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...     

油樟内生芽孢细菌的系统发育多样性

摘要：【目的】为了解油樟产芽孢内生细菌的多样性。【方法】采用改良的牛肉膏琼脂培养基分离、去除冗余及芽孢染色,测定所得产芽孢内生细菌的16S rRNA基因,进行系统发育分析。【结果】40株产芽孢内生细菌数量占分离得到的内生细菌总数的38.1％,其中根、茎、叶中分别分离得到24株、7株和9株。16S rRNA基因序列系统发育分析结果表明,35株菌可能分属于Bacillus、Lysinibacillus、Paenibacillus属的16个种,还有5株菌的序列与数据库中典型菌株序列相似性低于97％,代表着潜在新类群的存在。【结论】从油樟3个部位分离出的产芽孢内生细菌存在明显的系统发育多样性,而且3个部位分离出的产芽孢内生细菌区系既呈现出一定程度的细菌区系相似性,又表现出器官细菌区系的特异性。     

可产生铁载体的春兰根内生细菌多样性

摘要：【目的】了解可产生铁载体的春兰根内生细菌的多样性,以便筛选到高效的植物促生细菌。【方法】采用CAS检测法测定了189株春兰根内生细菌产生铁载体的能力,并结合16S rRNA基因系统发育分析对可产铁载体的春兰根内生细菌多样性进行了研究。【结果】从189株春兰内生细菌中筛选到47株可产生铁载体的细菌,占菌株总数的24.9%。16S rRNA基因系统发育分析结果表明,47株细菌分属于4个系统发育类群（Alphaproteobacteria,Betaproteobacteria,Firmicutes,Actinobacteria）,17个属的31个种。其中放线菌门为最优势类群（42.6%）,芽孢杆菌属（Bacillus）和贪噬菌属（Variovorax）为优势菌属,且贪噬菌属为高产铁载体的主体菌属。另外有2个菌株可能代表两个不同属的新物种。【结论】春兰根中可产生铁载体的内生细菌具有丰富的多样性。     

新疆醉马草内生菌群落结构

【目的】揭示醉马草不同组织内生细菌和内生真菌种群组成和分布。【方法】采用液氮研磨法分别提取醉马草种子、叶、茎、根组织总DNA,采用通用引物扩增内生细菌16S rDNA和真菌ITS,通过限制性内切酶HhaⅠ和RsaⅠ对16S rDNA PCR产物酶切,HhaeⅢ和HinfⅠ对真菌rDNA ITS PCR产物酶切得到不同的TRFs片段。TRFs经T-RFLP分析程序结合基因文库比对后,分析醉马草不同组织中内生细菌和内生真菌的群落组成及内生菌群落相似性。【结果】研究表明醉马草根部内生细菌多样性最高,而种子内生真菌多样性最为丰富。醉马草各组织内生细菌优势菌属均为Bacillus(29%以上),种子、叶、茎、根内生真菌优势菌属分别为Mycosphaerella(6.5%),Teratosphaeria(4.5%),Fragum(1.1%),Sebacina(11.3%)。聚类分析表明茎和叶内生细菌群落结构相似,种子和其他组织内生细菌群落结构相似性较远,而茎和种子内生真菌群落结构相似,叶和其他组织内生真菌群落结构相似性较远。醉马草内生菌多样性丰富且存在尚未认识的新类群。     

三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性分析

【背景】三倍体毛白杨非常适合黄河区域生态经济发展,是我国林业推广项目的重要树种。内生细菌在三倍体毛白杨不同组织中广泛存在,对三倍体毛白杨具有防病、促生、固氮和生物修复等生物学作用。【目的】通过分析三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性,可以充分挖掘其蕴含的丰富微生物资源。【方法】以北京林业大学山东冠县毛白杨基地的三倍体毛白杨为材料,应用16S rRNA基因高通量测序技术对其根、茎、叶中内生细菌多样性进行了分析,阐述三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性的变化趋势和规律,为其内生细菌的进一步应用奠定理论基础。【结果】三倍体毛白杨根部内生细菌群落丰富度及多样性最高,叶片中最低。高通量测序结果显示,在全部样本中,假单胞菌门和放线菌门为优势门,伯克氏菌属(Burkholderia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)和食酸菌属(Acidovorax)为优势属,不同组织的内生细菌群落结构组成差异显著;16S rRNA基因功能预测结果显示,三倍体毛白杨内生细菌的功能主要涉及氨基酸代谢、维生素代谢、芳香族化合物降解和糖酵解等。通过分离培养共获得217株内生细菌,分属于23个属44个种,其中有4株1...     

广西葛根内生细菌的分离鉴定及其促生特性

【背景】植物内生菌长期与宿主共生,对宿主生长发育产生影响。葛根作为重要的药食两用作物,葛根内生菌的研究具有重要实践意义。【目的】对广西葛根根部内生细菌进行分离、鉴定及促植物生长特性分析,旨在了解该药食同源植物内生细菌种群结构及其促生特性,为分析内生菌群体在药食同源植物产量和品质形成的作用及其内生细菌资源的开发利用提供参考。【方法】采用6种不同的培养基从广西葛根的根瘤、根系和根愈伤组织分离内生细菌,16S rRNA基因测序和系统发育分析内生细菌的分布特征和遗传多样性,采用生理生化方法测定分离菌株的固氮活性、溶磷特性、产生嗜铁素、分泌吲哚乙酸(indole-3-aceticacid,IAA)等促生特性。【结果】从葛根根瘤、根系和根部愈伤组织中共分离得到223个菌株,16S rRNA基因测序鉴定这些菌株隶属于2门4纲10科19属,其中芽孢杆菌属、假单胞菌属、土壤杆菌属、肠杆菌属为葛根优势菌群;内生细菌数量和群落组成存在明显的组织特异性,其数量表现为根瘤>根系>根愈伤组织,但其种群多样性表现为根愈伤组织>根系>根瘤。不同培养基分离出的细菌种群丰富度有差异。从供试菌株中筛...     

宁夏枸杞内生细菌的多样性及其抑菌活性研究

【目的】对宁夏枸杞各药用部位内生细菌的分布特征、遗传多样性和抑菌活性进行分析。【方法】采用菌落计数和16S rRNA基因序列分析法研究枸杞内生细菌的分布特征、遗传多样性,采用琼脂扩散法测定其抑菌活性。【结果】从各药用组织器官中分离出内生细菌34株,隶属于7科11属,内生细菌的数量和群落组成存在明显的组织特异性,其数量表现为根皮>叶>花>果实,而多样性则表现为花>根皮>叶>果实。芽孢杆菌属为枸杞优势内生菌群,分布于所有组织中;抑菌实验结果表明有76.5%的内生菌对一种或多种病原菌的生长有抑制作用,芽孢杆菌属菌株R2、R7、L3和短波单胞菌属的R3拮抗番茄炭疽杆菌和玉米大斑病菌的能力较强,而多数菌株对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制能力较弱。【结论】枸杞可培养内生细菌遗传多样性丰富,对植物病原菌有较强的抑制活性。     

茅尾海无瓣海桑内生细菌多样性及其细胞毒活性北大核心CSCD

【目的】对无瓣海桑各组织器官内生细菌的分布特征、物种多样性及细胞毒活性进行分析。【方法】采用稀释涂布法分析无瓣海桑内生细菌的菌落形态及分布。利用16S r RNA基因序列进行系统发育分析,探讨无瓣海桑内生细菌的物种多样性。利用MTT法测试内生细菌培养液的乙酸乙酯提取物细胞毒活性。【结果】从各组织器官中分离出内生细菌38株,隶属12科21属(其中5属未定科),内生细菌数量和群落结构组成存在明显的组织特异性。在分离的菌株中,有5株菌与已有细菌物种典型菌株的全长16S r RNA基因相似性低于97%,代表着潜在新属或新种。5株内生细菌(R74、R71、S92、S85、S84)具有较强的细胞毒活性。【结论】无瓣海桑中可培养内生细菌的物种多样性丰富,潜藏较丰富的新物种资源,且含有较为丰富的活性菌株。     

对枯萎病不同抗性的香蕉品种的内生细菌多样性及群落结构

【目的】了解抗感品种香蕉植株中内生细菌与香蕉枯萎病间的关系,从而为香蕉枯萎病的发生与防控提供一定的理论基础。【方法】通过基于16S rRNA的末端标记限制性片段长度多态性技术(Terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)分析健康和感枯萎病香蕉植株不同品种各组织,以及香蕉植株不同发病时间根组织中内生细菌的多样性和群落结构。【结果】抗病品种"农科一号"植株根、假茎、叶片各组织中内生细菌的种类基本都比感病品种"巴西蕉"的相应组织中的要丰富。感枯萎病香蕉植株根、假茎、叶片各组织中内生细菌种类基本都比健康植株各组织的丰富。在植株发病前、发病初期、再到发病后一个月的不同时期,对于抗病品种而言,其内生细菌的多样性都基本保持稳定,而感病品种则变化幅度较大。同时发现不同品种不同组织的内生细菌的优势种群有所不同,且不同品种健康和发病植株都存在一些特有优势种群。【结论】香蕉抗病品种比感病品种植株中内生细菌的多样性更丰富且更稳定;感枯萎病植株中的内生细菌种类比健康的丰富;而且不同抗性品种中健康和感病植株内的优势种群存在明显差异。     

高通量测序分析甘肃高寒草原瑞香狼毒根内生菌群落结构特征研究

【背景】瑞香狼毒是我国天然草地退化的标志性植物之一,在入侵的过程中其根内微生物发挥着重要的作用,探究瑞香狼毒根内微生物群落对有益微生物资源的利用及生物防控瑞香狼毒具有重要意义。【目的】探究甘肃省祁连山东麓不同高寒草原毒性杂草瑞香狼毒根部内生真菌和细菌的组成、多样性等群落结构特征。【方法】通过Illumina MiSeq高通量测序技术对甘肃祁连山东麓不同高寒草原的瑞香狼毒根部内生菌组成及多样性进行分析。【结果】不同高寒草原瑞香狼毒根内子囊菌门(Ascomycota)在真菌中占优势地位;蓝细菌(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)在根内生细菌中属于优势类群。G4样点的真菌和细菌OTU(OperationalTaxonomic Unit)数量和Shannon多样性指数均高于其他4个采样点。主坐标分析(Principal Coordinate Analysis,PCoA)表明,不同高寒草原瑞香狼毒根内生菌群落之间存在一定的差异。One-Way ANOVA分析结合Pearson相关性分析显示,不同样地瑞香狼毒真菌群落结构在属水平上相关性较小,而细菌在属水平存在一定的相关性。【结论】本研究为进一步开发利用瑞香狼毒内生真菌和细菌资源、阐明瑞香狼毒内生菌群的群落结构和生态功能提供理论参考。     

Arsenic-resistant bacteria solubilized arsenic in the growth media and increased growth of arsenic hyperaccumulator Pteris vittata L

The role of arsenic-resistant bacteria (ARB) in arsenic solubilization from growth media and growth enhancement of arsenic-hyperaccumulator Pteris vittata L. was examined. Seven ARB (tolerant to 10 mM arsenate) were isolated from the P. vittata rhizosphere and identified by 16S rRNA sequencing as Pseudomonas sp., Comamonas sp. and Stenotrophomonas sp. During 7-d hydroponic experiments, these bacteria effectively solubilized arsenic from the growth media spiked with insoluble FeAsO? and AlAsO? minerals (from < 5 μg L?1 to 5.04-7.37 mg L?1 As) and enhanced plant arsenic uptake (from 18.1-21.9 to 35.3-236 mg kg?1 As in the fronds). Production of (1) pyochelin-type siderophores by ARB (fluorescent under ultraviolet illumination and characterized with thin layer chromatography) and (2) root exudate (dissolved organic C) by P. vittata may be responsible for As solubilization. Increase in P. vittata root biomass from 1.5-2.2 to 3.4-4.2 g/plant dw by ARB and by arsenic was associated with arsenic-induced plant P uptake. Arsenic resistant bacteria may have potential to enhance phytoremediation of arsenic-contaminated soils by P. vittata.     

Phytoremediation of arsenic contaminated soil by Pteris vittata L. II. Effect on arsenic uptake and rice yield

A greenhouse experiment evaluated the effect of phytoextraction of arsenic from a contaminated soil by Chinese Brake Fern (Pteris vittata L.) and its subsequent effects on growth and uptake of arsenic by rice (Oryza sativa L.) crop. Pteris vittata was grown for one or two growing cycles of four months each with two phosphate sources, using single super phosphate (SSP) and di-ammonium phosphate (DAP). Rice was grown on phytoextracted soils followed by measurements of biomass yield (grain, straw, and root), arsenic concentration and, uptake by individual plant parts. The biomass yield (grain, straw and rice) of rice was highest in soil phytoextracted with Pteris vittata grown for two cycles and fertilized with diammonium phosphate (DAP). Total arsenic uptake in contaminated soil ranged from 8.2 to 16.9 mg pot(-1) in first growing cycle and 5.5 to 12.0 mg pot(-1) in second growing cycle of Pteris vittata. There was thus a mean reduction of 52% in arsenic content of rice grain after two growing cycle of Pteris vittata and 29% after the one growing cycle. The phytoextraction of arsenic contaminated soil by Pteris vittata was beneficial for growing rice resulted in decreased arsenic content in rice grain of <1 ppm. There was a mean improvement in rice grain yield 14% after two growing cycle and 8% after the one growing cycle of brake fern.     

Phytoremediation of arsenic contaminated soil by Pteris vittata L. I. Influence of phosphatic fertilizers and repeated harvests

A greenhouse experiment was conducted to evaluate the effectiveness of diammonium phosphate (DAP), single superphosphate (SSP) and two growing cycles on arsenic removal by Chinese Brake Fern (Pteris vittata L.) from an arsenic contaminated Typic Haplustept of the Indian state of West Bengal. After harvest of Pteris vittata the total, Olsen's extractable and other five soil arsenic fractions were determined. The total biomass yield of P. vittata ranged from 10.7 to 16.2 g pot(-1) in first growing cycle and from 7.53 to 11.57 g pot(-1) in second growing cycle. The frond arsenic concentrations ranged from 990 to 1374 mg kg(-1) in first growing cycle and from 875 to 1371 mg kg(-1) in second growing cycle. DAP was most efficient in enhancing biomass yield, frond and root arsenic concentrations and total arsenic removal from soil. After first growing cycle, P. vittata reduced soil arsenic by 10 to 20%, while after two growing cycles Pteris reduced it by 18 to 34%. Among the different arsenic fractions, Fe-bound arsenic dominated over other fractions. Two successive harvests with DAP as the phosphate fertilizer emerged as the promising management strategy for amelioration of arsenic contaminated soil of West Bengal through phyotoextraction by P. vittata.     

新疆药用植物牛至内生细菌多样性与抗菌活性

【背景】植物内生菌作为微生物群落中一类非常重要的组成部分,在多个领域都有广泛的应用价值,如促进植物生长、抵抗病虫害、生物固氮、降解有毒有害化合物等。【目的】进一步丰富新疆野果林苹果腐烂病害的生防资源以及分析牛至内生细菌多样性特征。【方法】通过纯培养方法,对健康植物牛至组织进行内生细菌的分离纯化,并进行16S rRNA基因序列分析;再利用平板对峙法筛选具有抑制苹果腐烂病病原菌生长的内生细菌。【结果】共分离到168株内生细菌,最终确定为4门5纲8目12科17属,其中优势属为芽胞杆菌属(Bacillus)。由分离实验结果可知,M1号TSA培养基,M5号组氨酸-棉子糖培养基和M6号NA培养基是分离牛至内生细菌较为理想的培养基;采自新源县野果林的牛至内生细菌多样性较为丰富,在牛至根部内生细菌种类更多;通过拮抗实验共筛选出59株牛至内生细菌具有较好的抑菌效果。【结论】新疆药用植物牛至内生细菌的物种多样性较为丰富,而且富含一批有效抑制野苹果腐烂病病原菌生长的内生细菌菌株。因此,本研究在新疆野果林苹果腐烂病的生物防治和药用植物内生细菌种质资源的填补等方面具有重要意义。     

新疆野生胀果甘草内生细菌多样性的非培养初步分析

摘要：【目的】了解新疆野生甘草内生细菌多样性,为开发新的微生物资源奠定基础。【方法】采用改进的CTAB (十六烷基三甲基溴化铵)法提取新疆野生胀果甘草根部总DNA,利用细菌16S rDNA 基因通用引物对甘草总DNA 进行16S rDNA 基因扩增,构建甘草内生细菌16S rDNA基因文库;挑选具有不同酶切图谱的克隆进行测序、比对并构建16S rDNA 基因系统发育树。【结果】构建的甘草内生细菌16S rDNA基因文库中, 150个克隆分属于32个不同的分类单元,Blast结果表明大部分克隆与已知细菌的16S rDNA基因序列相似性较高,分别归属于变形杆菌门(Proteobacteria)的alpha、gamma亚群,厚壁菌门(Firmicutes),放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes)中的鞘脂菌属(Sphingobium),叶杆菌属(Phyllobacterium),生丝单胞菌属(Hyphomonas),土壤杆菌属(Agrobacterium)等14个属, 其中26%的克隆与已知细菌16S rDNA 基因相似性小于96%,可能代表新的分类单元.【结论】甘草内生细菌多样性丰富且存在尚未被认识的新物种。     

攀枝花地区烤烟可培养内生固氮菌的多样性

【目的】认识烤烟(Flue-cured tobaccos)内生固氮菌多样性,挖掘内生固氮菌资源,丰富内生固氮菌基因库。【方法】运用纯培养法、重复因子扩增(BOX-PCR)分析技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析对内生固氮菌多样性和系统发育进行研究,并测定分离菌株的固氮酶活性、溶磷溶钾特性、吲哚乙酸(IAA)含量等指标。【结果】通过Ashby培养基共分离得到62株固氮菌。基于BOX-PCR图谱选取16株代表菌株进行16S r RNA基因序列测定。16S r RNA基因序列系统发育分析显示,62株菌株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、泛菌属(Pantoea)、短小杆菌属(Curtobacterium)等3个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。62株菌株中有20株菌株(占总分离菌株的32.3%)具有固氮酶活性,8株菌株(占总分离菌株的12.9%)能产IAA,有4株(占总分离菌株的6.5%)表现溶磷活性,有3株(占总分离菌株的4.8%)表现溶钾活性。【结论】攀枝花烤烟有较为丰富的内生固氮菌,具有潜在应用价值。     

The vegetation of metalliferous and non-metalliferous grasslands in two former mine regions in Central Slovakia

We investigated the composition of the vegetation in two former mining regions in Central Slovakia: Banská Štiavnica with predominant Pb-Zn contamination and Staré Hory with a very high Cu content in the soil. Old heaps rich in heavy metals are covered with specific vegetation. On the Cu-rich spoil heaps, species-poor plant communities with prevailing Agrostis stolonifera, Avenella flexuosa, Acetosella vulgaris, Arabidopsis arenosa, Silene dioica, and S. vulgaris occur. Species such as Agrostis capillaris, Acetosella vulgaris, Arabidopsis arenosa, and Thlaspi caerulescens appear frequently on Pb-Zn mine wastes. Several differences in the vegetation structure were detected between the Pb-Zn and Cu mine heaps; higher amounts of vascular plants and fewer lichen species covered the Pb-Zn mine heaps. For the Cu mine heaps, on the contrary a small number of vascular species but a high number and coverage of lichen species, especially Ceratodon purpureus and Cladonia arbuscula subsp. mitis were typical. The non-metalliferous meadows in the vicinity of the mines showed uniform structure but a higher species diversity.     

辽宁盘锦三角洲翅碱蓬根系及内生细菌群落多样性

【目的】翅碱蓬(Suaeda heteroptera)是一种典型的盐碱指示物,对重金属和石油污染的盐碱土壤有一定的修复作用,但是关于翅碱蓬根系与根系内生微生物之间的关系、微生物的多样性以及根系微生物在生物修复中所起作用的研究较少。本文以盘锦"红海滩"的翅碱蓬为例,研究翅碱蓬根系及根系内生细菌菌群种类和结构。【方法】通过传统的培养方法和非培养的高通量测序方法对翅碱蓬根系土壤样品、根系附着物样品以及根系匀浆样品中微生物群落多样性进行分析。【结果】传统方法共分离得到67株细菌,选择代表菌28株,根据其形态特征和生理生化特征,结合16S r RNA基因序列比对进行鉴定,它们分别属于盐单胞菌属(Halomonas)、海细菌属(Marinobacterium)、芽孢杆菌属(Bacillus)、副球菌属(Paracoccus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、游动球菌属(Planococlus)、沙雷氏菌属(Serratia)、刘志恒菌属(Zhihengliuella)等。利用高通量测序技术对样品进行多样性分析,其中根系附着物样品的菌群丰度和多样性最高,依次分别为根系土壤样品和根系匀浆样品。3个样品中有效序列群落结构可分为12个门,包括酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝菌门(Cyanobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、浮霉菌门(Planctomycetes)、变形菌门(Proteobacteria)、螺旋体门(Spirochaetes)和疣微菌门(Verrucomicrobia)。根系匀浆样品中蓝菌门为优势门类,占整个菌群的42%,变形菌门为次优势类群,占33%。变形菌门在根系附着物样品中为优势门类,占46%,拟杆菌门为次优势门类,占16%。根系土壤样品中拟杆菌门为优势门类,占整个菌群的37%,次优势类群为变形菌门,占20%。【结论】翅碱蓬根系和内生菌具有丰富的多样性,其根系微生物可能会在重金属和石油污染土壤的生物修复中起一定的修复作用。