一株高效甘蔗内生固氮菌NN08200的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

【背景】生产上过高的氮肥投入是我国农业可持续发展的重要限制因子之一。利用生物固氮是减少氮肥施用量最为有效的途径,植物内生固氮菌资源的挖掘和利用对我国农业可持续发展具有重要实践意义。【目的】筛选高效甘蔗内生固氮菌,并对其联合固氮效率及促生长功能进行评价。【方法】从广西甘蔗茎基部组织分离筛选到一株内生固氮菌株NN08200,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过菌落PCR扩增nif H基因确定菌株为固氮菌;通过菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析确定该菌株的分类;采用盆栽接种测定菌株对甘蔗的实际促生长作用,并利用15N同位素稀释法测定其相对固氮效率。【结果】菌株NN08200的固氮酶活性达到2445nmolC2H4/(h·m L),菌株的nif H基因长度为339bp,与甘蔗内生固氮醋酸杆菌Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5菌株的nif H相似性达99%;根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析结果,菌株NN08200属于泛菌属(Pantoeasp.)细菌;盆栽接种菌株NN08200能显著提高甘蔗幼苗的株高和干重,15N同位素分析结果表明接种该菌株甘蔗植株的根、茎和叶从空气中获得氮素的百分率分别为7.49%、15.02%和10.79%,其联合固氮效率显著优于甘蔗内生固氮模式菌株G. diazotrophicus PAL5,利用后者接种的甘蔗根、茎和叶从空气中获得氮的百分率分别为3.53%、9.44%和4.87%。【结论】菌株Pantoea sp. NN08200是高效甘蔗内生固氮菌,其固氮促生长效果明显高于G. diazotrophicus PAL5菌株,可望研发成为优良固氮微生物肥料生产菌种,并可进一步用于甘蔗联合固氮菌作用机理的相关研究。     

对小麦根际联合固氮菌增产效应的研究

小麦根际联合固氮菌是一种新型的微生物增产菌剂,经全国各地广泛试验与示范,已表现出了明显的增产效果。为证实其在我市春季生产上的增产效应,为大面积推广应用提供科学依据,我们于1990年引进该菌剂并开展了其对春小麦生长发育的影响及增产效应的研究,同时,对作用机理进行了初步探讨,现将结果报告如下。     

“一步法”筛选固氮菌

近几年我们从各种不同植物的根部和不同的土壤中,筛选出了不少对植物生长有促进作用的固氮菌,这些菌株要进一步筛选,并用到生产上去,筛选方法繁杂,周期也较长。最近我们进行复筛时,采用“一步法”,方法简单,周期也大大缩短。     

尾矿区不同植被恢复模式下高效固氮菌的筛选及Biolog鉴定

为了从铁尾矿中获得高效土著固氮菌,采用选择性无氮培养基从不同恢复模式下铁尾矿土样中筛选高效固氮菌,并且通过乙炔还原法对分离出的48株固氮菌进行固氮酶活性测定。结果表明:筛选出两株具有较高固氮活性菌株Db1与Ec1,Biolog鉴定为固氮菌属(Azotobacter),固氮比活力分别为203.20 nmol·mg-1·h-1和307.23 nmol·mg-1·h-1。不同植被恢复模式、物种多样性、尾矿坡向、工程措施、恢复年限均对尾矿固氮菌株数量有影响。样地处于尾矿阳坡,或属于人造混交林,或植被恢复年限长,又或者实施六孔砖、坡岩造地等工程措施的尾矿植被恢复模式下筛得的固氮菌菌株数较多或固氮活力较高。     

植物根际促生菌的筛选及鉴定

【目的】植物根际促生菌(PGPR)和植物的互作关系往往不稳定,PGPR菌群有可能提高菌株对野外环境的适应性。为此,本文根据PGPR促生机制的多样性,从不同植物根际土壤进行了PGPR的筛选及鉴定。【方法】首先,按照固氮、解磷、解钾、拮抗6种常见病原真菌,同时能在植物根际定殖为基本初筛标准,然后在实验室条件下测定初筛菌株的多项促生能力(PGP),最后通过生理生化试验和16SrRNA基因序列分析对所筛菌株进行鉴定。【结果】从江苏扬州、盐城等地土壤样品筛选出14株PGPR,具有体外抑菌、产NH3、产IAA、产HCN、产嗜铁素、解磷、溶钾、固氮以及产抗生素等促生能力。分类鉴定结果显示:7株属于假单胞菌属(Pseudomonas)、3株属于类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、2株为芽孢杆菌属(Bacillus)、1株为布克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、1株为欧文氏菌属(Erwinia)。【结论】所筛细菌具有多种促生能力,且能在根际定殖,为进一步构建多功能PGPR广适菌群提供菌株资源。     

一株高效甘蔗内生固氮细菌GXS16的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

【背景】我国甘蔗生产中氮肥过量施用严重,导致生产成本居高不下,充分发挥甘蔗与内生固氮菌的联合固氮作用,减少氮肥施用量,对促进我国甘蔗产业可持续发展具有重要意义。【目的】筛选优势甘蔗内生固氮菌,对其基本特性、联合固氮效率及促生长功能进行评价。【方法】从甘蔗根系分离到一株内生固氮菌GXS16,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过PCR扩增nifH基因确定菌株为固氮菌;通过形态观察、Biolog检测和16S rRNA基因序列分析等对菌株进行分类;通过接种盆栽甘蔗检测菌株的促生长作用,采用¹⁵N同位素稀释法检测菌株相对固氮效率。【结果】菌株GXS16固氮酶活性为2.42μmol-C₂H₄/(h·mL),根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog检测、16S rRNA、nifH、acdS基因序列分析结果,菌株GXS16属于伯克氏菌属(Burkholderia);菌株GXS16还具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶(1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Deaminase,ACC)活性及合成生长素吲哚乙酸...     

玉米根际高效溶磷菌的筛选、鉴定及促生效应研究

为获得玉米根际高效溶磷促生菌(Plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)并明确其促生特性,采用选择培养方法从玉米根际土壤筛选出优良PGPR 菌株,测定其溶磷及分泌吲哚乙酸(IAA)的能力,并对优良菌株进行鉴定;采用盆栽试验研究菌株的促生作用。结果分离到2 株优良PGPR 菌株CH07和FD11,其溶磷量分别为368.5 mg/L和321.5 mg/L,产IAA量分别为30.93 mg/L和15.93 mg/L。形态学特征、生理生化特征和16S rDNA 序列分析结果表明,CH07为芽孢杆菌属(Bacillus aryabhattai),FD11为链霉菌属(Streptomyces maritimus)。最后通过盆栽试验对这2株细菌分离物的促生效果进行比较,结果发现,CH07、FD11,尤其是CH07与FD11的复合物,对苋菜的株高及地上部鲜重有积极作用,可作为研制生物肥料的优良菌株资源。     

西瓜根际枯萎病拮抗放线菌的筛选及鉴定

从西瓜根际分离获得了32个放线菌分离物,通过离体拮抗试验,筛选出3株对西瓜枯萎病有良好拮抗效果的放线菌,编号为XF9、XF18和XF22。通过对其进行形态学观察、生理生化测定以及16S rDNA序列分析,初步确定XF9为灰色链霉菌(Streptomyces griseus),XF18为淡紫灰链霉菌(Streptomyces lavendulae),XF22为脱叶链霉菌(Streptomyces exfoliates)。XF9、XF18和XF2216S rDNA序列的GenBank登录号分别为EU723881、EU723880和EU723879。     

甘蔗联合固氮的研究进展及应用潜力

在农业生产中,化学氮肥的投入大幅度增加了粮食产量,然而过量或不合理的施肥措施对农业生态环境造成了严重破坏.因此,挖掘植物自身的生物学特性,寻求其他有效的氮素来源,对农业减肥增效至关重要.其中,植物与微生物之间的生物固氮作用,能为宿主提供大量的清洁氮源,在农业生产中发挥着不可替代的作用.本文以甘蔗为代表,综述了植物联合固...     

内生固氮菌对甘蔗伸长期光合生理特性的影响

利用联合生物固氮是有效降低甘蔗生产成本的途径之一.在温室无氮栽培条件下,将内生固氮菌株A01分别接种到6个不同基因型甘蔗(GT24、GT9、YC84/153、GT18、CP65/357和F172)中,在甘蔗伸长期测定+1叶片的叶绿素含量(叶绿素a、叶绿素b)、光合作用参数净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔...     

南方红豆杉根际溶无机磷细菌的筛选、鉴定及其促生效果

【目的】对南方红豆杉(Taxus chinensis var.mairei)根际溶无机磷细菌进行了分离、筛选与鉴定,并对获得的高效溶磷菌株进行了温室盆栽试验。本研究为通过生物途径改善南方红豆杉磷素供应,促进其生长提供了优良的菌株资源。【方法】利用选择培养基从南方红豆杉根际土壤中共分离出具溶磷能力的细菌;采用NBRI-BPB培养基进行复筛获得溶磷能力较强的溶无机磷细菌;并采用钼锑抗比色法测量其在NBRIP培养基中经4d发酵后的可溶性磷含量;通过形态指标、生理生化测定、Biolog系统和16S rDNA序列分析鉴定细菌种类;并进行了溶磷菌株的室内盆栽实生苗接种试验。【结论】从南方红豆杉根际共分离出4株高效溶磷细菌,分别鉴定为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus)、草木樨中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)和地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis);4株细菌对南方红豆杉苗期的生长有明显的促进作用。     

The contribution of associative and symbiotic nitrogen fixation to the nitrogen nutrition of non-legumes

During the past 10 years estimates of N₂ fixation associated with sugar cane, forage grasses, cereals and actinorhizal plants grown in soil with and without addition of inoculum have been obtained using the ¹⁵N isotope dilution technique. These experiments are reviewed in this paper with the aim of determining the proportional and absolute contribution of N₂ fixation to the N nutrition of non-legumes, and its role as a source of N in agriculture. The review also identifies deficiencies in both the totality of data which are currently available and the experimental approaches used to quantify N₂ fixation associated with non-legumes.Field data indicate that associative N₂ fixation can potentially contribute agronomically-significant amounts of N (>30–40 kg N ha^-1 y^-1) to the N nutrition of plants of importance in tropical agriculture, including sugar cane (Saccharum sp.) and forage grasses (Panicum maximum, Brachiaria sp. and Leptochloa fusca) when grown in uninoculated, N-deficient soils. Marked variations in proportions of plant N derived from the atmosphere have been measured between species or cultivars within species.Limited pot-culture data indicate that rice can benefit naturally from associative N₂ fixation, and that inoculation responses due to N₂ fixation can occur. Wheat can also respond to inoculation but responses do not appear to be due to associative N₂ fixation. ¹⁵N dilution studies confirm that substantial amounts of N₂ can be fixed by actinorhizal plants.     

甘蔗赤腐病内生拮抗菌YC89的筛选及鉴定

【目的】筛选防治甘蔗赤腐病(sugarcane red rot)的生防菌株。【方法】实验以前期分离获得的甘蔗内生细菌为目标菌,以甘蔗赤腐病的病原真菌镰孢炭疽菌(Colletotrichum falcatum Went.)为指示菌,采用平板对峙法筛选对该病菌有较强抑制作用的菌株,然后通过琼脂扩散法测定菌株代谢产物对抑菌活性的影响,并对具有较好拮抗效果的高效菌株进行抑菌广谱性分析并对其进行鉴定。最后通过形态学、生理生化特征以及16SrDNA和gyrA序列分析对高效菌株YC89进行鉴定。【结果】经初筛筛选到抑菌带均大于1.60 cm的5株拮抗细菌,其中X22、W2、YC89抑菌带均高达1.87 cm。对初筛得到的5株内生菌进行复筛,结果所示菌株YC89、H1、X22、W2、YT93对镰孢炭疽菌的抑菌率都在75%以上,其中菌株YC89对该病菌的抑菌效果最好,其抑菌率为78%。菌株YC89的发酵液、上清液、过滤液及粗蛋白提取液对镰孢炭疽菌的生长有较强的抑制作用,且菌株YC89对玉米大斑病、甘蔗梢腐病、草莓灰霉病等7种病原菌也有较好的抑制效果。通过菌株鉴定结果,初步将YC89菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆...     

生物固氮研究中的几个热点问题

氮素化肥在农业生产中一直发挥重要作用,为了发展持续生态农业,全世界的研究者都在进行着长期不懈的努力,不断优化和拓展生物固氮系统。介绍固氮研究中的4个热点问题：⑴联合固氮;⑵根际微生物量氮及微生物活度;⑶通过豆科植物凝集素基因转化扩大根瘤菌宿主范围;⑷结瘤固与“类根瘤”固氮。     

15N同位素稀释法评估甘蔗的生物固氮量

为评估甘蔗生物固氮量,采用15N同位素稀释法,以木薯为参比植物,进行温室桶栽试验.结果表明:甘蔗全生育期植株固氮11.3514％ Ndfa,固氮量每桶0.9269 g.甘蔗根、茎、叶的固氮百分率和固氮量大小依序为叶＞茎＞根.叶的固氮百分率(13.2668％ Ndfa)略高于植株,但两者差异不显著.甘蔗植株全氮量中来自空气氮(生物固氮)、肥料氮和土壤氮的比例分别为11.3514％、7.6857％、80.9629％.甘蔗的氮肥利用率为58.7583％.甘蔗根、茎、叶各部位均有固氮现象,生产上可以用叶代替植株来评估甘蔗的生物固氮量.     

氮肥形态对冬小麦根际土壤氮素生理群活性及无机氮含量的影响

采用大田盆栽方法研究了硝态氮肥、铵态氮肥、酰胺态氮肥3种氮肥形态对冬小麦品种豫麦50生育中后期(拔节期、开花期、花后14 d、花后28 d)根际土壤氮转化相关微生物活性、酶活性和根际土壤NH+4离子、NO-3离子含量的影响。结果表明:随着生育期的推进,除脲酶外,氨化细菌、硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌和蛋白酶活性变化的均为"倒V"型变化特征,以花后14 d活性最强;而脲酶活性在拔节期最强,并且其活性远大于其它微生物及酶。氮肥形态对根际土壤氮素生理群及无机氮的影响不同。酰胺态氮肥促进了根际氨化细菌、反硝化细菌、脲酶、蛋白酶的活性,而硝化细菌、亚硝化细菌在硝态氮肥条件下活性较强。除拔节期外,土壤中NH+4离子在铵态氮肥处理下含量较高,NO-3离子在酰氨态氮肥处理下含量较高。因此,酰胺态氮能够促进小麦根际土壤有机氮的分解,硝态氮肥可以促进土壤中氨的转化,以利于小麦根系的吸收与利用。氮肥形态主要是通过影响土壤中氮素生理类群及酶的活性,从而影响土壤中无机氮的含量。     

Screening and identification of extracellular lipase-producing thermophilic bacteria from a Malaysian hot spring

Seven lipase-producing thermophilic bacteria (ST 1, ST 4, ST 6, ST 7, ST 8, ST 9 and ST 10) were isolated from the Setapak hot spring in Malaysia. The crude extracellular lipases recovered by ultrafiltration of cell-free culture supernatant were reacted in an olive oil mixture and their lipolytic activities were compared. Identification of the bacteria was carried out using the Biolog system and biochemical tests. Strain ST 7 that exhibited the highest lipolytic activity of 4.58 U/ml was identified as belonging to the Bacillus genus. Strain ST 6 with an activity of 3.51 U/ml, was identified as Ralstonia paucula. The lipolytic activities of strains ST 1, ST 4, ST 8, ST 9 and ST 10 were 2.39, 1.84, 2.38, 1.80 and 2.62 U/ml respectively. Strains ST 1, ST 4, and ST 10 were identified as Ralstonia paucula while strains ST 8 and ST 9 were Bacillus spp. Strains ST 7 and ST 9 were tentatively identified as Bacillus thermoglucosidasius, Bacillus stearothermophilus or Bacillus coagulans, whereas strain ST 8 was tentatively identified as Bacillus subtilis.