太子参连作障碍效应研究

以贵州施秉中药材种植基地连作1～12年的太子参和土壤为试验对象,研究了不同连作年限的太子参生长发育状况、产量、土壤肥力、酶活性、以及土壤微生物等的变化规律,以探讨太子参连作障碍的原因.结果表明:(1)连作严重危害太子参生长发育,随着连作年限的延长,根长、根系数量、株高、茎分支数、结实种子数、总生物量呈下降趋势,产量和单个根重明显降低.连作对太子参地上部的危害最大,连作1～12年地上部生物量极显著下降.(2)连作土壤中总磷、总氮含量增加,速效氮、速效钾、速效磷含量降低,土壤pH值变化微小,有机质变化差异较大;连作土壤微量元素(Cu、Mn、B、Zn、Fe)累积,而钼(Mo)降低甚至缺失.(3)连作地土壤细菌数量减少,放线菌数量呈倒"U"型趋势变化;连作使土壤淀粉酶活性降低,磷酸酶活性呈下降后回升趋势变化,但土壤脲酶活性变化微小.连作使土壤中养分、微生物、酶活性等发生变化,不利于太子参生长,根系微生态失衡可能是太子参连作障碍的主要原因之一.     

缓解花生连作障碍的根际促生菌分离及功能鉴定

【目的】长期连作障碍严重降低花生生产的产量及品质,根际促生菌可有效降解土壤中自毒化感物质、抑制植物病原菌生长及促进植物生长,从而有效缓解连作障碍问题。筛选优化具有缓解花生连作障碍能力的多功能根际益生微生物,验证其益生作用能力,为根际促生菌株在连作障碍中的应用提供理论依据及技术支持。【方法】采集连作12年地块花生根际土壤,利用以酚酸为唯一碳源的筛选培养基获得具有酚酸自毒化感物质降解及利用能力的根际促生菌,通过16S rRNA基因测序进行系统发育分析,确定根际促生菌菌株的分类地位,并验证其对植物病原菌生长抑制能力及解磷、解钾、产植物激素吲哚乙酸能力。【结果】从连作12年的花生发病土壤中获得7株可高效降解酚酸类自毒物质且降解底物多样的根际微生物菌株,经16S rRNA测序比对分别为克雷伯氏菌B02 (Klebsiella sp. B02)、克雷伯氏菌B07(Klebsiella sp. B07)、克雷伯氏菌B15 (Klebsiella sp. B15)、芽孢杆菌B28 (Bacillus sp. B28)、不动杆菌P09(Acinetobacter sp. P09)、布鲁氏杆菌VA05 (...     

不同技术迭代对太子参连作障碍的消减效果及作用机制

太子参是一种以根部入药的传统中药材,其在人工单一集约化种植过程中表现出严重的连作障碍现象.为了探索有效克服这一问题的技术方法,本研究以太子参为材料,通过种植太子参后采用休耕(RP-F-RP)、休耕配施专用微生物菌肥(RP-F-BF)、淹水(RP-WF)、淹水落干后配施专用微生物菌肥(RP-WF-BF)4种技术迭代处理组...     

丛枝菌根真菌缓解连作障碍的研究进展

多年连作能够导致作物产量和农产品品质下降,严重制约着我国农业生产的可持续发展,已成为我国农业耕作的难题之一。研究表明,丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)真菌能够改善连作土壤环境,提高植物吸收营养元素和水分的能力,诱导植物增强对连作土传病害的抗病性。探索AM真菌缓解连作障碍是近年生态学和农业生产中的研究热点。本文总结了AM真菌改善连作土壤环境、促进寄主植物对营养元素和水分的吸收、提高寄主植物的耐盐性、与病原菌竞争、与拮抗菌结合抗病、诱导植物产生防御性酶、调节次生代谢产物合成等方面的研究结果,分析了AM真菌缓解连作障碍的作用机制,旨在为今后研发AM真菌控制连作障碍的技术提供理论依据。     

我国植物根围促生细菌研究进展

根围(rhizosphere)和植物根围促生细菌(PGPR)是重要的生物学概念,已成为当今土壤微生物学和微生态学研究热点之一。我国已从粮食作物、经济作物和其他植物上分离到27属53种(株)PGPR,其中芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)和伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)是常见的PGPR的种群。研究表明,PGPR通过直接合成一些激素和抗生素等次生代谢物质、调控植物相关基因表达和调节根围土壤中其他生物的群落结构等作用机制,来活化土壤养分、改善土壤理化特性、增加土壤肥力、拮抗病原物、降低植物病害、提高抗病性、增强耐盐性、耐寒性、耐重金属毒性、促进作物生长发育、增加作物产量和改善品质。PGPR这些生理生态效应受到包括PGPR菌种在内的其他生物、土壤条件和农艺措施的影响。所研发的数个PGPR制剂已经商品化生产并且广泛用于促进植物生长及防控土传病害,效果明显。此外,我国已完成多个PGPR菌种(株)全基因组测序分析工作。这些均表明,我国PGPR应用基础研究取得了丰硕成果,为进一步实现PGPR的产业化及其应用奠定了坚实的基础;PGPR在解决作物生产中的一些难题和促进农林牧业可持续发展具有广阔的应用前景。     

有益微生物缓解花生连作障碍机理研究进展

花生是我国重要的油料作物,种植过程中会遇到连作障碍问题.有益微生物可以有效缓解花生连作障碍,其机理包括有益微生物分解化感物质、改变花生根际微生物区系、增加花生抗病能力、促进花生结瘤固氮、促进花生养分吸收五个方面.阐明该机理,对花生连作障碍缓解有指导意义,对其他作物连作障碍的缓解也有参考价值.     

植物根际促生细菌定殖研究进展

植物促生菌(plant grwth-promoting bacterium,PGPB)因可有效抑制根际病原菌,促进植物生长,增加作物产量等作用,在农业生产领域展现出巨大前景。以了解植物根际促生细菌的种类,理解定殖相关的促生机制为目的,展示了根际细菌的定殖过程及影响细菌在根部定殖的因素,通过抗生素标记、免疫学方法、外源基因标记等方法进行定殖微生物的检测,以高通量测序技术在根际定殖中的广泛应用为结果,得出结论应从遗传水平上对菌株进行解读,获得植物根际土壤微生物群落多样性,功能基因等研究,这项工作对预测根际促生细菌与植物的交互作用,生物菌剂的田间应用有重要意义,应是植物根际促生细菌今后的研究方向。     

共接种植物生长促生细菌提高植物耐盐性的研究进展

土壤盐渍化是全球性的环境问题,严重危害着农业生产和农业发展的可持续性.人类的不恰当行为导致盐渍土壤面积仍在不断扩大.为解决日益增长的人口对粮食需求的日益增加和盐渍土导致粮食减产之间的矛盾,近几十年来,许多科研工作者采用物理学、化学和生物学的手段,力图修复盐渍化土壤或筛选耐盐品种的作物,但这些方式所获得的效果都非常有限....     

白术中一株植物促生细菌的分离鉴定及培养条件优化

【背景】白术是十分重要的大宗药材之一,在其种植过程中一直受到土壤肥力不足导致农药化肥大量施用的困扰。【目的】从白术中分离纯化出对白术生长发育具有促进作用的微生物,为白术生物肥料的制备提供材料基础。【方法】采用钼锑抗比色法和Salkowski比色法等测定菌株溶解无机磷和产吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)的能力;使用灌根法测定供试菌株对植株生长发育的影响;通过形态学和生理生化的方法,结合16S rRNA基因测序技术对供试菌株进行分类鉴定;使用响应面法优化菌株的培养条件。【结果】分离获得一株对白术具有促生作用的菌株BZ-8,解磷能力和产IAA能力可达到4.89 mol/L和45.52μg/mL,16S rRNA基因测序长度1 363 bp,系统发育树分析确定菌株BZ-8为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens);菌株发酵液对白术苗期的生长有明显的促进作用;优化后的发酵培养条件为(g/L)：麦芽糖5.0,牛肉膏3.0,酵母提取物5.0,胰蛋白胨10.0,柠檬酸钠5.0,培养基初始pH 7.01,培养温度30.4℃,摇床转速180 r/min。【结论】白术...     

南药植物高良姜内生细菌多样性及其促生潜力

以道地产地高良姜为材料,对该药用植物内生细菌种群组成、组织分布及其促生潜力进行了研究。采用组织块分离法,从高良姜根、根茎、茎和叶4个组织共计分离得到细菌136株,分属于16个16S r DNA基因型、12个细菌属、15个细菌种,其中,芽孢杆菌、甲基杆菌分别为其最、次优势种群。各种群分离比随组织不同而异;采用Hha I消化的末端限制性片段多态性(TRFLP)免培养方法,从高良姜4个组织共计检测到36个不同的末端限制性酶切片段(T-RFs)。种群对应分析表明其免培养内生细菌群体主要包括芽孢杆菌、甲基杆菌等高抗性细菌,海洋螺菌、红杆菌、交替假单胞菌等海洋细菌及热带根瘤菌、沼泽考克氏菌等热带相关细菌,说明高良姜内生细菌群体与其宿主植物生长环境密切相关。不同组织其总T-RFs数目、优势T-RFs及其对应细菌种群明显不同;在所分离的细菌菌株中,36.36%、51.52%、54.55%和27.27%的菌株分别显示了胞外几丁质酶、β-葡聚糖酶,生长素及其1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)脱氨酶产生能力。其中,泛菌L-2、芽孢杆菌S-16所测4个指标均为阳性,热带根瘤菌菌株R-1和R-3显示了较高的ACC脱氨酶及生长素产生能力,这些菌株是促生菌剂的良好候选。     

间作缓解蚕豆连作障碍的根际微生态效应

通过田间小区试验,研究了3个品种蚕豆(92-24、云豆324、凤豆6号)与小麦间作对蚕豆产量、枯萎病病情指数、根际镰刀菌数量、根际真菌代谢功能多样性和土壤酶活性的影响。结果表明:与单作蚕豆相比,云豆324与小麦间作(YD324/W)和凤豆6号与小麦间作(FD6/W)处理均显著提高了蚕豆地上部干重、籽粒产量和百粒重。YD324/W和FD6/W处理使蚕豆枯萎病发病初期病情指数分别降低57.14%和41.67%,镰刀菌数量分别降低32.06%和29.88%,而92-24与小麦间作(92-24/W)处理蚕豆产量、枯萎病病情指数和镰刀菌数量与单作蚕豆均无显著差异。YD324/W和FD6/W处理显著提高了蚕豆根际真菌的多样性指数和丰富度指数,并使蚕豆根际真菌的AWCD值分别比单作蚕豆提高了61.75%和46.49%;YD324/W和FD6/W处理明显改变了蚕豆根际真菌的群落结构。而92-24/W处理对蚕豆根际真菌的多样性指数、丰富度指数和AWCD值均无显著影响,也未明显改变真菌的群落结构。不同发病时期,YD324/W和FD6/W处理均显著提高了蚕豆根际土壤的蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性;而92-24/W处理蚕豆根际蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性与单作蚕豆均无显著差异。总之,小麦与不同品种蚕豆间作改变了蚕豆根际的真菌群落结构,提高了蚕豆根际真菌的活性、多样性和丰富度,提高土壤酶活性并改善蚕豆生长,增加了蚕豆产量。表明小麦与蚕豆间作改善了根际土壤的微生态环境,降低了镰刀菌的数量,缓解了蚕豆连作障碍,但蚕豆品种的差异影响间作控病效果。     

蚯蚓调控土壤微生态缓解连作障碍的作用机制

连作障碍不仅严重影响作物产量, 而且会导致土壤生物多样性下降、有益微生物减少及病原菌增加等一系列微生态失衡问题。土壤微生态失衡反作用于植物, 导致植物发生更严重的病害、减产等。作为土壤生态系统工程师, 蚯蚓的取食、掘洞和爬行等活动对土壤微生态具有重要的调控作用, 既可以改善土壤环境, 又可以强化土壤生物群落功能, 有望为缓解作物的连作障碍问题提供一条新途径。本文总结了土壤微生态与土壤功能维持及蚯蚓调控土壤生物作用的研究进展, 在此基础上, 结合蚯蚓对化感物质降解作用的研究, 分析了蚯蚓通过调控土壤微生态缓解作物连作障碍的微生物作用机制的三条途径: 直接调控微生物群落、通过改变化感物质组成以及通过调控土壤动物区系调控微生物群落。蚯蚓对微生物群落的调控可改善失衡的土壤根际微生态, 有效缓解作物连作障碍。     

细菌铁载体拮抗植物病原真菌及促生作用研究进展

铁载体是微生物在缺铁条件下分泌的小分子有机化合物,以获取铁元素维持其生长。细菌分泌的铁载体在拮抗植物病原菌和促进植物生长方面具有重要作用。本文总结了细菌铁载体拮抗植物病原真菌的营养和生态位竞争、诱导植物诱导性系统抗性、扰乱病原菌铁稳态的机制,以及促进植物生长的作用,以解释细菌分泌的铁载体在多功能微生物菌剂研制中的重要作用。     

兰科植物内生细菌物种多样性及其促生机理研究进展

内生细菌影响兰科植物菌根形成和共生关系的稳定性,在兰科植物的生活史中起着重要作用。内生细菌通过分泌植物激素、采用光合作用、生物固氮或促进矿质营养的循环以及产生铁载体、合成其他活性物质等途径来促进兰科植物生长发育。综述了兰科植物内生细菌物种多样性的研究方法及其对兰科植物的促生机理,基于兰科植物与共生微生物的密切关系,认为内生细菌间、内生细菌与兰科植物菌根真菌间的互作是揭示兰科植物与内生细菌互作机理的重要方向。     

植物连作障碍的形成机制及其调控技术研究进展

针对植物连作障碍现象较为普遍且十分严重的现状,综述了连作障碍的具体表现。从土壤理化性状改变、土壤生物学环境恶化及化感自毒作用3个方面概述了近年来植物连作障碍形成机制的研究进展,总结了植物连作障碍的主要调控技术,包括实施轮作、合理施肥、土壤灭菌及选育抗性品种等。在此基础上,还对植物连作障碍相关研究中应进一步关注的热点问题进行了展望。     

土壤灭菌对辣椒抗连作障碍效果

采用土壤灭菌的方法研究了生物因素对连作3年的辣椒植株生长发育和抗氧化酶活性的影响。探讨了土壤灭菌对辣椒抗连作障碍的效果。结果表明,灭菌的连作土壤,辣椒的株高、茎粗、叶面积、叶绿素含量、地上部鲜重、根鲜重、根系活力等值均高于未灭菌土壤,并伴随着抗氧化酶如超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）的活性降低。说明土壤灭菌提高了地上部和根的健壮程度．降低了连作辣椒中抗氧化酶的活性。与正茬土壤相比,辣椒植株的健壮程度仍存在明显差异,抗氧化酶SOD和POD的活性偏高,这可能是短期连作中,土壤灭菌有效的克服了有害微生物的连作障碍效应,但是不能消除由化感物质引起的连作障碍效应。     

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)。     

西双版纳保护区植物根际细菌的筛选及其促生能力研究

【背景】西双版纳保护区具有丰富的生物多样性,而该区域植物根际细菌特别是放线菌及其促生能力相关报道较少。【目的】从西双版纳保护区根际土壤中筛选出植物根际促生菌,并检测其促生能力。【方法】采用5种不同培养基筛选出植物根际促生菌并通过16S rDNA序列分析进行分类学鉴定,运用Salkowski法测定菌株产IAA的能力,CAS法测定菌株产铁载体能力,钼锑抗显色法测定菌株的解磷能力,CMC-Na法测定菌株产纤维素酶能力和改良的Young法测定产淀粉酶能力,综合评价所得菌株的促生能力。【结果】从土样中分离纯化得到14株典型促生菌,经鉴定分别归属于链霉菌属(Streptomyces)、诺卡菌属(Nocardi)、杆菌属(Bacillus)、中华根瘤菌属(Ensifer)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium)、固氮螺菌属(Azospirillum)和狭单胞菌属(Stenotrophomonas)。其中菌株B433产吲哚乙酸的能力在培养12 d时达到最大值9.23 mg/L;菌株B351、B453、B546这3株菌株产铁载体的能力较强,其Su80%,最高可达86.67%,强度为+++++;菌株B541的解磷能力最强,磷酸根的浓度达到9.79 mg/L;菌株B442综合产纤维素酶能力最强为31.86 U/mL;菌株B412淀粉酶活力为16.07 U/mL。【结论】西双版纳保护区植物根际土壤促生细菌种类丰富,且具有较强的广谱促生能力,有潜在的开发价值,本研究可为此地的微生物资源开发提供可靠的菌株资源依据。     

多功能植物根际促生菌对东北黑土区玉米的促生效果

应用微生物肥料改良土壤是提高土壤及化肥养分利用率的重要途径之一,但微生物肥料的效果受作物及生态条件的影响较大,目前适合东北地区玉米生产的微生物肥料应用研究较少。本研究针对我国东北黑土类型及气候特点,从当地玉米根际土中筛选分离出5株具有不同程度的合成生长素(IAA)、溶磷、解钾、产铁载体等多功能的植物根际促生菌MZ1、MZ2、MZ3、MZ4和MZ5;生态适应性研究发现5株菌均有不同程度的耐盐、耐干旱、耐酸碱以及耐农药等特性;16S rRNA基因序列分析鉴定出它们分别属于鞘氨醇单胞菌、肠杆菌、假单胞菌、芽孢杆菌和根瘤菌;玉米田间试验结果显示,在减施50%氮肥的条件下, 与不接种对照相比,接种MZ1、MZ3和MZ5可增产19.9%~25.0%。因此,MZ1、MZ3和MZ5具有发展为适合东北地区土壤和气候环境的玉米微生物肥料的潜力。     

2种药用阿魏植物内生细菌及促生属性比较

为深入了解2种新疆特有植物——新疆阿魏和准噶尔阿魏的内生细菌群落组成及促生属性,采用纯培养方法比较其内生细菌的群落组成和多样性,并评估内生细菌的固氮、溶磷等促生特性和潜在应用价值。从新疆阿魏中分离到125株内生细菌,属于3门、13目、23科、29属,优势度指数为0. 07,香农指数为2. 91;准噶尔阿魏分离到170株内生细菌,隶属于3门、14目、20科、27属,优势度指数为0. 08,香农指数为2. 83。2种阿魏的优势内生细菌均为芽胞杆菌属(Bacillus)和链霉菌属(Streptomyces)细菌。促生属性表明新疆阿魏内生细菌中Microbacterium活性最强,有24株具有固氮潜力,23株能够产生吲哚乙酸;准噶尔阿魏中共20株菌具有固氮潜力,10株为Bacillus,另外10株为Sphingomonas。此研究结果对于阿魏植物资源的保护及生态适应性等研究具有重要意义。