水肥菌一体化番茄基质栽培系统青枯病病株和健株根际微生物群落结构的差异

[目的]探究水肥菌一体化基质栽培系统番茄青枯病害发生与根际群落结构的相互关系.[方法]通过田间病情调查,统计番茄青枯病发病率和病情指数,进而利用高通量测序技术比较分析感染青枯病和健康番茄植株根际基质细菌群落结构多样性和组成.[结果]番茄植株在生殖生长期(移栽后60 d)的发病率(6.17％)和病情指数(5.11)均大于...     

连作对麦冬根际土壤细菌群落的影响

以中草药麦冬为研究对象,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法,考察连作对麦冬根际土壤细菌群落的影响。结果表明,重茬麦冬根际细菌群落的Shannon-Wiener指数从苗期至快速生长期、再到块根膨大期分别为3.36-3.40-3.69,丰富度指数为55.0-61.5-63.5,均匀度指数为0.84-0.82-0.89;而同期正茬根际细菌群落的上述指数值分别为3.66-3.33-3.72、67.5-53.5-63.5和0.87-0.84-0.90。通过对土壤细菌群落的DGGE图谱进行主成分分析,结果显示,上述各个时期重茬与正茬样本均发生显著分离,表明连作改变了麦冬根际细菌群落的多样性变化趋势和结构组成。进一步比较麦冬块根膨大期根际主要功能菌群的数量变化,发现连作后氨化细菌和好气性纤维素分解菌数量增加,而硝化细菌和固氮菌的数量减少。对比发现重茬麦冬的产量仅为正茬的70.6%,表明麦冬连作减产与其根际土壤细菌群落的变化相关。     

番茄连作青枯病不同发病时期的非根际土壤细菌群落变化特征

[目的]研究连作条件下番茄青枯病不同发病时期的非根际土壤微生物群落差异,明确土壤微生物对青枯病发病时期的响应机制。[方法]本研究对16S rRNA V4-V5区进行实时荧光定量PCR和高通量测序,综合分析了连续种植第1、3、5和7季的发病高峰期和发病末期的番茄非根际土壤的病原菌数量、细菌群落多样性、群落组成、标志细菌类群和群落构建机制。[结果]发病高峰期的青枯菌数量(1.28×10⁷ copies/g)要高于发病末期(1.77×10⁶ copies/g)。随着连作时间的增加,发病时期对细菌群落多样性的影响逐渐增加。第3季和第5季不同发病时期之间的细菌群落alpha和beta多样性存在显著差异。LEfSe分析发现,番茄青枯病发病高峰期和发病末期的非根际土壤样品有其各自不同的标志细菌类群。此外,随连作时间的延长协助青枯菌致病的细菌逐渐累积。发病高峰期是微杆菌属(Microbacterium)和亚硝化螺菌属(Nitrosospira)协助青枯菌致病,而在发病末期,则由鞘脂菌属(Sphingobium)、norank_f...     

两种砧木对樱桃番茄青枯病抗性及根际微生物数量的影响

青枯病是危害我国华南地区番茄生产最严重的土传性病害之一。为探讨在人工接种青枯菌条件下,两种不同砧木嫁接对番茄青枯病的抗性及根际微生物数量的影响。该研究分别用砧木“番砧1号”和“茄砧21号”与樱桃番茄“粉贝贝”进行嫁接,采用稀释平板法对各嫁接组合的根际微生物进行分离。结果表明:(1)采用抗病砧木嫁接显著提高了番茄的抗病性,降低了发病率和病情指数,延缓了发病时间。(2)青枯菌在侵染植株过程中呈现动态变化,其数量从根系到地上茎部逐渐减少;砧穗嫁接植株、砧木自根嫁接植株根际基质和根系中的青枯菌数量降低,且地上茎部中的病原菌数量显著低于接穗自根嫁接植株;接种青枯菌后,各嫁接组合根际基质中的细菌、真菌和放线菌的数量随发病期的变化呈先增加后降低的趋势。(3)采用抗病砧木嫁接总体上提高了植株根际微生物总量、细菌及放线菌的数量,降低了真菌的数量,改善了嫁接植株根际微环境,对降低番茄青枯病发病率具有重要作用。     

低温胁迫下链霉菌TOR3209对番茄根和茎可培养内生细菌的影响

【背景】低温是影响北方温室番茄稳产与高产的主要障碍因子,前期研究明确链霉菌(Streptomycessp.)TOR3209能显著提高番茄的耐低温能力。【目的】揭示菌株TOR3209提高番茄抗冷性与番茄内生细菌结构和特性的关系。【方法】在番茄根部施用TOR3209菌剂,分别在低温(5℃)和常温(25℃)条件下,采用平板分离法和16S rRNA基因序列扩增研究菌株TOR3209处理对番茄根系和茎部内生细菌菌群结构的影响。【结果】共分离、纯化获得内生细菌69株,分属4门20科28属。分析发现,与对照相比,在低温和常温下,接种菌株TOR3209均可提高番茄根茎内生细菌群落的丰富度和多样性。在门水平上,番茄根茎厚壁菌门的相对丰度显著提高,变形菌门和拟杆菌门的相对丰度显著降低;在属水平上,芽孢杆菌属的相对丰度显著提高,假单胞菌属和黄杆菌属的相对丰度则显著降低;在种水平上,菌株TOR3209处理能显著提高番茄根茎解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis)和阿氏芽孢杆菌(Bacillus aryabhattai)等共有芽...     

转HrpN的工程菌E4对水稻根际细菌群落结构的影响

采用单一碳源回收菌群的方法与ERIC-PCR方法相结合,检测水稻(Oryza sativa L.)根际施用转基因微生物E4(Enterobacteria cloacae E4)后,其根际微生物的群落结构和多样性的变化,进而推测转基因微生物E4在田间施用的安全性。结果表明：转基因微生物E4施用到水稻根际后,水稻根际的代谢指纹图谱和。DNA指纹图谱都发生了改变,采用Sollthelxi blotting检测显示：E4成为根际的优势菌,这对植物生长有利,应该不会造成不利的影响。     

微生物菌剂对绞股蓝药效成分及根际细菌群落的影响

【目的】为缓解中药绞股蓝种植区由于连作导致的土壤微生态失衡,提高绞股蓝品质及产量,使用本课题组的娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei) D74菌剂及新构建的复合菌剂T3,研究微生物菌剂的施加对绞股蓝产量、品质以及根际细菌群落组成的影响,明确绞股蓝在连作和正茬不同种植条件下的适用菌剂。【方法】采用五点取样法,测定大田种植试验中各处理组绞股蓝单位面积的产量。采用紫外-可见分光光度法及高效液相色谱法测定黄酮、多糖、皂苷等绞股蓝主要药效成分含量。利用16S r RNA基因高通量测序技术分析添加菌剂对绞股蓝根际细菌群落结构的影响。【结果】在正茬型Z区地块,T3菌剂处理组绞股蓝干重较对照组增加了63.44%,总黄酮含量提高12.50%,总多糖含量提高32.95%,增产提质效果均优于D74菌剂;而在连作型P区地块,D74菌剂处理组绞股蓝干重较对照组增加了77.41%,总黄酮含量提高112.50%,总多糖含量提高23.10%,效果优于T3菌剂。通过分析微生物群落组间差异发现,与对照组相比富集在T3菌剂组中的差异微生物为新鞘氨醇菌属(Novosphingobium)、罗河杆菌属(Rhodanobacter)等有益微生物,富集在D74菌剂组中的差异微生物为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)、硝化螺菌属(Nitrospira)等有益微生物。【结论】研究表明T3复合菌剂及D74菌剂均能够通过招募土壤中有益微生物类群,优化根际土壤中微生物群落结构,改善绞股蓝根际微生态环境,显著提高绞股蓝药效成分含量及产量。D74菌剂在连作型地块施用效果更佳,T3菌剂对正茬型地块施用效果更佳。     

番茄青枯病生防链霉菌的分离鉴定及生物学特性

由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的番茄青枯病,严重影响番茄的产量和品质,给番茄种植业带来了巨大的经济损失和挑战。【目的】实现链霉菌对番茄青枯病的高效生物防治,为生防链霉菌菌剂的开发提供理论基础。【方法】从土样中筛选出6株对青枯劳尔氏菌具有良好抑菌效果的放线菌(AB＿1-AB＿6)。分别对菌株进行形态、生理生化和分类鉴定,分析菌株的多种胞外酶活性及根际定殖能力,并进一步通过温室盆栽试验评估菌株对番茄青枯病的生防效果。【结果】六株放线菌对青枯劳尔氏菌的抑菌圈范围为1.76-6.76 cm。经16S rRNA基因序列比对发现,6株放线菌均属于链霉菌属,其中菌株AB＿1与Streptomyces gardneri相似度为98.67%,AB＿2与S. pratensis相似度为97.59%,AB＿3与S. diastatochromogenes相似度为97.33%,AB＿4与S. canus相似度为96.54%,AB＿5与S. albiflavescens相似度为96.94%,AB＿6与S. gramineus相似度为97.34%。盆栽试验结果显示6株链霉菌对番茄青枯病的防效达到69.23%-100.00%。6株链霉菌均能良好地定殖于番茄根际,且具有多种胞外酶活性,如酯酶、淀粉酶、脲酶等,同时也具有广泛的碳氮源利用能力,较强的pH和盐耐受能力等。【结论】六株链霉菌具有良好的环境适应性及番茄根际定殖能力,且对番茄青枯病均展现出良好的盆栽防控效果。本研究结果符合农业绿色发展理念并为链霉菌在番茄青枯病的防治和管理过程中提供了实验基础与理论依据。     

连作对白肋烟根际土壤细菌群落多样性的影响

以种植白肋烟1年、2年和4年的土壤为研究对象,采用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)技术分析根际土壤细菌群落的动态变化.结果表明:白肋烟根际土壤细菌群落香农指数和丰富度指数随着种植年限的增加呈现出先增后减的趋势,连作4年后细菌群落的多样性水平显著降低,细菌群落结构较单一.随着种植年限的增加,根际土壤细菌群落与对照的相似性指数逐渐降低.种植年限为1年、2年的土壤和对照土壤中放线菌门放线菌纲是优势类群,种植年限为4年的土壤中放线菌纲所占的比例下降,而厚壁菌门的芽孢杆菌纲成为优势类群.白肋烟连作使根际鞘氨醇单胞菌属和链霉菌属等益生菌数量减少、蜡状芽孢杆菌等潜在致病菌增加,破坏了烟草根际土壤微生物群落的平衡,使其微生态环境恶化.     

盐胁迫对白及根际细菌群落组成及多样性的影响

盐渍化环境不仅会影响植物正常的生长发育,还会对植物根际微生物群落产生影响。为探究盐胁迫条件下白及根际土壤细菌群落的演替模式,采用细菌16S rRNA高通量测序技术测定不同盐胁迫浓度下白及根际土壤细菌群落组成及多样性,分析盐胁迫对白及植株生长发育和土壤理化性质的影响以及白及根际菌群组成与土壤因子间的相关关系。结果表明：与对照相比,盐胁迫环境使白及植株生长速度和长势下降,土壤中有机质、氮、磷含量显著降低。盐胁迫处理后白及根际土壤细菌物种多样性和均一度呈现先下降后升高的变化趋势。在门和纲水平上白及根际土壤细菌优势类群的相对丰度和变化趋势在对照与盐胁迫处理间差异显著。盐胁迫浓度和胁迫时间均显著影响白及根际土壤细菌群落组成;土壤有机质、速效氮和总磷含量是影响根际细菌群落结构的关键环境因子。与细胞骨架、细胞运动、物质代谢及信号转导机制相关的功能基因可能参与了菌群对盐胁迫的适应及应答。本研究将为盐渍地区白及的栽培管理提供理论基础和参考依据。     

利迪链霉菌K2对灰霉病菌的抑菌效果及抑菌物质鉴定

灰霉病是多种经济作物生产过程以及果蔬储藏运输中常见的病害,链霉菌能产生丰富的次级代谢产物,对灰霉病菌具有较好的抑制效果。【目的】筛选出更高效、功能更多的链霉菌,为针对灰霉病的生防菌剂的研发提供优良菌种。【方法】采用管碟法对菌株K2进行液体培养基的筛选及培养液活性的测定;双皿对峙等2种方法进行产挥发性物质对灰霉病菌的抑菌活性测定;通过16S rRNA基因序列分析进行菌株K2鉴定;高效液相色谱及液相色谱-质谱2种方法对培养液活性成分进行定性验证;顶空固相微萃取-气质联用对菌株K2产生的挥发性物质成分进行检测及鉴定。【结果】菌株K2在液体培养基A中产生的次级代谢物对苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌、核盘菌、杨树溃疡病菌和烟草赤星病菌等多种植物病原真菌均具有较强的抑制作用;K2产生的挥发性物质对灰霉病菌的抑制率达100%,且抑制效果与挥发性物质的量有关;菌株K2与利迪链霉菌(Streptomyces lydicus)亲缘关系非常接近,相似性为99%;培养液活性成分中含有谷氏菌素、丰加霉素和纳他霉素;在挥发性物质成分中发现了烯类、醇类、酯类及烷烃类等30种挥发性物质,其中含量较多的物质分别是2-met...     

复合诱变和抗性筛选利迪链菌素高产菌株

为解决利迪链霉菌生产能力低的问题,以Streptomyces lydicus AS 4.2501-P28为出发菌株,应用紫外和吖啶橙诱变,结合抗生素的抗性筛选,得到稳定高产的S. lydicus AS 4.2501-L8,发酵水平达到177.0 μg/mL,较出发菌株提高了96.2%。     

瓜菜枯萎病及生防根际微生物组研究进展

枯萎病是顽固性土传病害,称为瓜菜中的“癌症”,已成为制约我国瓜菜产业可持续健康发展的瓶颈问题。本文简要介绍瓜菜枯萎病危害,并从细胞壁降解酶、毒素、信号传导和致病基因等方面综述瓜菜枯萎病灾变机制,然后从根际微生物组自身与病原菌、土壤层面和植物层面等重点阐述了根际微生物组防治和抵御瓜菜枯萎病的机理,最后对枯萎病发生和抑制关键因子挖掘、核心微生物组构建及根际微生物组分子机制等进行了展望,期望生防微生物防治病害发生进入一个崭新且高效的阶段,为加快提升作物抗逆性机理研究提供一定思路。     

青枯雷尔氏菌胞外多糖合成缺失突变株构建及其生物学特性

【目的】由青枯雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的植物青枯病是一种毁灭性土传病害。胞外多糖(extracellular polysaccharides,EPS)是青枯雷尔氏菌关键的致病因子之一。通过构建胞外多糖缺失突变株,研究胞外多糖在青枯病致病中的作用。【方法】从青枯雷尔氏菌FJAT-91的基因组中克隆出胞外多糖合成结构基因epsD同源臂,克隆至自杀性质粒p K18mobsacB,再将庆大霉素抗性基因(Gm)插入同源臂中间,获得重组质粒p K18-epsD。将重组质粒转化至青枯雷尔氏菌FJAT-91感受态细胞中,通过同源重组敲除epsD基因,获得EPS合成缺失的突变株FJAT-91Δeps 。研究突变株与野生菌株在菌落形态、胞外多糖合成、运动能力、定殖能力的差异性。【结果】突变菌株FJAT-91ΔepsD与出发菌株FJAT-91相比:胞外多糖产量显著减少,生长较慢;泳动能力(swimming motility)和群集运动能力(swarming motility)显著降低;在番茄苗根部和茎部的定殖能力显著降低;弱化指数(AI)为0.905,鉴定为无致病力菌株。【结论】胞外多糖在青枯雷尔氏菌的致病中起着关键的作用,本课题研究成果为开发植物疫苗提供了优良的材料与研究基础。     

蒙古沙冬青根际土壤细菌群落组成及多样性与生态因子相关性研究

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）是中国西北荒漠唯一的常绿阔叶灌木,耐干旱、抗逆性强,在水土和荒漠化防治方面发挥着重要作用。为了探究蒙古沙冬青根际微生物多样性与生态因子互作机制,采用高通量测序技术测定了26个自然种群根际土壤细菌多样性;利用冗余分析（Redundancy analysis,RDA）探讨了根际细菌群落组成和多样性与生态因子之间的关系。结果表明：蒙古沙冬青根际土壤细菌隶属于15门、43纲、68目、123科、185属;主要优势细菌群为蓝菌门（Cyanobacteria）65.74%、变形菌门（Proteobacteria）21.72%、放线菌门（Actinobacteria）6.28%（相对丰度>2%）;优势菌纲为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）17.48%、放线菌纲（Actinobacteria）4.76%、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）3.28%。RDA分析显示：生态因子能够解释蒙古沙冬青根际土壤细菌群落多样性52.69%的方差,其中年均降雨量（F=12.8,P=0.002）、纬度（F=5.1,P=0.016）、太阳辐射（F=5,P=0.02）是影响土壤细菌多样性的主要因素。研究结果可为深入认识荒漠生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因素提供理论依据。     

Growth response of Atriplex nummularia to inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi at different salinity levels

Chenopods are generally regarded as non-host plants for mycorrhizal fungi and are believed not to benefit from colonization by mycorrhizal fungi. Perennial Atriplex nummularia Lindl., growing under field conditions, showed a relatively high level of colonization by mycorrhizal fungi (10–30% of root length colonized) in spring and summer. Accordingly, two glasshouse experiments were designed to assess the effects of inoculation with mycorrhizal fungi (with a single species or a mixture of different species) on growth, nutrient uptake, and rhizosphere bacterial community composition of A. nummularia at high and low salinity levels (2.2 and 12 dSm^–1). Only low and patchy colonization by mycorrhizal fungi (1–2 of root length colonized) was detected in inoculated plants under glasshouse conditions which was unaffected by salinity. Despite the low colonization, inoculation increased plant growth and affected nutrient uptake at both salinity levels. The effects were higher at an early stage of plant development (6weeks) than at a later stage (9–10 weeks). Salinity affected the bacterial community composition in the rhizosphere as examined by ribosomal intergenic spacer amplification (RISA) of 16S rDNA, digitization of the band patterns and multivariate analysis. The effects of inoculation with mycorrhizal fungi on growth of A. nummularia may be attributed to (i) direct effects of mycorrhizal fungi on plant nutrient uptake and/or (ii) indirect effects via mycorrhizal-induced changes in the bacterial community composition.     

微生物菌剂对楸树幼苗生长及根际土细菌群落结构的影响

为探究球毛壳ND35微生物菌剂对楸树幼苗生长及土壤肥力的作用机制,本研究楸树幼苗为研究对象,采用室内盆栽试验,设计0(CK),10(T1),15(T2),20(T3)4种微生物菌剂施用量,测定幼苗生长情况、土壤微生物组成结构、土壤酶和土壤养分等特征。研究结果如下:(1)球毛壳ND35微生物菌剂可显著促进楸树幼苗的生长,株高、地径、地上及地下生物量显著提高(P<0.05),T2处理下促生效果最好。(2)施用球毛壳ND35微生物菌剂可显著提高土壤中有机质、硝态氮、铵态氮含量及脲酶、磷酸酶、蔗糖酶活性(P<0.05)。(3)球毛壳ND35微生物菌剂可显著影响土壤细菌群落组成,提高细菌群落的丰富度和多样性,使土壤中β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)的相对丰度显著下降,α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)的相对丰度呈显著提高,可使土壤中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)的相对丰度显著提高21.88%—103.56%(P<0.05),芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度提高66.28%—65.97%(P<0.05),酸杆菌属(Acidibacter)的相对丰度提高12.76%—38.06%。(4)冗余分析(RDA)结果表明,土壤硝态氮、铵态氮、有机质是影响土壤细菌群落分布和多样性的重要环境因子,土壤细菌群落结构的改变会显著影响土壤脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶的活性。因此,施用球毛壳ND35微生物菌剂可通过影响植物根际土壤的化学性质及生物性质,促进楸树幼苗的生长。这一研究结果为楸树繁育提供了新的指导方向,亦为将其用于困难立地及退化生态系统植被恢复提供基础理论指导。     

球孢白僵菌和爪哇虫草菌对烟草青枯病的防治效果

【背景】烟草青枯病是青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum,简称青枯菌)引起的土传病害,给烟草生产带来了极大的损失。【目的】探究实验室2株生防菌株球孢白僵菌(Beauveria bassiana) HZXJ和爪哇虫草菌(Cordyceps javanica) Bd01对青枯菌的抑制作用及防效。【方法】采用平板对峙、琼脂扩散法及生长曲线法测定2株生防菌株及其发酵液对青枯菌生长的抑制作用;通过室内盆栽试验及大田试验测定菌株HZXJ与Bd01 1×10⁸孢子/mL悬浮液对烟草青枯病的防治效果。【结果】平板对峙试验发现,菌株HZXJ与Bd01发酵液在10 d时对青枯菌的抑制率分别为51.28%和47.59%。菌株HZXJ与Bd01的灭菌发酵上清液对青枯菌10 d时的平板抑制率分别为62.54%和35.49%。根据生防菌与病原菌OD₆₀₀绘制的生长曲线也表明菌株HZXJ与Bd01的无菌发酵上清液对青枯菌均有抑制作用。盆栽试验结果表明,菌株HZXJ与Bd01 1×10⁸孢子/mL悬浮液处理后15 d对烟草青枯病防效分别为43.33%和19.99%,52%氯尿硫酸铜可溶性粉剂800倍液的防效为39.99%;菌株HZXJ与Bd01处理后30 d对烟草青枯病的防效分别为43.75%和21.87%,52%氯尿硫酸铜可溶性粉剂800倍液的防效为46.90%。大田试验结果表明,菌株HZXJ与Bd01 1×10⁸孢子/mL悬浮液处理后15 d对烟草青枯病的防效分别为80.00%和35.00%,52%氯尿硫酸铜可溶性粉剂800倍液的防效为40.00%;菌株HZXJ与Bd01处理后30 d对烟草青枯病的防效分别为52.63%和63.16%,52%氯尿硫酸铜可溶性粉剂800倍液的防效为53.98%。【结论】菌株HZXJ和Bd01对青枯菌有显著抑制效果。结合盆栽试验和大田试验可以证明菌株HZXJ和Bd01有作为烟草青枯病生防菌的潜力。