弗赖森草螺菌RE3-3合成生长素及其促生作用的研究

研究弗赖森草螺菌RE3-3菌株的培养条件对其生长素(IAA)生物合成的影响,并观察菌株合成IAA对芦苇及香蒲幼苗的促生影响。在单因素筛选和菌液初始浓度确定的基础上,对菌株RE3-3合成IAA的培养条件进行优化;以IAA标准物质为对照,对菌株合成IAA促进芦苇及香蒲苗的生长能力进行分析。通过高效液相色谱与质谱分析鉴定其产物为IAA;培养基中含0.07%L-色氨酸及1%葡萄糖,在p H 7.0、温度30℃、培养时间48 h的最佳培养条件下,菌株RE3-3可产生最大量的IAA(74 mg/L);菌株合成IAA作用芦苇及香蒲苗时,其促生效果最显著,植株根长、茎长明显提高。通过改变菌株RE3-3的培养条件,可提高其合成IAA的能力,且菌株RE3-3合成IAA具有显著的促生效果。     

4株茶树根际促生菌菌株的鉴定及促生作用

【背景】根际促生菌可以促进植物生长、提高植物抗性。茶树根际具有特殊的根土微生物生境,可以获得具促生作用的有益微生物。【目的】探究4株茶树根际促生菌菌株的分类地位及促生作用,筛选优良的根际促生菌菌株。【方法】通过形态、生理生化特征、16S rRNA基因序列同源性比对鉴定4株茶树根际促生菌,采用钼锑抗比色法测定溶磷量,通过比色法测定ACC脱氨酶活性、CAS法测定产铁载体能力、Salkowski法测定产IAA (Indoleacetic acid)的能力进行促生作用研究,通过盆栽实验测试白菜、空心菜、苋菜及水稻的株高及鲜重以分析促生效应。【结果】鉴定KKS-6-N1为放射型土壤杆菌(Agrobacteriumradiobacter), KKS-7-N7为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),GD3为Pseudomonashunanensis,GD12为弯曲芽孢杆菌(Bacillusflexus)。固氮菌株KKS-6-N1可产铁载体;固氮菌株KKS-7-N7具有解磷及产铁载体能力,分泌的IAA含量高达101.29mg/L;解钾菌株GD3具溶磷能力,分泌的ACC脱氨酶酶活为8.09μmol/(mg·h),相对铁载体含量为0.31;具固氮解钾性能的菌株GD12分泌的ACC脱氨酶活性为14.46μmol/(mg·h)。盆栽试验表明,4个菌株对白菜、空心菜、苋菜的株高和鲜重均有明显促进作用,尤以GD3效果更甚。【结论】茶树根际促生菌菌株Pseudomonas hunanensis GD3促生作用显著,具有开发成微生物菌肥的潜力。     

香根草生态工程—实现可持续发展的生物技术

香根草（Ｖｅｔｉｖｅｒｉａｚｉｚａｎｉｏｉｄｅｓ）为禾本科的多年生草本植物,原产印度。据史料记载,人类对香根草的利用有近千年历史,但过去主要是用它的根提炼精油,用作香料和化妆品原料,因而并未对这一植物给予太多的关注。１０多年前,当它开始被广泛用于水土...     

植物根际促生菌的筛选及其对玉米的促生效应

[目的]以不同植物根及根际土壤为研究材料,进行植物根际促生菌(PGPR)的筛选,并探索其植物促生作用机制.[方法]以解磷、固氮、产氨、产IAA和拮抗3种常见病原真菌为筛选标准,测定了初筛菌株的多项促生能力,并通过对这些菌分别单独回接和多菌混接的玉米盆栽试验,测定了其对玉米的促生效应.[结果]从渭南、成阳、安康、商洛和榆林5地分离得到的158株菌中有17株茵具有上述多种植物促生作用的菌株.盆栽试验的测定结果表明:单独接种和多菌混合接种在玉米株高、根长、茎长、茎平均直径和干重方面与对照组相比较都有所增加,尤其是在多个指标上,多菌混合接种所显示出的促生效应均明显优于单菌接种.[结论]所筛选到的具有多种促生能力的菌株,可以为进一步构建植物根际促生菌(PGPR)菌群提供良好的种质资源.     

香根草的研究与利用

香根草(Vetiveria zizanioides)是禾本科多年生草本植物,须根发达呈网状,因其具有香味历来被用来提取精油。近年来,它在生态环保方面的作用令人瞩目。阐述了香根草生态生物学特性,在水土保持、矿区生态修复、生物能源等方面最新研究成果,以及精油提取工艺、最新应用领域等,并介绍了一种方法以解决采根与固土保水作用不可兼得这一难题,为进一步保护和利用香根草提供参考。     

一株黄瓜根际促生菌的筛选、鉴定及其发酵特性

Salkowski比色法评价菌株发酵产吲哚乙酸(IAA)的能力;采用平皿、盆栽方法检测菌株的促生能力;对典型菌株生理生化测定及16S rRNA基因序列系统发育分析,初步确定菌株的分类地位;进一步采用正交设计探索不同碳源、氮源对菌株产IAA的影响。结果表明从黄瓜植株根部分离得到菌株18株,其中8株为产IAA菌株。菌株SGM7产IAA能力最强,产量达23.59 mg/L;1%SGM7菌悬液对盆栽黄瓜幼苗有明显促生效果(P0.05);初步鉴定SGM7为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus);其最适产IAA发酵培养基配方为:蛋白胨1%、玉米粉2%、麸皮0.25%、硫酸铵0.05%、硝酸钾0.05%;其发酵液IAA产量高达35.87 mg/L。     

一株嗜盐嗜碱菌属促生菌的分离及功能鉴定

【背景】土壤盐碱化是一个全球性问题,耐盐植物根际存在大量未被开发的功能微生物,例如植物根际促生菌(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)。这些微生物能够通过自身的促生功能帮助植物抵抗盐碱胁迫并促进植物生长。【目的】筛选出具有耐盐碱作用的PGPR,研究其促生功能,为研发盐碱地专用功能性微生物肥料提供候选菌株。【方法】从新疆维吾尔自治区喀什地区野生柽柳根际土壤中筛选出一株耐盐碱细菌Bachu49;通过形态学、生理生化特性和16S rRNA基因测序技术对其进行分类鉴定;利用多种功能鉴定培养基测定菌株Bachu49的解钾、固氮、解磷、吲哚乙酸合成、1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylate, ACC)脱氨酶和铁载体合成等促生能力;采用二分格培养皿验证菌株Bachu49产生挥发性酸性物质的能力;最后分别通过平皿和盆栽试验测定菌株对拟南芥和玉米幼苗生长的影响。【结果】从供试土壤样品中筛选分离到一株耐盐碱菌株Bachu49,经16S rRNA基因序列比对分析鉴定为嗜盐嗜碱菌属(Alkalibacterium);菌株Bachu49拥有固氮、解有机磷和分泌吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)等促生能力,可在盐浓度0−160 g/L、pH 7.0−11.0的条件下生长,该菌还具有一定的降碱能力。在pH 8.0、9.0和10.0的条件下,降碱率分别为9.75%、15.56%和20.60%。促生试验结果表明菌株Bachu49可以显著促进拟南芥、玉米在盐碱胁迫条件下的生长。其中,在pH 8.0、2 mmol/L NaHCO₃的盐碱胁迫条件下,接种了菌株Bachu49后拟南芥的根长、侧根数目、鲜重和叶片数分别增加了239.86%、1 952.83%、389.71%和91.23%;在15 g/kg的盐胁迫条件下,玉米的地下鲜重增加了10.14%,而在30 g/kg的盐碱胁迫条件下,玉米的地上鲜重、茎粗和株高分别增加了42.04%、23.14%和40.91%。【结论】Alkalibacterium sp. Bachu49具有优良的耐盐碱与促生能力,能够显著促进植物在盐碱胁迫下的生长,这为今后在研发盐碱地专用功能型微生物肥料方面提供了菌种资源和理论基础。     

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。     

香根草对重金属铅离子的胁迫反应研究

研究了Pb²⁺对香根草生理生态指标的影响.结果表明, 随水培液中Pb²⁺浓度的增加(0～8 mmol·L^-1),香根草苗的生长受到严重影响;叶片电导率增大;SOD活性先上升后下降,但均高于对照,其活性与Pb ²⁺浓度呈正相关;POD和CAT活性虽也是先上升后下降,但在高浓度(＞4 mmol·L^-1)的Pb²⁺处理下,酶活性均低于对照,其酶活性与Pb²⁺浓度呈显著负相关.可以认为,酶活性升高是由于香根草苗对Pb2+胁迫做出的应激反应,而高浓度Pb²⁺却对香根草苗的保护酶活性有抑制作用.     

镉在土壤-香根草系统中的迁移及转化特征

以无植物组处理为对照,采用盆栽试验方式探讨不同Cd浓度胁迫条件下香根草根际土壤中重金属Cd的积累、迁移及转化特征。土壤Cd处理设4个浓度梯度,分别为0、2、20、80 mg/kg土壤干重。结果表明:(1)香根草可以显著降低土壤中生物有效态Cd和总Cd含量。(2)香根草各部分Cd积累量随处理浓度的增加和处理时间的延长而增加,90 d时80 mg/kg处理组地上部分和根的Cd积累量分别高达180.42 mg/kg和241.54 mg/kg。(3)各浓度Cd处理下,富集系数随着Cd处理浓度的增加而显著降低,随处理时间的延长而升高。(4)香根草地上部分Cd含量小于根部,各处理转移系数均小于1。随着处理时间的延长,中低浓度处理组的转移系数稍有降低,高浓度处理组的转移系数则显著上升。(5)种植香根草使其根际土中残渣态的Cd转化为生物有效态Cd,提高Cd清除效率。研究结果表明,香根草能够有效地吸收土壤中的Cd,降低土壤中总Cd含量,提高土壤安全性,可作为Cd污染地区植物修复的备选物种。     

香根草对镉毒害的生理响应——采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)

为阐明香根草(Vetiveria zizanioides)对镉(Cd~(2+))胁迫的耐性机理及其对重金属Cd~(2+)的积累特征,通过水培试验,采用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究在不同Cd~(2+)浓度处理时香根草根、茎、叶化学组分的变化,同时测定香根草叶Cd~(2+)的亚细胞分布和其重金属Cd~(2+)含量。结果表明,其根组织在2927 cm~(-1)处峰高先下降后上升,表明在低Cd~(2+)(Cd~(2+)3 mg/L)处理条件下香根草分泌的有机酸不断螯合Cd~(2+),造成羧酸O—H的减少,但随着Cd~(2+)含量的升高,其羧酸螯合力变弱,有机酸含量渐渐升高;茎组织在1631 cm~(-1)峰高处先上升后下降,表明在低Cd~(2+)(Cd~(2+)3 mg/L)处理条件下香根草产生氨基酸、多肽和蛋白质等物质,通过渗透调节来增强抗逆性,但随着Cd~(2+)含量的升高,蛋白质二级结构中肽键间氢键的结合力受影响较大。当Cd~(2+)处理浓度为7 mg/L时,香根草生长10 d后,地上部分及根组织富集Cd~(2+)量分别高达212.49 mg/kg和290.59 mg/kg。香根草地上部分的Cd~(2+)含量随Cd~(2+)处理浓度的增加而增加。香根草叶片富集的Cd~(2+)主要分布于细胞质中,其次为细胞壁,而在线粒体和叶绿体中含量最低。     

煤矸石山不同种植年限香根草生物量分配及异速生长分析

香根草(Vetiveria zizanioides)是一种良好的矿业废弃地生态修复物种,研究其生物量分配和异速生长关系,有助于深入了解香根草在矿区的生存策略与生态功能。该研究以贵州省六盘水市大河煤矿煤矸石山种植年限为4、5、8和15 a的香根草为对象,采用挖掘法和称重法对不同种植年限香根草的器官生物量、分配比例及异速生长关系进行了对比分析。结果表明:(1)随种植年限的增加,根、茎、叶生物量均呈现先增加后减少的趋势,且均在种植年限为5 a时最大,15 a时最小。(2)茎生物量分配比在种植年限15 a时最大(37.3%),叶生物量分配比在种植年限5 a时最大(36.1%),根生物量分配比不随种植年限的增加而发生变化,基本保持在30%左右。(3)种植年限为4、5、8 a时,地上部总生物量与根生物量、叶生物量呈异速生长关系;种植年限为5 a时,叶面积与根、叶生物量呈异速生长关系,与茎生物量呈等速生长关系。不同种植年限间的生物量分配及异速生长关系虽然没有一致规律,但体现了香根草在煤矸石基质中生物量分配的特点,且显示了其特别的生长方式和资源分配策略,为今后香根草在煤矸石山生态治理方面提供了参考依据。     

Influence of nitrogen and phosphorus on induction embryogenic callus of sorghum

Crown and leaf slices of in vitro plantlets of a non-flowering Vetiveria zizanioides from Java were used to induce compact calli and to regenerate plantlets. The influence of different growth regulators (2,4-dichlorophenoxy acetic acid, 6-benzylaminopurine), sucrose concentrations (10–100 g l⁻¹), cultivation in light or dark, and cultivation time on callus induction medium (6 or 12 weeks), on the induction of compact callus and the subsequent regeneration of plantlets was studied. Up to 75% of crown slices cultured on modified Murashige and Skoog medium supplemented with 2.26 μM 2,4-dichlorophenoxy acetic acid, 2.22 μM 6-benzylaminopurine and 75 g l⁻¹ sucrose developed compact callus. For subsequent regeneration of plantlets, callus induction in the light for 6 weeks on the callus induction medium containing 10 g l⁻¹sucrose, and subsequent transfer to the regeneration medium, was the best procedure, regenerating plantlets on around 60% of the crown or leaf slices, with up to 100 plantlets per slice. We have compared the efficiency of the above mentioned procedure with several other methods to regenerate plantlets. Our findings indicate that the procedure developed in this study was best in regenerating plantlets for the used vetiver variant. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

Comparison of vetiver root essential oils from cleansed (bacteria- and fungus-free) vs. non-cleansed (normal) vetiver plants

‘Karnataka’ and ‘Malaysia’ cultivars of vetiver (Vetiveria zizanioides (L.) Nash, =Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty) were subjected to meristem tissue culture in order to produce plants that were bacteria- and fungi-free. Tissue cultured (“cleansed” or phytosanitary) vetiver was grown for five months in sterilized soil contained in pots, and the oil content of plants grown on the medium was compared to that of non-cleansed (normal) vetiver plants grown in unsterilized soil under the same conditions. Statistical analysis of 49 of the major oil components revealed numerous significant differences between tissue culture derived and natural plants for both genotypes.     

香根草形态性状和光合特性对三峡库区消落带水陆生境变化的响应

基于定位观测,研究三峡库区消落带淹水区和未淹区香根草的形态性状、生物量、光合参数和资源利用效率,并对其适应机制进行讨论。结果显示:(1)香根草可以在消落带每年淹水期4个月左右、淹水深度小于9m的海拔区段存活。(2)淹水区香根草的地上部分多数形态性状指标较未淹区有所降低,降低幅度随香根草露出水面恢复生长的时间长短而异。(3)淹水区香根草总生物量、地上部分生物量分别减少10.58%、48.46%,而根径、根系长度、根系数量、根幅、地下生物量以及地下/地上生物量的比值分别提高12.50%、24.13%、19.09%、78.46%、30.04%、151.71%;同期香根草的蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度分别减少20.75%、9.19%和10.04%,而净光合速率、水分利用效率、表观CO2利用效率分别提高7.23%、36.47%和63.64%。研究表明,加速根系分蘖和生长、增加叶片长度和地下生物量,降低植株高度、减少蒸腾、提高水分和CO2利用效率是香根草对三峡库区消落带水陆生境变化的适应对策。     

长期水陆周期性变化条件下香根草形态性状和生物量分配的可塑性

香根草是能够长期适应三峡水库消落带生境的少数物种之一。虽然国内对香根草的引种栽培和研究已有几十年的历史,但是对香根草在三峡库区消落带长期水陆周期性变化条件下的生态适应对策还知之甚少。为此,以2008年在三峡水库巫山段消落带建立的香根草引种栽培试验示范基地为研究平台,在2016年对海拔166—169 m、169—172 m和172—175 m区段的香根草的形态性状、生物量及其分配特征进行了研究。结果表明：(1)海拔166—169 m香根草的分蘖株数、平均株高、节间数量、节间长度、叶片数/分蘖株、叶片数/丛、叶片长等各指标值均低于海拔169—172 m和海拔172—175 m,海拔166—169 m与其它海拔区段的节间数量差异显著(P<0.05);(2)海拔166—169 m香根草的根系数量最少,但根系长度最长;(3)海拔166—169 m无节间的香根草株数最多,且与海拔172—175 m和海拔169—172 m差异显著(P<0.05);(4)不同海拔区段香根草的总生物量大小表现为海拔172—175 m>海拔169—172 m>海拔166—169 m,且海拔166—...     

Indentification of Acetobacter diazotrophicus,Herbaspirillum seropedicae and Herbaspirillum rubrisubalbicans using biochemical and genetic criteria

Nitrogen-fixing Acetobacter diazotrophicus, Herbaspirillum seropedicae and Herbaspirillum rubrisubalbicans colonize sugar cane, and are thought to be capable of supplying high levels of fixed nitrogen to this plant. Eight A. diazotrophicus, two H. seropedicae and four H. rubrisubalbicans isolates were identified and compared by complementary biochemical and genetic methods. Utilization of carbon sources and antibiotic resistance patterns allowed differentiation of A. diazotrophicus from Herbaspirillum species. In order to distinguish strains within A. diazotrophicus species, the polymerase chain reaction was employed, using a Rhizobium melilotidctA primer under low stringency hybridization conditions.     

Uprooting of Vetiver Uprooting Resistance of Vetiver Grass (Vetiveria zizanioides)

Vetiver grass (Vetiveria zizanioides), also known as Chrysopogon zizanioides, is a graminaceous plant native to tropical and subtropical India. The southern cultivar is sterile; it flowers but sets no seeds. It is a densely tufted, perennial grass that is considered sterile outside its natural habitat. It grows 0.5–1.5 m high, stiff stems in large clumps from a much branched root stock. The roots of vetiver grass are fibrous and reported to reach depths up to 3 m thus being able to stabilize the soil and its use for this purpose is promoted by the World Bank. Uprooting tests were carried out on vetiver grass in Spain in order to ascertain the resistance the root system can provide when torrential runoffs and sediments are trying to uproot the plant. Uprooting resistance of each plant was correlated to the shoot and root morphological characteristics. In order to investigate any differences between root morphology of vetiver grass in its native habitat reported in the literature, and the one planted in a sub-humid environment in Spain, excavation techniques were used to show root distribution in the soil. Results show that vetiver grass possesses the root strength to withstand torrential runoff. Planted in rows along the contours, it may act as a barrier to the movement of both water and soil. However, the establishment of the vetiver lags behind the reported rates in its native tropical environment due to adverse climatic conditions in the Mediterranean. This arrested development is the main limitation to the use of vetiver in these environments although its root strength is more than sufficient.