丰度与土壤C、N、P呈正相关。在高寒草甸中,大理白前株丛呈均匀分布,平均株高(27 cm)高于群落其他植物的平均水平,地上生物量占比高达41.24%,种群密度和生态...     

不同植物对黄顶菊根际土壤微生物和土壤养分的影响

[目的] 不同植物对外来入侵植物的抵御能力不同,研究不同植物对入侵植物根际土壤生态的影响可为筛选入侵植物的竞争替代植物提供科学依据。[方法] 利用同质园试验,以入侵植物黄顶菊为研究对象,设置黄顶菊单种、黄顶菊与不同植物（地肤、苘麻、苏丹草、反枝苋）混种处理,采用磷脂脂肪酸分析方法来研究不同植物对黄顶菊根际土壤微生物群落结构的影响,并结合土壤养分的变化探究不同植物对黄顶菊根际土壤生态的影响。[结果] 与黄顶菊单种相比,地肤和苘麻降低了黄顶菊根际微生物的总含量,改变了黄顶菊根际微生物群落结构。地肤、苘麻能竞争性抑制黄顶菊对铵态氮的吸收,从而抑制黄顶菊的生长。[结论] 不同植物的抵御能力与其土壤生态有关,替代植物通过改变黄顶菊根际土壤微生物,抑制黄顶菊对氮的吸收,从而抑制黄顶菊的生长,实现对黄顶菊的替代控制。     

Streptomyces rochei D74菌剂对向日葵、列当及其根际微生物的影响北大核心

【目的】研究娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)D74菌剂促进向日葵生长和抑制列当寄生的作用,及其对根际微生物的影响。【方法】通过构建向日葵-列当-S.rochei D74共培养体系,观察D74菌株对列当寄生的影响;采用田间小区试验,测定D74菌剂接种对向日葵植物生理指标和列当出土数的影响;测定向日葵产量指标,研究D74菌剂对向日葵籽粒品质及产量的影响;利用16S rRNA基因高通量测序技术和传统微生物培养方法,分析添加D74菌剂对向日葵根际微生物群落结构的影响。【结果】D74菌剂能够促进向日葵生长[茎秆重和花盘重分别显著增加(P<0.05)37%-40%和21%-37%],同时抑制28%-46%(P<0.05)的列当出土;还可以提高向日葵籽粒中粗蛋白含量5%-9%、大粒占比约66%(P<0.05)和百粒重8%-18%,并且通过产量测定表明,D74菌剂可增产约30%(P<0.05),这对提高农民经济收益具有深远意义。D74菌剂对向日葵根际微生物群落具有显著影响,调节了群落有益微生物数量。【结论】D74菌剂可以显著降低向日葵根部列当寄生病害的发生,促进花盘生长,使籽粒饱满,具有实际应用价值和推广意义。     

乳白花黄耆(豆科)的一些新异名

通过对模式标本和模式产地标本以及大量腊叶标本的研究,结合野外居群生物学观察,认为科布尔黄耆(Astragalus koburensis Bunge)、宁夏黄耆(A.ningxiaensis Podlech et L.R.Xu)、河套盐生黄耆(Astragalus salsugineus Kar.et Kir.var.hetaoensis H.C.Fu)、德令哈黄耆(Astragalus acceptus Podlech et L.R.Xu)均为乳白花黄耆(Astragalus galactites Pall.)的异名,该文对其进行了订正。     

入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性

[目的] 探明严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构。[方法] 采集长沙县黄花镇郭公渡5处严重入侵地加拿大一枝黄花根际和非根际土壤,应用Illumina高通量测序技术研究加拿大一枝黄花根际和非根际土壤微生物群落结构及多样性。[结果] 加拿大一枝黄花根际土壤有机质含量显著高于非根际土壤,二者间含水量差异不显著。在微生物群落多样性和丰度上,根际土壤细菌的Shannon指数和Simpson指数均大于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均小于非根际土壤,而根际土壤真菌的Shannon指数和Simpson指数均小于非根际土壤,Chao1指数和ACE指数均大于非根际土壤。在门水平上,酸杆菌门Acidobacteriota和变形菌门Proteobacteria的细菌总相对丰度在根际和非根际土壤样品中占比分别为42.92%和34.23%。子囊菌门Ascomycota的真菌相对丰度在根际土壤和非根际土壤样品中占比分别为58.6%和57.3%。在属水平上,根际土壤细菌中太阳念珠菌属Candidatus Solibacter、Ellin6067、伯克氏菌属Burkholderia-Caballeronia-Paraburkholderia和慢生根瘤菌属Bradyrhizobium的相对丰度明显高于非根际土壤,而不动杆菌属Acinetobacter的相对丰度显著低于非根际土壤。根际土壤真菌中的小画线壳属Monographella、鬼笔属Phallus、被孢霉属Mortierella、镰刀菌属Fusarium、斜盖伞属Clitopilus的相对丰度均明显高于非根际土壤,而Sistotrema、unidentified_Ascomycota_sp、unidentified_Paraglomerales_sp、茶渍属Lecanora的相对丰度明显低于非根际土壤。[结论] 加拿大一枝黄花的入侵改变了根际微生物群落结构及组成,使之与非根际存在一定的差异,为加拿大一枝黄花成功入侵的机理研究提供理论支撑。     

辽宁碱蓬根际土壤真菌多样性的季节变化及其耐盐性

采用稀释平板法和形态学鉴定法进行了辽宁碱蓬(Suaeda liaotungensis)根际土壤真菌的分离鉴定及季节、盐度对真菌多样性的影响分析。结果表明:春、夏、秋、冬四季辽宁碱蓬根际土壤中的真菌菌落数分别为6410、4180、5730和3340,种类分别为6属13种、9属16种、11属31种、6属12种,共分离鉴定出13属42种真菌;其根际土壤真菌的多样性指数、丰富度指数和均匀度指数,从大到小的次序均为秋夏春冬,3种指数均在秋季达到峰值;多样性指数和丰富度指数差异较大,均匀度指数波动较小,春季和冬季的均匀度指数相近。辽宁碱蓬根际土壤真菌种类明显多于无植被土壤,是无植被土壤的7倍,多样性指数和均匀度指数分别是无植被土壤的4—8倍和1—1.2倍;其根际土壤真菌优势种群包括青霉属(Penicillium)、葡萄穗霉属(Stachybotrys)、枝孢属(Cladosporium)、木霉属(Trichoderma)、曲霉属(Aspergillus)和镰孢属(Fusarium);4个季节的优势菌不尽相同,但均有一个共同的优势菌属青霉属。以Na Cl浓度梯度法制造盐胁迫生境,检测辽宁碱蓬根际土壤真菌对盐胁迫的响应,结果表明:60%左右的菌种能耐受5%以下盐度、15%左右的菌种能耐10%—20%盐度;筛选出了6株高度耐盐菌:细交链孢霉、草酸青霉、产黄青霉、烟曲霉、细极链格孢和赭曲霉,其中最高耐盐菌种赭曲霉可耐20%盐度。创新之处在于以盐度和季节为变量检测辽宁碱蓬根际土壤真菌的种群构成,为其深入研究奠定了理论基础。     

辣椒秸秆对滇黄精及其根际微生物群落的影响

【背景】根际微生物直接或间接影响药用植物的生长发育和品质形成,通过改善土壤理化性质来提高益生菌多样性,促进植物病虫害的生物防治和提高植物产量、品质。【目的】探究栽培土壤中添加辣椒秸秆对滇黄精生长质量和根际细菌群落结构的影响。【方法】收集种植滇黄精无处理土壤(CK)、添加腐熟辣椒秸秆改良肥土壤(X)、添加商品复合肥土壤(Y)的根际附着土样,测量滇黄精生长质量,并通过高通量测序对其根际细菌群落进行功能和结构解析。【结果】X处理的滇黄精生长质量显著优于CK处理,而且与Y处理无显著差异,其中多糖含量和根系活力明显提高,分别较Y处理提高了24.48%和56.98%。同时显著增加了种植土壤的有机质和孔隙度。在根际细菌群落分析中,相对丰度最高的是变形菌门(Proteobacteria),占比分别为CK的34.8%、X的34.6%、Y的41.3%,其中Y处理显著高于其他处理。其次是绿弯菌门(Chloroflexi),X处理为10.2%,高于CK处理(8.7%)和Y处理(5.8%)。t检验中秸秆处理蓝细菌门Cyanobacteria丰度显著高于对照,芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和脱硫杆...     

少花蒺藜草入侵对根际土壤磷细菌群落多样性的影响

[目的]入侵植物少花蒺藜草在磷元素受限的贫瘠沙质土壤中能够快速生长和种群扩张,形成单一优势群落。本文解析了少花蒺藜草在磷胁迫条件下对磷素的高效利用机制,以期为揭示其入侵机理提供理论依据。[方法]设置少花蒺藜草、冰草、狗尾草和空白对照4个处理,通过高通量测序技术,从土壤解磷微生物的角度分析各处理间土壤中解磷细菌的组成差异。[结果]少花蒺藜草入侵显著提高了土壤磷酸酶的活性和土壤解磷菌的群落多样性。PCA与UPGMA聚类结果表明,少花蒺藜草与狗尾草根际磷细菌物种组成相似性最大。LEfSe多级物种差异判别分析结果表明,少花蒺藜草根际显著富集且与其他处理有显著性差异的解磷菌类群为α-变形菌、链霉菌,其在少花蒺藜草对磷的吸收中可能起较为重要的作用。变形菌门、浮霉菌门和放线菌门与少花蒺藜草根际土壤中的全磷含量呈显著正相关,放线菌门与少花蒺藜草根际土速效磷含量有紧密联系。[结论]少花蒺藜草通过改变入侵地根际土壤的解磷菌群落结构间接影响根际土壤的磷素环境,从而利于自身生长。     

干旱胁迫对蒙古黄芪生物量及其根际微生物种群数量的影响

以‘武川’和‘浑源’2个蒙古黄芪地方品种为试材,采用盆栽控水模拟干旱处理,研究干旱胁迫下黄芪生物量及根际微生物数量的动态变化规律。结果显示：随着干旱程度的加剧,2个品种的根际细菌和放线菌种群数量均呈先上升后下降的变化趋势,真菌数量却呈现持续减少,而细菌数量在根际微生物区系中占绝对优势;随干旱强度升高,2个品种黄芪根、叶组织相对含水量均表现出明显的逐渐下降趋势,其地上部生物量、根系生物量也均降低,而根冠比却逐渐增大;黄芪根际各菌类数量与其地上生物量存在显著正相关关系,但与根系生物量无显著相关关系。研究表明,黄芪的生长及其根际微生物数量均受到干旱胁迫的影响,且适度干旱有助于提高黄芪根际细菌及放线菌的数量,从而改变根际微生物群落结构组成,促进黄芪地上生物量的积累。