萎缩芽孢杆菌CNY01的生防特性及其对玉米的抗盐促生作用

【目的】从黄河三角洲盐碱地中筛选到具有抗盐促生作用的一株根际菌,制成菌剂用于缓解玉米植株的高盐胁迫。【方法】通过功能培养基、16S rDNA序列和全基因组分析,确定菌株种属以及对玉米植株的抗盐促生效果。【结果】从黄河三角洲盐碱地中筛选到一株可在0-16%的NaCl和pH 5-8的条件下正常生长的萎缩芽孢杆菌CNY01,该菌株可促进玉米在高盐条件下生长,具有降蛋白和解钾的能力,还可抑制青枯雷尔氏菌、串珠镰刀菌等病原菌的生长。玉米植株在含100 mmol/L NaCl的营养液中生长8 d时,施加菌株CNY01可使植株的生理株高、根长和鲜重分别提高38.80%(P<0.01)、23.73%和28.19%(P<0.01)。玉米植株在加100 mmol/L NaCl的高盐盆栽条件下生长28 d时,菌株CNY01可使植株的株高、地上鲜重和地下鲜重分别提高10.84%、41.87%(P<0.01)和23.29%。全基因组序列分析也预测出该菌株基因组中含有维持细胞渗透压、合成应激蛋白等缓解高盐胁迫的基因。【结论】从黄河三角洲盐碱地中筛选到一株具有防病促生功能的萎缩芽孢杆菌CNY01,对玉米植株有显著的抗盐促生作用,结合基因组结果预测到该菌株含有与抗盐促生相关基因,是重要的菌种资源。

利用Tn5-1063转座诱变法分离苜蓿中华根瘤菌042BM noeB基因的研究

采用三亲本杂交方法将带有Tn5 10 6 3(含luxAB)的质粒pRL10 6 3a导入苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobiummeliloti) 0 4 2BM ,进行转座子插入诱变 ,在含有氯霉素、卡那霉素的TY平板上筛选接合子。通过结瘤试验 ,从 10 0 0个突变株中 ,筛选到 3个结瘤突变株 0 4 2BMR5、0 4 2BMR11和 0 4 2BRM2 9。它们都表现出发光酶活性 ,表明转座子正向插入到基因组中的某个启动子下游。Southern杂交结果证实 ,转座子均为单一位点插入。对 0 4 2BMR5突变株基因组进行反向PCR ,扩增位于Tn5 10 6 3两端的侧翼序列。测序结果表明 ,转座子插入到苜蓿中华根瘤菌的共生质粒pSymAnoeB基因内。根据基因组中noeB上游和下游序列扩增出 0 4 2BMnoeB ,其与苜蓿中华根瘤菌 10 2 1noeB的同源性为 98% ,而与NoeB蛋白的氨基酸序列相似性为 95 %。疏水性分析发现 ,NoeB是一个跨膜蛋白 ,在N末端有 4个跨膜区 ,其中包含 3个初级螺旋和 1个次级螺旋。

纤维废渣固态酒精发酵及纤维素－淀粉共发酵的研究

本文对造纸厂纤维废渣固态酒精发酵工艺进行了研究。试验结果显示，利用纤维素酶曲和酒精活性干酵母，采用固态同步糖化发酵工艺和补料技术，在滤纸酶活用量为２０ＩＵ／ｇ底物、加水比为４，３５℃条件下，酒醅酒度可达５．１（Ｖ／Ｗ），造纸厂细杂纤维的酒精得率为０．１７（Ｗ／Ｗ）。在废渣中添加一定量的玉米粉，利用纤维素酶曲中的淀粉酶活性进行纤维素－淀粉共发酵，可使酒醅酒度提高到８．７％（Ｖ／Ｗ）。

烟田土壤微生物区系分析

烟田土壤微生物区系分析杜秉海，李贻学，宋国菡，李新举，宋承鉴（山东农业大学泰安２７１０１８）侯跃亮，王士成，高迁云（临朐县烟草公司）赵世祥，孟祥德，尹东升（昌乐县烟草公司）一、研究的目的意义研究土壤环境条件与根系发育特征之间的关系，是选择生产优质烟土...

苜蓿中华根瘤菌042BMnoeA基因的克隆、敲除与功能的初步分析

通过PCR扩增获得了 0 4 2BM的noeA基因。该基因与苜蓿中华根瘤菌 (Sinorhizobiummeliloti) 10 2 1noeA的同源性为 99% ,而其NoeA与 10 2 1NoeA的相似性为 97%。还发现其NoeA与中慢生根瘤菌 (Mesorhizobiumsp .)BNC1可能的SAM_依赖性的甲基转移酶相似性为 32 % ,而其 30 3～ 36 2氨基酸区域与大肠杆菌 (Escherichiacoli)的核糖体 5 0S亚基的L11蛋白甲基转移酶 (PrmA)的 16 0～ 2 2 0氨基酸区域的相似性达到 4 1%。通过插入卡那盒 ,敲除noeA ,获得突变株 0 4 2BMA_Km。与苜蓿中华根瘤菌 0 4 2BM相比 ,敲除noeA的突变株在普通紫花、保定、宁夏、百发和傲汉苜蓿品种上的结瘤数、根瘤鲜重和植株地上部分的干重都有不同程度的增加 ,而在秘鲁苜蓿品种上的结瘤数和植株地上部分的干重明显下降 ,在皇后和美国杂花苜蓿品种上则没有明显的变化。

淀粉渣固态发酵生产纤维素酶的研究

对斜卧青霉(Penicillium decumbens)JU—A10菌株固态发酵淀粉渣生产纤维素酶的工艺条件及培养基组成进行的研究表明,最佳工艺条件为:料水比2.5,培养温度31℃及起始pH值5.0;最佳培养基组成为:硫酸铵1.5％,尿素0.6％,硫酸镁0.3％及麸皮15％。在最佳条件下,纤维素酶的滤纸酶(FPA)活性可达到33IU/g,β—葡萄糖苷酶(B—Ga)活性可达38IU/g。

AADY在纤维素酒精发酵中的应用效果

本文研究了耐高温酒精活性干酵母的复水活化方法及不同接种量对纤维素酒精发酵的影响，并与酿酒酵母Ｍ１３００菌株进行了对比发酵试验。结果表明：以２％蔗糖溶液复水活化效果最佳；采用该方法活化的ＡＡＤＹ最佳接种量为０．０５％；ＡＡＤＹ的酒精发酵性能优于酿酒酵母Ｍ１３００菌株。

苜蓿中华根瘤菌042BM noeAB基因的转录调控

对苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobiummeliloti) 0 4 2BMnoeAB基因的表达调控进行研究。结果发现,葫芦巴碱不能使noeAB的表达水平提高,证明它们的转录不受nodD2的调控。当nodD3和syrM同时存在时,noeAB的表达水平没有明显的变化,表明它们也不受nodD3 syrM系统的调控。在FY基本培养基上,毛地黄黄酮的诱导使noeAB基因的表达水平提高16倍,而在不添加该诱导物的TY培养基上,noeAB基因的表达水平也能够提高30倍以上,说明noeAB是受nodD1控制的,但除受毛地黄黄酮诱导外。

根际促生细菌(PGPR)对冬枣根际土壤微生物数量及细菌多样性影响

从6年生冬枣根际土壤中筛选出1株根际促生细菌(PGPR),以发酵鸡粪(DC)为吸附载体制成PGPR生物肥(PF),利用传统的氯仿熏蒸法和现代的T-RFLP技术,从冬枣根际土壤中可培养微生物的数量、细菌群落多样性和微生物量碳的动态变化3个方面,分析PF、普通生物肥料(NF)和DC对冬枣根际土壤微生物特征的影响。结果表明:同NF处理相比,PF处理中的细菌数量和微生物总量显著增加,真菌数量显著减少,但放线菌数量差异不显著。PF处理根际土壤具有较高的丰富度指数、多样性指数和均匀度指数。基于T-RFLP的主成分分析结果表明:PF处理的细菌群落结构成为1个独立的群,NF,DC和CK处理构成1个相对独立的群。此外,同其他试验处理相比,PF可相对稳定地提供冬枣生长周期内的微生物生物量碳。PGPR生物肥料的施用可提高可培养微生物数量,提高根际土壤中微生物多样性,有效改善冬枣根际土壤的微生态环境。

持续干旱对樱桃根际土壤细菌数量及结构多样性影响

以1年生吉塞拉实生容器苗为试材,采用绿色荧光蛋白基因标记技术,研究了干旱胁迫(连续干旱0、7、14、21、28 d和35 d)对樱桃根际促生细菌YT3的标记菌YT3-gfp数量的影响,同时结合平板计数法和末端限制性片段长度多态性分析(terminal restriction fragment length polymorphism,T-RFLP)技术,研究了干旱对樱桃土壤中的微生物数量及细菌群落结构多样性影响。结果表明:樱桃根际土壤中的YT3-gfp数量是非根际土壤中的8.75—28.77倍,随着持续干旱强度的增加,YT3-gfp的数量先增加后减小。干旱对根际土壤中YT3-gfp数量的影响大于对非根际土壤的影响,分别在持续干旱至第21天和28天时,YT3-gfp的数量达到最大值。随着持续干旱强度的增加,根际土壤中细菌和放线菌数量先增加后减小,而真菌的数量一直减少。此外,持续干旱至第21天或28天时,樱桃根际土壤具有最高的丰富度指数、多样性指数和最低的优势度指数。基于T-RFLP的主成分分析结果显示持续干旱14—35 d时,其细菌群落结构成为一个相对独立的群,群落结构趋于多样性;而持续干旱7 d和42 d构成另外两个相对独立的群,群落结构趋于简单。以上分析可知,干旱对土壤微生物影响显著,一定强度的干旱可提高细菌和放线菌数量,提高细菌群落结构多样性,适当干旱对维持根际土壤细菌群落结构多样性是有益的。

根瘤菌与促生菌双接种对大豆生长和土壤酶活的影响

【目的】慢生大豆根瘤菌和胶质类芽孢杆菌单一菌株固氮或促生效果及机理已有较多研究,但两者双接种对作物的作用和增产机理尚未有所报道。本研究以慢生大豆根瘤菌5136与胶质类芽孢杆菌3016为研究对象,通过田间小区试验研究根瘤菌与促生菌不同施用模式对大豆生长和土壤酶活的影响,以期为开发新型高效复合菌剂提供理论依据。【方法】试验设对照(T1)、接种胶质类芽孢杆菌3016菌剂(T2)、接种慢生大豆根瘤菌5136菌剂(T3),胶质类芽孢杆菌3016和慢生大豆根瘤菌5136双接种(T4)和常规施肥(T5)5个处理,分别于大豆不同生育期调查大豆的农艺性状和结瘤状况,测定土壤酶活性,用BOX-PCR技术监测慢生大豆根瘤菌5136的占瘤率。【结果】1)在大豆成熟期,双接种(T4)处理的大豆单株分枝数、单株粒数、收获指数和产量均为最高,分别比T1高11.3%、9.7%、41.0%和9.3%,且单株空荚数最低,比T1降低了44.0%。2)在花荚期,双接种(T4)处理的占瘤率为25.4%,比T3处理高8.0%,且单株根瘤数和单株根瘤干重均为最高,分别比T1高41.6%和47.1%;说明双接种处理下,胶质类芽孢杆菌3016能够促进慢生大豆根瘤菌5136结瘤固氮。3)接种微生物菌剂均可不同程度地提高土壤酶活性,以双接种(T4)处理的效果最为显著,在大豆成熟期,土壤过氧化氢酶、脲酶和蔗糖酶活性均为最高,分别比对照高12.9%、8.9%和9.4%。4)相关性分析表明,土壤酶活性与大豆收获指数显著正相关或极显著正相关(P<0.01或P<0.05),其中过氧化氢酶与产量显著正相关;单株根瘤数和单株根瘤干重均与收获指数和蔗糖酶活性呈极显著正相关,与产量呈显著正相关。【结论】慢生大豆根瘤菌和胶质类芽孢杆菌双接种可以促进大豆生长,显著增加大豆的单株分枝数、单株粒数、收获指数和占瘤率,降低单株空荚数,增加大豆产量,同时可显著提高相关土壤酶活性,是一种节本增效的农艺措施。

烟草根际铁载体产生菌G-229-21T的筛选、鉴定及拮抗机理

【目的】从烟草根际筛选烟草疫霉[Phytophthora parasitica var.nicotianae(Breda de Hann)Tucker]拮抗菌,探索其拮抗机理。【方法】限铁(2.0μmol/LFeCl3)蔗糖-天冬酰胺平板对峙法筛选烟草疫霉拮抗菌;刃天青(CAS)法检测其铁载体的产生及其对铁离子的亲和能力。结合形态、生理生化、16SrRNA序列同源性和系统发育分析及种特异性分子法对其进行鉴定。XAD-2吸附层析法提取其铁载体,分光光度法检测其铁载体类型。不同铁离子浓度下,比较其铁载体对烟草疫霉的抑制作用。【结果】我们筛选到一株限铁条件下烟草疫霉拮抗菌G-229-21T,该菌产生高亲和力铁载体,被初步鉴定为Pseudomonas mediterranea。该菌产生的羧酸型铁载体,在低铁条件下(0.16μmol/L～10μmol/LFeCl3)对烟草疫霉的抑制率达92.3%以上,而在富铁条件下(100μmol/LFeCl3)抑制率仅为2.0%。【结论】首次报道P.mediterranea G-229-21T产生高亲和力羧酸型铁载体,该铁载体在低铁条件下对烟草疫霉有显著的抑制作用。

两株烟草根际拮抗菌的生防和促生效果研究

使用植物根际促生细菌(PGPR)来防治土传病害是目前生物防治的研究热点。在温室内进行盆栽试验以研究从烟株根际筛选出的两株生防细菌对烟草黑胫病的防治和促生效果,试验设4个处理,分别为接种生防菌YC0573、YC0136、药剂对照(甲霜灵锰锌)和发病对照。结果表明,温室条件下YC0573和YC0136的防治效果分别达到90.9%和95.4%,均高于甲霜灵锰锌(86.4%);接种生防菌的烟株生长状况明显好于对照烟株。对不同生长期烟株叶片叶绿素含量、电解质相对渗透率以及超氧化物歧化酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、过氧化氢酶等系统抗性相关指标进行测定,结果显示,两株拮抗菌可诱导烟株产生系统抗性(ISR),增强对病害的防御力,并且能有效防治烟草黑胫病,促进烟株生长,具有良好的应用潜力。

玉米秸秆高效腐解复合菌系CSS-1的选育及其组成分析

【目的】选育在常温(22℃)下对玉米秸秆具有高效稳定腐解功能的微生物复合菌系,明确其菌群组成,以促进选育的复合菌系在中国北方原位还田玉米秸秆中的应用。【方法】采用限制性培养与温度梯度诱导相结合的方法,以山西、山东、北京等省(市)玉米秸秆连续多年还田的土壤样品为菌源,以秸秆失重率、C/N及CMC酶活为筛选指标,获得高效稳定的玉米秸秆腐解复合菌系CSS-1;比较复合菌系不同继代腐解秸秆的失重率、CMC酶活、木聚糖酶活和PCR-DGGE的菌群监测动态变化,评价CSS-1的功能及其组成稳定性;采用克隆文库法,解析复合菌系CSS-1的主要菌群组成。【结果】CSS-1处理玉米秸秆的CMC平均酶活和最高酶活,比目前广泛应用的秸秆腐解菌剂A分别提高了82%和79%;CSS-1处理的秸秆失重率比菌剂A和空白对照分别提高了62.62%和173.65%;CSS-1不同继代腐解秸秆功能及其菌系组成监测表明该复合菌系的稳定性;克隆文库方法显示CSS-1优势菌群由多种具有纤维素与半纤维素降解功能的细菌和真菌构成,其细菌菌群分别归属Enterobacter、Cellulomonas、Streptomyces、Bacillaceae、Pantoe、Cellvibrio6个属,真菌菌群归属Trichoderma、Gibberella2个属。【结论】获得了在中国北方地区常温条件下高效稳定腐解玉米秸秆的复合菌系CSS-1,可研发利用该菌系促进田间原位还田玉米秸秆的快速腐解。

施用胶质类芽孢杆菌对土壤生物活性和花生产量的影响

采用胶质类芽孢杆菌菌株3016制成的液体菌剂进行小区试验,研究植物根际促生菌——胶质类芽孢杆菌对土壤生物活性及花生产量的影响。设置T1(空白对照)、T2(只接种3016)、T3(接种3016,减施化肥50%)和T4(常规施肥)4个处理,施用3016菌剂的处理T2、T3,收获期土壤酶活力显著高于T1和T4处理(P<0.05)。T3处理在生长期内可以提高土壤细菌和放线菌的数量(P<0.05),抑制真菌数量的增长,并且花生产量最高,达到5 281.38 kg/hm2,比对照增产10.4%。结果表明,施用胶质类芽孢杆菌可以有效提高土壤酶活和增加细菌数量,在本试验条件下,接种菌剂同时减施化肥50%(T3)为最优施肥方式。

新疆棉花根际土壤铁载体产生菌的遗传多样性及系统发育研究

【目的】了解中国新疆地区铁载体产生菌的遗传多样性和系统发育,为筛选高效铁载体产生菌提供依据。【方法】采用BOXAIR-PCR、16S rRNA PCR-RFLP和16SrDNA全序列分析方法对分离自新疆地区棉花根际土壤的铁载体产生菌的遗传多样性进行分析。【结果】在BOXAIR-PCR分析中,68株供试菌分为11个遗传群;在16SrRNAPCR-RFLP分析中,68株供试菌分10个遗传群;代表菌株的16SrDNA全序列分析表明,供试菌分属于假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)、不动细菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、短状杆菌属(Brachybacterium)和泛菌属(Pantoea)。其中,假单胞菌属(Pseudomonas)为优势属。【结论】分离自新疆地区棉花根际土壤铁载体菌存在极大的遗传多样性。

长期不同施肥黑土细菌和古菌群落结构及主效影响因子分析

【目的】依据黑龙江省农科院34年的长期定位试验,探讨影响东北黑土细菌和古菌区系的主效环境因子。【方法】试验采集不施肥（CK）、施氮磷肥（NP）、施氮钾肥（NK）、施磷钾肥（PK）、施氮磷钾肥（NPK）5个施肥处理的耕层土样借助传统化学分析方法和Illumina Miseq高通量测序技术解析土壤化学性状和细菌与古菌的群落结构特征,并对细菌和古菌群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】1）不同施肥处理土壤细菌和古菌群落结构存在显著差异与CK相比,4种施肥处理均降低了古菌丰富度,NPK处理增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性;变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）是所有土样中的优势菌群,占细菌与古菌总量的38.2%-42.9%。施肥条件下,放线菌门（Actinobacteria）、浮霉菌门（Planctomycetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、蓝藻门（Cyanobacteria）的相对丰度降低芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度升高而其他菌门的相对丰度对不同施肥处理的响应不同。2）施用氮肥显著改变了土壤化学性状,长期施氮（尿素）处理的土壤全氮、速效氮和有机质含量显著高于不施氮处理而pH则显著降低。3）RDA分析结果显示,pH对土壤细菌和古菌群落结构的影响最大解释了66.5%的变化;其他环境因子则共解释了细菌与古菌群落33.5%的变化各因子的贡献率依次为pH〉速效钾〉有效磷〉有机质。Pearson相关性分析结果也表明,细菌和古菌群落与土壤化学指标间存在密切的相关关系。【结论】解析了长期不同施肥条件下土壤细菌和古菌的群落结构特征,确定了pH是影响土壤细菌和古菌区系的主效环境因子,氮磷钾均衡施肥不仅显著提高了作物产量和丰富了土壤养分含量,同时也增加了土壤细菌的丰富度、多样性以及古菌的多样性,有利于维持良好的土壤生态环境。研究结果对揭示东北黑土肥力演变机制、建立合理的施肥制度具有重要的理论价值。

生物有机肥对樱桃生长及根际土壤生物学特征的影响

以一年生‘吉塞拉’樱桃苗为试材,通过盆栽试验,利用传统的平板计数法和现代的T-RFLP技术,研究有机肥(OF)和生物有机肥(BF)对樱桃根际土壤微生物数量、微生物量碳和氮、细菌群落结构多样性、土壤酶活性、樱桃生长及养分吸收的影响。结果表明:施用OF和BF后可不同程度地提高根际土壤中的微生物数量及微生物量碳、氮;同OF处理比,BF处理中的放线菌、真菌、微生物总量、微生物量碳和微生物量氮分别提高了115.65%,115.96%,48.3%,58.68%和23.72%,细菌数量差异未达显著水平。同对照相比,OF和BF的施用可提高根际土壤细菌群落结构的多样性及丰富度。同对照相比,OF提高了土壤脲酶、蔗糖酶活性。同OF相比,BF处理的脲酶、磷酸酶、蔗糖酶和多酚氧化酶活性显著提高。OF的施用可促进樱桃根系的生长,提高N和P的养分吸收量。同OF处理相比,BF处理根、茎和叶的生物量分别增加9.55%,9.98%和11.16%,N、P和K养分吸收量分别提高15.35%,21.06%和32.09%。由此可见,盆栽条件下,施用有机肥和生物有机肥均可有效改善樱桃根际土壤生态环境,促进樱桃生长和养分的吸收,但生物有机肥的施用效果明显优于有机肥。

不同有机废弃物作为假单胞菌YT3吸附载体的研究

以草炭为对照,研究了发酵鸡粪、蚯蚓粪和菇渣作为假单胞菌(Pseudomonas)YT3吸附载体的可行性。结果表明:鸡粪吸水率最低,有效菌体释放效率为93.08%;菇渣的吸水性最高,但其菌体释放效率仅为67.59%;菌体释放效率与载体的阳离子代换量呈极显著负相关。用浸提液培养苜蓿种子36h后,鸡粪、蚯蚓粪和草炭处理的种子发芽指数均在80%以上,初步认定肥料浸提液对植物无毒。随着Pseudomonas YT3接种时间的增加,鸡粪、蚯蚓粪和草炭处理中的活菌数均有一个明显的增加过程;在接种后第30d时,3种有机物料中的最大活菌数分别为8.9×108、7.5×108、5.9×108CFU·g-1,分别为初始接种量的560%、326%和187%;在第180d时,有效活菌数开始小于初始接种值。随着接种时间的延长,菇渣处理的有效活菌数呈一直下降趋势。鸡粪和蚯蚓粪,尤其是鸡粪是适宜的Pseudomonas YT3吸附载体。

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。