巨大芽胞杆菌luxAB标记菌株的根际定殖研究

通过三亲本杂交方法成功地用发光酶基因luxAB标记巨大芽胞杆菌ATCC14581,所获得的标记菌株ATCC14581-L在不同的条件下能稳定发光.将该标记菌株制成微生物接种剂,并利用土壤微缩系统将其接种小麦进一步研究它在小麦根际的定殖动态和散布规律.结果发现,ATCC14581-L在灭菌土壤中的定殖水平高于不灭菌土壤,在垂直方向上主要的定殖在0～7cm根段间,且随深度增加而降低.ATCC14581-L在小麦种后第7d之前就已达到最高定殖水平,在初始接种量为3.40×107cfu/g根情况下,第7d时灭菌土壤处理的根际菌数为2.54×105cfu/g根,而不灭菌土壤的根际菌数为8.87×104cfu/g根;随着时间的增长,定殖数量明显降低.     

luxAB基因标记的K2116L菌株在棉花根际中的定殖

采用三亲本杂交法将发光酶luxAB基因转移进棉花根际促生菌芽胞杆菌K2116菌株中,获得标记菌株K2116L.标记菌株连续传代15次均未发生质粒丢失现象,表明标记菌株具有较好的遗传稳定性;K2116L菌株的生长及其释钾能力未受到标记质粒的影响.K2116L菌株在灭菌和非灭菌的黄褐土、黄潮土和红壤3种土壤中均能长期存活;在灭菌土壤中的数量稍高于非灭菌土壤;在3种土壤中的数量依次为:黄褐土＞黄潮土＞红壤;在不同土壤中,K2116L菌株具有与土著菌株进行空间和营养竞争的能力.采用根盒试验追踪标记菌株在棉花根部的定殖动态,棉花播种12d时标记菌株在0～2、2～4 cm深度根际土壤定殖密度达到最大;18 d时在4 cm以下的深度达到最高水平.棉花播种18 d时标记菌株在所有深度的根表均达到最高定殖水平,0～2 cm根段定殖密度为1.76×106cfu·g-1,8cm以下根段达到1.6×105cfu·g-1.补充营养后,根际和根表标记的菌株数量均有明显上升.试验数据显示,随着根的生长标记菌株不断向根尖方向扩散.     

发光酶基因标记的荧光假单胞菌Xl6L2在小麦根圈的定殖动态

在土壤微宇宙系统内及田间土壤中,采用发光酶基因标记检测技术研究了荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens,简称Pf)Xl6L2在小麦根圈的定殖动态。研究结果表明:在不灭菌灰潮土微宇宙中,Pf·Xl6L2在小麦播种后36d定殖密度可达最高水平(32×104cfu.g-1根),然后开始下降,最后保持在一个相对稳定的较低水平(约32×102cfu.g-1根))。在田间条件下,Pf·Xl6L2通过种子表面接种在小麦根圈的定殖动态与微宇宙中的相似,可散布至种子下方10cm以内,水平移动距离在植物播种后125d不超过40cm。     

LuxAB标记荧光假单胞菌的菜心根际定殖研究

目的:利用三亲本杂交方法将luxAB发光酶基因标记至荧光假单胞菌PF20001上,所获得的标记菌株PF20001-Lux能稳定发光。将该标记菌株制成微生物制剂,接种菜心进一步研究它在菜心根际的定殖动态和散布规律。方法:利用三亲本杂交方法将luxAB发光酶基因标记至荧光假单胞菌PF20001上,将该菌施与菜心生长土壤中,通过接合子发光检测及发光菌落的平板计数来分析荧光假单胞菌在菜心根际的定殖分布情况。结果:PF20001-Lux在根系周围的土壤中的有一定的定殖率,在根内主要定殖在3～4cm根内。PF20001-Lux在菜心种植后7d前就达到最高定殖水平达3.8×105CFU/g,随后逐渐下降。结论:PF20001-lux在菜心根际具备良好的适应能力。     

硅酸盐细菌NBT菌株在小麦根际定殖的初步研究

对硅酸盐细菌NBT菌株进行了耐药性标记,得到稳定的链霉素抗性标记菌NBT菌株,采用选择性培养基分离计数,通过琼脂平板和盆栽试验,研究了标记菌NBT在小麦根际的定殖动态及影响因素。结果表明,在灭菌土盆栽中,播种后9d左右NBT菌株在小麦根际的定殖水平达最高(1．4×10^8cfu·g^-1根土),播种后54d左右趋向稳定,NBT菌株细胞数量为2．4×10^3cfu·g^-1根土;未灭菌土盆栽中,播种后9d左右NBT菌株的定殖水平达最高(3．8×10^8cfu·g^-1根土),60d左右趋向稳定,菌数为3．1×10^3cfu·g^-1根土,牛物和非牛物因素对NBT菌株定殖小麦根系有影响。     

土壤因子对发光酶基因标记的荧光假单胞菌X16L2在小麦根圈定殖的影响

采用发光酶基因(luxAB)标记检测技术研究了根 盒土壤微宇宙(microcosm)中土壤灭菌、土壤含水量和土壤类型对荧光假单胞菌(Pseudonmonas fluorescens,简称Pf)Xl6L2在小麦根圈定殖的影响。研究结果表明,灭菌土壤中Pf·Xl6L2在小麦根圈的定殖水平较不灭菌土壤中的高。土壤类型对Pf·Xl6L2的定殖水平有较大影响,在黄棕壤中的定殖水平显著高于灰潮土中的。土壤含水量对定殖情况的影响与土壤类型有关 ,当土壤含水量为50%田间持水量(Field contents,简称FC)时,在黄棕壤中,Pf·Xl6L2主要定殖在种子下方4cm以内的根段上,但仍可散布至8cm处,而在灰潮土中,Pf·Xl6L2只能散布至种子下方4cm以内;在黄棕壤中,土壤含水量为60%FC和75%FC时,Pf·Xl6L2的定殖水平显著高于在50%FC条件下的,不但能散布至种子下方8cm处,而且定殖水平可达3.0×10.2cfu·g-1根,在灰潮土中,不同土壤含水量之间Pf·Xl6L2的定殖水平差异不大,但Pf·Xl6L2的散布范围不一,在60%FC和75%FC条件下,Pf·Xl6L2可散布至种子下方8cm处,而在50%FC下则不能。     

LuxAB标记的N2106-L在小麦根圈的定植动态

目的研究小麦PGPR（植物根际促生菌）菌株的个体生态学及其在小麦根圈的定植动态。方法采用三亲本杂交法将发光酶基因luxAB转人具有固氮能力的小麦根际促生菌Azotobacter N2106菌株中,获得标记菌株N2106-L,将标记菌株接种到灭菌和非灭菌的黄褐土、红壤和黄潮土中研究其存活状况,采用根盒试验追踪标记菌株在小麦根圈的定植动态。结果标记菌株N2106-L具有发光活性和对km、str、tet三种抗生素的抗性,且具有较好的遗传稳定性。N2106-L在灭菌土壤中的数量稍高于非灭菌土壤;在3种土壤中的数量依次为：黄褐土〉黄潮土〉红壤。N2106-L在小麦根表定植密度大于根际定植密度;在小麦根际,小麦播种10d时标记菌株在0-2cm深度根际土壤定植达到最大值（2．17±0．25）×10^6CFU／g土,20d时在2-4cm深度的根际土壤中达到最高定植水平（3．92±0．47）×10^5CFU／g土;在小麦根表,标记菌株在小麦播种10d时在所有深度的根段均达到最高定植水平,0-2cm根段定植密度为（3．60±0．60）×10^6CFU／g鲜根,12cm以下根段达到（2．78±0．56）×10^4CFU／g鲜根。结论标记菌株随着根的伸长不断向根尖方向扩散,且较为稳定地在小麦根圈定植,研究结果为小麦PGPR菌株的应用提供了可靠实验数据。     

利用发光酶基因标记技术跟踪棉花根圈中的绿针假单胞菌PL9L

采用细菌转化和杂交的方法,成功地将全套发光酶基因标记系统Tn7luxCDABE引入绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)PL9,得到稳定的发光标记菌PL9L。采用发光菌落平板计数法和X射线胶片自显影法,通过盆栽试验和盒裁试验,研究了发光标记菌PL9L在棉花根圈的定殖动态和分布规律。盆栽试验结果表明,在灭菌土盆栽中,播种后6d左右PL9L在棉花根圈的定殖水平达最高(31×109cfu/g根土),播种后56d左右趋向稳定,PL9L数量为17×102cfu/g根土;未灭菌土盆载中,播种后8d左右PL9L的定殖水平达最高(11×109cfu/g根土),46d左右趋向稳定,菌数为14×102cfu/g根土。盒栽试验结果表明,PL9L可从种子向根尖方向扩散,但并不与根的伸长生长同步,播种后36d,灭菌土盒栽中PL9L可扩散至种子下方120cm以内,而未灭菌土盒栽中PL9L扩散至110cm以内。在棉花根尖区域均未检测到PL9L。     

消除共生质粒的费氏中华根瘤菌HND29SR在大豆根圈的定殖动态

比较研究了费氏中华根瘤菌（Sinorhizobium fredii)HN01(出发菌）、发光酶基因标记菌HNO1L（参照菌）、消除HN01共生质粒的菌株HND29SR在无菌砂培条件下的大豆根圈定殖动态。供试菌单独接种时：HN01、HN01L和HND29SR的定殖动态基本一致,其早期定殖密度下降较快,播种后第16天时HN01和HN01L分别达到较高的定殖水平6.49logcfu/g鲜根和6.78logcfu/g鲜根,然后维持相对稳定的定殖水平。但HND29SR的定殖密度持续下降到播种后第16天时才开始上升,至第35天时仍维持相对稳定的定殖密度6.94logcfu/g鲜根。等量混合接种时供试菌在根圈定殖群体中各自定殖密度在测定过程中基本相等。结果表明消除HN01的共生质粒对其在大豆根圈中定殖能力无显著影响。     

费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈能定殖动态与结瘤研究

以发光酶基因luxAB为标记,在根盒缩影条件下研究了费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈的定殖动态、分布范围及其结瘤情况．结果表明,HN01DL在根盒．灭菌土壤和非灭菌土壤缩影中的大豆全根系定殖动态与水平明显不同,前者在第12d时达到最高定殖密度(8．65log cfu·g^-1),而后者的早期定殖数量下降较快,且于第15d时达到最高定殖密度(6．88log cfu·g^-1)．HN01DL在大豆播种5d后在大豆根部的A(0～4cm)区根段上达到最高定殖密度(7．05log cfu·g^-1),然后开始缓慢下降,至第19d时仍维持相对稳定,在第33d时又开始回升．至播种后第46d时HN01DL可散布至种子下方16cm处的根段部位．HN01DL在A区根段的定殖密度持续较高,所形成的发光根瘤总数(16．3个)及发光比例(68．8％)最高,且发光根瘤主要集中于该区段主根上．发光根瘤比例沿A-E区段逐渐下降,在E区段未检测到发光根瘤．     

费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈的定殖动态与结瘤研究

以发光酶基因luxAB为标记,在根盒缩影条件下研究了费氏中华根瘤菌HN01DL在大豆根圈的定殖动态、分布范围及其结瘤情况.结果表明,HN01DL在根盒灭菌土壤和非灭菌土壤缩影中的大豆全根系定殖动态与水平明显不同,前者在第12d时达到最高定殖密度(8.65logcfu·g^-1),而后者的早期定殖数量下降较快,且于第15d时达到最高定殖密度(6.88logcfu·g^-1).HN01DL在大豆播种5d后在大豆根部的A(0～4cm)区根段上达到最高定殖密度(7.05logcfu·g^-1),然后开始缓慢下降,至第19d时仍维持相对稳定,在第33d时又开始回升.至播种后第46d时HN01DL可散布至种子下方16cm处的根段部位.HN01DL在A区根段的定殖密度持续较高,所形成的发光根瘤总数(16.3个)及发光比例(68.8%)最高,且发光根瘤主要集中于该区段主根上.发光根瘤比例沿A-E区段逐渐下降,在E区段未检测到发光根瘤.     

两株香蕉枯萎病拮抗菌在香蕉体内的定殖

本研究将2株香蕉枯萎病拮抗细菌0202和1112分别涂布于含有不同浓度的利福平培养基上,筛选出抗药性标记菌株0202-r和1112-r.将香蕉枯萎病菌Foc4接种于香蕉植株根部,3 d后再将抗药性标记菌株接种在同一部位或位点,于不同时间测定拮抗细菌在根际、根内、球茎和假茎的定殖情况.研究结果显示,将拮抗细菌接种香蕉根部1～3 d后,在植株根际土壤内存在大量拮抗细菌,而根内、球茎和假茎内存在少量拮抗细菌;接种7～14 d后,在植株根内、球茎和假茎内定殖的拮抗细菌增多,并达到最大量;在接种14～21 d后,在植株根内、球茎和假茎内定殖的拮抗细菌量急剧下降;在接种28～35 d后,在植株根内、球茎和假茎内定殖的拮抗细菌量稍有回升.     

两株PGPR菌株的花生定殖及对根际细菌群落结构的影响北大核心CSCD

为探讨2株根际促生菌耐酪氨酸束村氏菌P9和吡咯伯克霍尔德氏菌P10对花生的促生机制。利用GFP及利福平对2个菌株进行标记、结合扫描电镜观察,追踪了2株PGPR菌株在花生组织中的定殖动态;并通过16S rRNA全长测序对菌株接种花生根际土壤的细菌多样性进行分析。结果表明,利福平标记的P9和P10菌株具有良好的遗传稳定性,其生长和促生特性与原始菌株基本一致。GFP标记菌株可在花生的根尖及其分生区定殖;利福平标记菌株可稳定定殖在土壤及花生的根、茎部,且接菌30 d后定殖数仍保持在10CFU/g数量级。与未接菌植株根际土壤相比,P9、P10及混合菌株接种组的细菌群落相似性更高;接菌组的Flavihumibacter、unidentified_Rhizobiaceae的相对丰度显著增加,芽孢杆菌属、链霉菌属等的丰度较CK有不同程度增加,溶杆菌属、无色杆菌属及假黄单胞菌属等的丰度降低。2株PGPR菌株均可通过直接定殖在植株组织中、间接影响土壤细菌群落结构而发挥对花生的促生作用,混合菌株接种效果更优。研究结果明析了2株促生菌的促生机制,并为菌株的应用提供了科学依据。     

外源基因标记的紫云英根瘤菌在水稻根部的定殖研究

前期研究中已证实紫云英根瘤菌(Rhizobium astragalus)JS5A16菌株对水稻生长有一定的促生作用,利用gusA基因标记的JS5A16菌株(编号为JS5A16G)接种水稻种子并检测其在水稻(汕优63)生长初期的根固定殖动态及分布。结果表明菌株JS5A16G在水稻出苗后2d根固定殖密度大量增加,第4天达到最大值16d后趋于稳定。将水稻根表面灭菌后,检测菌株JS5A16G在根内的定殖情况,发现在“汕优63”出苗后2d检测不出菌株JS5A16G,第4天可检测出。根部直接染色显示,菌株JS5A16G在根部的分布并不均匀,主要是在根系的某些部位形成微菌落。同时利用luxAB发光酶基因标记紫云英根瘤菌JS5A16菌株(编号为JS5A16L)研究其在不同品种水稻根部的定殖动态。结果表明,菌株JS5A6L在不同水稻品种“汕优63”、“汕优64”和“马协l18—2”根部的定殖密度不同且可以进入不同水稻品种的根内。在整个水稻生长期内菌株JS5A16L在“汕优64”根部的定殖密度明显高于其在“汕优63”根部的定殖密度,在“马协ll8—2”的定殖密度与其在“汕优63”、“汕优64”根部相比没有显著差异。但菌株JS5A16L在不同水稻根部的定殖动态相似,数量均在水稻生长到60-75d时(即水稻的孕穗期)达到最高值。     

类芽孢杆菌QHZ11-gfp在马铃薯植株上的定殖特征及促生效果

[背景] 生防菌在作物根系的有效定殖是其功能发挥的前提,而直观的跟踪技术和有效的定量方法是研究生防菌根系分布规律的重要工具。[目的] 研究马铃薯黑痣病病原菌立枯丝核菌（Rhizo ctonia solani） JT18的拮抗菌QHZ11在马铃薯植株上的定殖特征及对马铃薯的促生效果。[方法] 采用绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein,GFP）对QHZ11进行标记,将标记菌株菌悬液、生物有机肥和无菌水分别接种至灭菌土壤,通过激光共聚焦显微技术和实时荧光定量PCR等方法观察和测定标记菌株在马铃薯植株不同部位的定殖特征、数量变化及对马铃薯的促生效果。[结果] pHAPII质粒成功导入QHZ11并可稳定遗传40代,记为QHZ11-gfp;菌株标记前后的菌落形态、生长曲线和对R.solani JT18的拮抗能力等基本一致。从第7天开始,相继在马铃薯芽上和根上发现了绿色荧光,说明QHZ11-gfp成功定殖到了马铃薯的芽、根等部位。QHZ11-gfp在根系和匍匐茎的定殖数量均呈现先升高至块茎形成期达到峰值后下降的趋势,并且在整个生育期根系的定殖数量始终大于匍匐茎。菌悬液和生物有机肥处理均显著促进了马铃薯根系的生长,并通过增加株高等农艺性状提高了块茎产量。其中,生物有机肥处理在各部位的荧光强度、定殖数量和对马铃薯的促生效果均显著优于菌悬液。[结论] QHZ11-gfp可在马铃薯植株上成功定殖并对马铃薯有良好的促生效果,将其制成生物有机肥促进了其定殖,使促生效果也更好。     

海洋细菌L_1-9双抗菌株的定殖能力及其对黄瓜枯萎病的防治作用

采用抗生素标记法,对海洋多黏类芽孢杆菌L1-9菌株进行标记,抗性菌株L1-9Str,rif对链霉素和利福平的抗性浓度分别为160μg/m L和20μg/m L。双抗菌株L1-9Str,rif的抑菌特性及其对链霉素和利福平的抗性经多次传代仍比较稳定。盆栽试验表明,该双抗菌株能在黄瓜根部土壤及根组织、茎基部、子叶和真叶组织中定殖。菌株L1-9Str,rif在黄瓜外根际、根际和根表土壤及黄瓜组织中的定殖动态基本一致,初期黄瓜组织中L1-9Str,rif菌量较少,随着时间的延长,菌量逐渐增加,达到高峰后逐渐减少。菌株L1-9Str,rif在根表土壤中菌量最多(1.76×109 CFU/g),其次是根际土壤,外根际土壤中菌量较少;在黄瓜组织中,菌株L1-9Str,rif其在子叶中的定殖能力最强(5.63×104 CFU/g),其次是根和茎基部(0-2 cm);调查至第26 d时在根部土壤中的含菌量仍保持在稳定的水平,其中根表土壤中含菌量最高(2.41×107 CFU/g),在黄瓜组织样品中,子叶中的含菌量最高(4.15×104 CFU/g);温室防病实验结果表明,菌株L1-9和L1-9Str,rif菌株对黄瓜枯萎病具有良好的防治效果,不同时期防效均达70%以上。上述结果表明来自海洋的多黏类芽孢杆菌L1-9菌株能在黄瓜根部土壤及幼苗组织中定殖,是一株有潜力的黄瓜枯萎病生防菌株。     

辣椒内生细菌BS-1和BS-2在植物体内的定殖及鉴定

以抗利福平为标记,用浸种、涂叶和灌根方法接种,测定菌株在植物体内的定殖。结果表明,来自辣椒体内的BS_2和BS_1菌株不仅可在辣椒体内定殖,也可在番茄、茄子、黄瓜、甜瓜、西瓜、丝瓜、小白菜等植物体内定殖,BS_2菌株还可在水稻、小麦及豇豆等植物体内定殖,BS_2菌株的内生定殖宿主范围比BS_1菌株的广;另外BS_2菌株可在辣椒和白菜体内较长期定殖。用常规方法、Biolog及16S rRNA序列比较,两菌株鉴定为枯草芽杆菌内生亚种（Bacillus subtilis subsp. endophyticus）。     

内生枯草芽孢杆菌JL4在葡萄叶上的定殖及其对葡萄霜霉病的防治

为了明确枯草芽孢杆菌JL4在葡萄叶表面和内部的定殖情况,研究定殖与防治效果的关系,采用电击转化的方法将含有GFP基因的质粒pGFP78导入枯草芽孢杆菌JL4中,并得到成功表达GFP 的生防菌JL4-gfp,测试了标记菌株的稳定性及其对葡萄霜霉病菌的抑制作用.采用叶片喷雾法接种,用抗生素平板稀释分离回收,检测生防菌JL4-gfp在葡萄叶片的定殖情况,并将采回的叶片在室内接种葡萄霜霉菌孢子囊悬浮液进行生防测定.结果表明: 标记菌株在经过10次传代培养后,仍具有良好的发光表型,能稳定表达GFP蛋白,并且标记菌株JL4-gfp对葡萄霜霉菌保持了原有的抑菌作用;用抗生素平板稀释分离回收,检测到JL4-gfp菌株在葡萄叶片表面的定殖量在接种后的0、3和7 d分别为3.6×10⁵、2.7×10⁵和3.1×10³ CFU·g^-1;叶片内部的定殖在接种3 d后达到最大(9.6×10⁴ CFU·g^-1),然后下降,14 d后已经检测不到接种菌株;室内生防测定结果显示,喷雾后3 d对葡萄霜霉病的防治效果达88.0%以上,但7 d后则无明显防效.JL4-gfp的定殖量与其防治葡萄霜霉病的效果呈正相关,其有效定殖量临界值为10⁵ CFU·g^-1.     

草假单胞菌HT1在蚕豆根和茎的定殖特性及对内生细菌多样性的影响

[背景] 关于蚕豆内生生防细菌的定殖规律及其对内生细菌微生物多样性的研究鲜有报道。[目的] 明确草假单胞菌HT1在蚕豆的定殖特性以及对根茎部内生细菌群落多样性的影响。[方法] 采用抗生素标记法测定菌株HT1的定殖特性,利用高通量测序技术分析该菌灌根处理与对照处理蚕豆根茎部内生细菌的群落多样性。[结果] 菌株HT1的定殖数量为根>茎>叶,呈先升后降的趋势,根部、茎部、叶部在第7天达到最大值,在第83天仍能检测到标记菌株。灌根处理降低了内生细菌的丰富度,提高了根内生细菌物种多样性;灌根处理组根部厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门丰度显著提高,茎部变形菌门的相对丰度有所升高但无显著影响;在属水平上,灌根处理后,根部如Romboutsia、Mitsuaria、乳杆菌属、德沃斯氏菌属等属的相对丰度明显升高,茎部假单胞菌、Muribaculaceae、Elstera、鞘氨醇单胞菌属等属的相对丰度明显升高。[结论] HT1菌株能在蚕豆植株体内定殖达83 d以上,并且可以影响蚕豆植株内部的微生物群落结构组成,提高相关微生物的相对丰度。     

黄单胞菌P5310-luxAB菌株在水稻根际的吸附与土壤中的存活

目的研究标记菌株在水稻国丰1号幼根根表的吸附动态规律和不同类型土壤中存活情况,为禾本科植物凝集素介导作用、吸附的影响参数和联合固氮的研究及应用提供科学依据。方法采用三亲本杂交法将发光基因luxAB导入水稻根际促生菌黄单胞菌（Xanthom onassp）P5310菌株中,标记菌株P5310-luxAB能稳定遗传,luxAB基因的导入不影响标记菌株生长特性。结果 P5310-luxAB菌株存在稳定型和松散型两种吸附,随标记菌株浓度变化的吸附规律符合Langmu ir等温吸附方程,水稻根表最大吸附量qm=3.33×109CFU/g,吸附系数α=2.86×10-8。凝集素处理的水稻根表对标记菌株的亲和力增强,吸附量也随之增大。标记菌株在灭菌土壤和不灭菌土壤中都能很好的存活。在前25 d,不灭菌土壤中菌落数要低于灭菌土壤,随着营养的消耗,细菌明显减少;但补充营养后,在灭菌土壤和不灭菌土壤中标记菌株数量都快速增加,证明标记菌株与不灭菌土壤中的土著微生物的竞争占优势,很快与灭菌土壤中的菌数接近,证明菌株能在土壤中很好地存活与定植。结论以上研究结果为菌株P5310的开发应用提供了可靠的实验数据。