复合微生物菌剂对葡萄生长、品质及根际土壤环境的影响

【目的】葡萄是我国栽培广泛的五大果树品种之一,长期过量施用化肥,破坏微生物生态,从而影响葡萄产量和品质。探究不同来源菌株的复合微生物菌剂对改善葡萄果实品质的作用。【方法】采用复合微生物菌剂[短短芽胞杆菌(Brevibacillus brevis)FJAT-0809-GLX、贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)FJAT-55034及短短芽胞杆菌(B.brevis)FJAT-10623]灌根,分析复合微生物菌剂对葡萄生长和果实品质及根际土壤酶活性、可培养芽胞杆菌多样性等的影响。【结果】复合微生物菌剂能够促进葡萄叶片生长,提高叶片的叶绿素a和类胡萝卜素含量及POD和PPO活性。处理组葡萄幼果的叶绿素b含量、SOD和PPO活性分别比对照组提高了100%、11.77%和66.67%。施用复合微生物菌剂能够促进葡萄提早成熟及果实转色,提升果实品质,其中,单果重比对照高出29.06%,可溶性固形物和可溶性蛋白分别比对照组提高了7.31%和94.74%,且处理组成熟果实的PPO酶活性显著高于对照组。此外,复合微生物菌剂能够显著提高土壤淀粉酶、过氧化氢酶、纤维素酶、蔗糖酶活性及芽胞杆菌的种类和数量。相关性分析表明,辣椒芽胞杆菌(Bacillus zanthoxyli)和假蕈状芽胞杆菌(Bacillus pseudomycoides)可促进葡萄叶片生长及果实品质提升。【结论】复合微生物菌剂具有改良土壤、促进葡萄生长和提升果实品质的作用。

短短芽胞杆菌分支酸合成酶基因BbaroC的鉴定及转录因子调控分析

分支酸合成酶AroC是莽草酸途径中芳香族化合物合成的关键酶,探明短短芽胞杆菌aroC基因的特征及转录调控因子可为短短芽胞杆菌作用机理研究奠定基础。从短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX中克隆了aroC基因,进行生物信息学分析和转录因子预测。短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX中aroC基因序列长度为1 164 bp, GenBank登录号为OR475562。短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX与Brevibacillus brevis NBRC 100599的aroC基因序列同源性最高,为98.88%,与Brevibacillus brevis HNCS-1的AroC氨基酸序列同源性最高,为100%;其编码的蛋白为亲水性蛋白,无信号肽,定位于细胞质。靶向BbaroC的转录因子共有23个,分别来自10个物种,Escherichia coli(Strain K12 MG1655)和Bacillus subtilis(Strain 168)分别预测到12个和3个转录因子。BbaroC在短短芽胞杆菌抑菌活性物质产生中可能发挥着重要作用,这为其在农业上的广泛应用提供依据。

福建省农作物种质资源调查收集与多样性分析

2017-2022年,福建省在第三次全国农作物种质资源普查与收集行动中,共收集作物地方品种和野生近缘植物种质资源6235份,蔬菜、粮食、果树、经济作物、牧草绿肥分别占33.57%、25.91%、24.35%、14.59%、1.57%;所有资源隶属于83科,229属,313种,其中豆科种质资源份数最多,占总数的16.04%。不同地区和海拔是影响收集农作物种质资源种类和数量的重要因素。全省9个地级市中,三明市收集种质资源数量最多,占20.65%。全省收集农作物种质资源数量随着海拔升高而下降,不同海拔收集数量随着市辖县(市、区)、乡(镇)、村(街道)的数量减少呈现减少趋势。沿海地区如漳州、福州、宁德、泉州、莆田、厦门等6个地级市,海拔0~200 m是种质资源Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数最高的海拔区间;闽西北山区,如龙岩、三明、南平等3个地级市,海拔200~400 m、400~600 m、600~800 m种质资源的Shannon-Wiener多样性指数和Brillouin丰富度指数较高。不同地级市、不同海拔区间与收集种质资源的物种多样性指数的相关性分析发现,三明和龙岩市与Shannon-Wiener多样性指数呈极显著正相关,莆田和龙岩市与Pielou均匀度指数呈现极显著负相关,这与全省农业经济分区有密切关系。通过梳理全省农作物种质资源的多样性,为因地制宜地开发、利用、挖掘全省地方农作物种质资源提供参考和科学依据。

华南地区茄科作物青枯病发生与病原菌分布特性分析

调查我国华南地区番茄、茄子和辣椒等茄科作物青枯病害发病情况,采集健康植株和青枯病发病株及其根际土壤样本,进行病原菌的分离鉴定、致病力测定和分布特性分析。结果表明:番茄、茄子和辣椒发病率最高的地区分别是海南陵水、福建晋安和福建邵武,其生育期内平均发病率分别达20.01%、5.24%和23.33%。从不同地理来源的茄科作物中,共分离鉴定出86株青枯菌。进一步利用弱化指数(Attenuation index,AI)对分离的青枯菌进行致病力划分,其中7株为无致病力菌株(AI>0.75),13株为过渡型菌株(0.65≤AI≤0.75),66株为强致病力菌株(AI<0.65)。研究青枯菌的分布特性发现,对于不同寄主,青枯菌分布特性均是病株及其根际土壤分布数量显著多于健康植株及其根际土壤,且分布数量均是土>根>茎,此外,调查的茄科作物中,青枯病发病株土壤青枯菌分布数量均大于106 cfu·g^(-1),青枯病发病株根和茎青枯菌分布数量均大于105 cfu·g^(-1)。

茄子青枯病发生率与田间生态因子的相关性分析

为了解析茄子青枯病发生率与田间生态因子的关系,在厦门同安茄子青枯病发病典型区,安装了农业生境野外数据观测装备,采集气温、地温、相对湿度、雨量、太阳辐射、光合有效辐射、光照度、CO_(2)浓度和土壤容积含水率等生态因子数据,并在营养生长期和生殖生长期调查茄子青枯病发病情况和青枯病原的分布特性。结果表明:茄子营养生长期的气温(28.6℃)、地温(30.1℃)和相对湿度(66.17%),均适宜青枯病发生;茄子在营养生长期的发病率(7.90%)和病情指数(5.40)大于生殖生长期的发病率(3.43%)和病情指数(2.47);青枯菌在发病2级的植株及根际土壤中分布最多,分别为营养生长期的81.80×10^(5) cfu·g^(−1)和生殖生长期的99.31×10^(5) cfu·g^(−1);强致病力青枯菌在发病植株和根际土壤中的分布量分别大于104 cfu·g^(−1)和105 cfu·g^(−1)。茄子青枯发病率与气温、地温、相对湿度、雨量、光照辐射和二氧化碳浓度呈极显著正相关(P<0.01),与光照度和土壤容积含水率呈显著正相关(P<0.05)。研究结果为青枯病预测预报技术的建立及病害的有效防控提供依据。

刺葡萄STS基因克隆及其在不同光质下的表达水平

【目的】研究刺葡萄芪合酶(STS)基因的序列特征及其在不同光质处理下的表达水平,旨在为进一步解析STS基因通过响应光信号调控刺葡萄愈伤组织中白藜芦醇合成的分子机制提供依据。【方法】以刺葡萄愈伤组织为材料,利用逆转录PCR(RT-PCR)技术成功克隆获得了4个STS基因,对这些基因及其编码蛋白进行了生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测其在不同光质下和不同培养阶段的表达水平。【结果】成功地从刺葡萄愈伤组织中克隆获得了VdSTS5、VdSTS6、VdSTS20、VdSTS21共4个基因,均含1179 bp完整开放阅读框(ORF),编码392个氨基酸残基,预测其编码的是亲水性、无信号肽的细胞质定位蛋白,磷酸化修饰主要发生在苏氨酸和丝氨酸位点上,蛋白质的二级结构主要由α-螺旋、无规则卷曲和延伸链组成,STS与查尔酮合成酶(CHS)的蛋白质序列具有高度同源性。4个VdSTS的蛋白质序列在系统进化树上处于3个不同的大分支中,其中,VdSTS5与VdSTS21处在不同的分支中,而VdSTS6与VdSTS20聚在同一分支中,葡萄属不同种之间的STS蛋白质序列相似度高,推测其可能具有相同的功能。启动子顺式作用元件预测发现,4个VdSTS启动子含有多个光响应元件,还含有转录因子识别和作用元件、激素作用元件等。光质显著影响4个VdSTS的表达,在白光、红光、黄光和黑暗处理下,VdSTS的总体表达水平较高,而在绿光和紫光处理下,VdSTS的总体表达水平较低;同时,VdSTS对不同光质的响应不仅存在着基因间的差异,还存在不同培养阶段的差异,VdSTS5在培养后期强烈响应黄光的调控,VdSTS6、VdSTS20在培养中期对黑暗和红光的响应最强,VdSTS21则在培养中期强烈响应红光的调控,这些基因表达水平的变化影响着刺葡萄愈伤组织中白藜芦醇的合成。【结论】4个VdSTS对光质的响应存在差异,可能在响应不同光质调控中对刺葡萄愈伤组织白藜芦醇的合成起到重要作用。

嗜热复合菌对堆肥品质及微生物群落演替的影响

【目的】研究嗜热复合菌对畜禽粪污堆肥理化特性和腐熟度的影响,探讨嗜热菌影响堆肥过程的微生物机制。【方法】堆料由75%羊粪和25%养鸡发酵床垫料构成,初始原料C/N为28,堆料量1.2 t,高度70~90 cm,开放条垛式堆沤。处理组为堆肥添加0.1%嗜热菌B.fordii FJAT-51578和U.thermosphaericus FJAT-51579等比混合的发酵液,对照组为添加1%市售枯草芽孢杆菌堆肥菌剂(Bacillus subtilis)。堆肥时间为2021年9月18日—10月14日,每两天检测1次温度。堆肥前15天,每两天进行一次翻抛,后期每5天进行一次翻抛,保持堆肥含水量50%~60%,直至高温期结束。在堆肥开始后第1、9和26天取堆肥样品,分析氮磷含量、硝化指数和种子发芽指数。结合扩增子测序,分析堆肥细菌群落结构变化,并揭示其主要环境影响因子。采用PICRUSt分析堆肥有效氮和有效磷代谢的微生物机制。【结果】嗜热复合菌添加促进堆肥硝化指数的降低和种子发芽指数的升高,促进堆肥腐熟;堆肥产物碱解氮和有效磷的含量分别比市售菌剂组高11.8%和7.7%。同时,嗜热复合菌的添加改变了细菌群落的分布,降低了堆肥细菌的多样性和丰富度,提高了糖单胞菌、链霉菌和嗜热葡萄孢菌等降解菌的丰度。RDA分析表明,pH和C/N是影响堆肥微生物群落多样性的主要因素,碱解氮与芽孢杆菌和糖单胞菌属丰度正相关,有效磷与嗜热裂孢菌、直丝菌属和马杜拉放线菌属丰度正相关。氮、磷代谢相关京都基因和基因组百科全书同源基因(KO)的PICRUSt分析显示,微生物氮磷循环相关KO的丰度随着堆肥进程均有所增加。添加嗜热菌剂提高了氨化、铵同化、硝酸盐同化、同化/异化硝酸盐还原等氮循环相关KO,及无机磷溶解、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶等磷循环相关KO。【结论】在畜禽粪污堆肥中添加嗜热复合菌剂加快并延长了高温期,降低了C/N,提高了堆肥中碱解氮和有效磷含量,其中C/N、硝化指数和GI指数等指标在堆肥中期达腐熟程度标准,促进堆肥腐熟。堆肥中添加嗜热复合菌剂增加了细菌氮磷代谢相关KO的表达,提高了腐熟中期堆肥中嗜热菌的丰度和种类,碱解氮与芽孢杆菌和糖单胞菌属丰度呈正相关,有效磷与嗜热裂孢菌、直丝菌属和马杜拉放线菌属丰度正相关。因此,添加嗜热复合菌促进了堆肥有效氮磷的含量。

一株固态发酵豆粕的枯草芽孢杆菌的分离与应用

本研究筛选获得一株产纤维素酶的耐高温枯草芽孢杆菌FJAT-5561,分析其产酶和抑菌特性,应用于豆粕固体发酵。枯草芽孢杆菌FJAT-5561在45℃、pH为8时的酶活性达0.90 U/mL。抑菌试验结果显示:该菌对青霉具有抑制效果,电镜观察显示FJAT-5561菌株的发酵上清液使青霉菌丝变形和萎缩,抑制菌丝生长。豆粕发酵试验结果表明,添加枯草芽孢杆菌FJAT-5561可降低豆粕中难降解的粗纤维含量,提升豆粕中的粗蛋白质含量。发酵后的豆粕中未检出黄曲霉素、赭曲霉毒、玉米赤霉烯酮和脱氧雪腐镶刀菌烯醇等真菌毒素,也未检出黄曲霉。

拮抗酵母菌的筛选鉴定、生物学特性及其对葡萄灰霉病菌的抑菌活性研究

本研究以葡萄灰霉病菌Botrytis cinerea为靶标菌,筛选获得2株拮抗酵母菌G17515和G31887,经形态学和分子生物学方法分别鉴定为Starmerella bacillaris和Meyerozyma caribbica(卡利比克迈耶氏酵母)。菌株G17515和G31887的培养温度为20℃~30℃(最佳培养温度为30℃),pH值为pH 5.0~7.0(最佳pH 6.0),NaCl浓度为0.1%~5%(最佳NaCl浓度为0.1%)。酵母菌G17515和G31887发酵液可以明显抑制葡萄灰霉病菌丝的生长,其抑制率分别为80.86%和69.05%,并且导致菌丝和孢子形态发生异常。离体接种试验结果表明,这2株酵母菌可显著抑制葡萄灰霉病菌斑的扩展,对葡萄叶片灰霉病抑制率分别为64.21%和57.22%,对果实灰霉病的生防效果分别为48.56%和77.13%。综上所述,S.bacillaris G17515和M.caribbica G31887对葡萄灰霉病具有显著的抑制效果,有望作为防治葡萄灰霉病的菌株资源。

无致病力青枯菌FJAT-a RS01的固态发酵及对茄果类蔬菜青枯病的防治效果

利用无致病力青枯菌研发植物疫苗防治青枯病是植物病害防治研究中的新途径。无致病力青枯菌FJAT-aRS01具有防效高和稳定遗传等特性。为了进一步开发利用该菌株,本研究以巨菌草渣为其主要发酵培养基,通过正交试验优化培养基配方和发酵条件,固态发酵FJAT-a RS01,并进行质量检测。结果表明,优化后菌株FJAT-aRS01固态发酵培养基配方为巨菌草渣36.36%、玉米粉27.27%、米糠27.27%和稻壳9.09%;发酵条件为接种量15%(10^(8)CFU/mL),料水质量比为1:0.8,装袋量为150 g/袋,发酵时间为48 h;在该发酵条件下,FJAT-aRS01的固态发酵物活菌数可达到1.80×10^(9)CFU/g,其营养成分含量超过微生物肥料的国家标准(NY/T 798-2015);FJAT-a RS01固态发酵物浸提液的50倍稀释液能促进番茄种子萌发,其100倍稀释液能促进辣椒和茄子种子萌发;在栽培基质中添加质量百分比≤15%的FJAT-aRS01固态发酵物能促进植株生长,添加质量百分比25%的FJAT-a RS01固态发酵物对于番茄、辣椒和茄子青枯病的防效均达75%以上。综上所述,无致病力青枯菌FJAT-aRS01的固态发酵物具有促生防病功能,具备良好的应用前景。

2007-2021年我国菌草研究文献计量分析

为全面了解我国菌草研究情况,采用文献计量分析方法,检索中国知网数据库(CNKI)和维普中文数据库(VIP)2007-2021年收录的菌草研究文献,统计分析文献出版年份、文献被引量、文献学科分布、研究主题、研究机构、文献作者、研究热点等信息。结果表明:共检索到2007-2021年有效文献441篇,其中期刊论文402篇、硕士论文37篇、博士论文2篇。期刊论文数量逐年增加,2015-2021年共计322篇,占比80.1%;被引量1849次,其中高频次被引在2012-2020年期间,达1668次,占比90.2%。硕士论文发表集中在2015-2019年,累计28篇,占比75.68%。期刊论文共涉及学科17个,分布较多的为农业科学、生物学、经济管理等10个学科,累计425篇,其中农业科学320篇,占比75.29%;涉及研究主题共计19个,累计频次为722次,其中以菌草栽培和食用菌栽培为核心,累计达569次,占比78.81%;主要研究机构为福建农林大学,累计发表期刊论文164篇,占比40.8%,其中依托国家菌草工程技术研究中心为平台(或共同)发表145篇,占比30.07%,发表硕士论文26篇,占比70.27%;其次为延安大学发文20篇,占比4.98%;福建省农业科学院发文17篇,占比4.23%。发文数量10篇以上的作者共12名,以第一作者或通讯(责任)作者累计发文120篇,占比29.85%。总体来看,目前菌草相关研究的热点在菌草种植技术和资源化利用,中坚力量仍为国家菌草工程技术研究中心。

水果保鲜技术及其保鲜机理的研究进展

综述了水果物理、化学和生物保鲜技术及保鲜机理的研究进展,分析了不同保鲜技术方法的利弊,展望了建立适合我国国情的水果保鲜技术与安全质量监控体系的前景。

保鲜功能微生物FJAT-0809-GLX对龙眼保鲜特性的研究

不同腐烂等级的龙眼果皮POD和PPO酶活性有所不同,0～3级,POD酶活性<12 000 U/min.g,而4级以后POD酶活性均大于12 000 U/min.g;0～3级,PPO酶活性均小于600 U/min.g,而4级和5级的PPO酶活性均大于600 U/min.g,说明随着龙眼果实腐烂程度的加深,烂果的果皮POD和PPO酶活性达到最高。使用保鲜功能微生物FJAT-0809-GLX处理后龙眼果皮的POD和PPO酶活性明显小于对照处理,且基本不影响龙眼果实的可溶性固形物含量,保鲜功能微生物FJAT-0809-GLX处理后龙眼的好果率最高为47.24%,而脱粒率最低,为10.95%,说明保鲜功能微生物FJAT-0809-GLX对龙眼果实具有较好的保鲜效果。

黄瓜枯萎病原菌的粗毒素滤液对黄瓜种子萌发的影响

黄瓜尖孢镰刀菌培养初期(1～4d)的粗毒素滤液对黄瓜种子萌发具有明显的抑制作用,胚根的长度明显比对照组短,对胚根生长的抑制率为30.00%～45.00%,且处理后的黄瓜种子很难成苗;培养后期(5～10d)的粗毒素滤液对黄瓜种子的萌发具有明显的促进作用,胚根的长度比对照组略长,对胚根生长的促进率为14.29%～28.57%且处理后的黄瓜幼苗的高度比对照组高.对其幼苗进行的尖孢镰刀菌分离的结果表明,从根上1cm的茎段没有分离到尖孢镰刀菌,而根上2～3cm,5～6cm和叶片部位则都分离到尖孢镰刀菌.

短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX菌剂的制备及其对枇杷保鲜效果的研究

将2‰的琼脂和2%～5%的NaCl添加到具有保鲜功能的微生物短短芽胞杆菌FJAT-0809-GLX发酵液中,制成微生物保鲜菌胶悬剂,其活菌含量高,质地均匀,无上下分层,稳定性能良好。将其应用于枇杷保鲜试验的结果表明,该微生物保鲜菌制剂对"早钟六号"和"解放钟"枇杷果实具有良好的保鲜效果,在室温条件下(20～25℃)贮藏8 d时,与对照相比,可显著降低失重率,提高好果率。该制剂经动物急性毒性检测分析结果为无毒级。

青枯雷尔氏菌致病性生物测定方法的研究

采用不同浓度的强致病力青枯雷尔氏菌FJAT-91处理番茄盆栽苗,建立青枯雷尔氏菌致病性生物测定方法。结合菌落形态和特异性引物鉴定结果说明所分离得到的菌株均为强致病力青枯雷尔氏菌。当番茄植株培养至第5d时,4个不同接种浓度处理的番茄植株苗均出现发病症状。采用104cfu.mL-1处理的番茄植株在第4d发病,但到第8d,发病率也达到90%左右。随着青枯雷尔氏菌接种浓度的递增,各处理番茄植株死亡率达到致死中浓度(LC50)的时间逐渐缩短。104cfu.mL-1的接种浓度效果最佳,既缩短试验周期,又保证了番茄青枯病的发生。

保鲜功能微生物对不同鲜切水果保鲜效果的研究

从西瓜根际土壤中分离得到保鲜功能微生物,经中科院微生物研究所鉴定为短短芽孢杆菌（Brevibacillus brevis）,生产出微生物保鲜剂＂果立鲜＂,孢子含量为10×108CFU·mL-1,稀释50倍后将其喷施于不同水果上进行保鲜效果观察。结果表明,在高温高湿条件下,＂果立鲜＂对龙眼、台湾大青枣、西瓜、苹果、皇冠梨和草莓具有一定的保鲜效果,降低不同水果的腐烂率,当对照组腐烂率为100%时,处理组不同水果的腐烂率在32.67%~72.72%之间。同时,＂果立鲜＂可将不同水果的腐烂时间推迟1~2 d,降低果实失重率,当对照组失重率在29.63%~4.8%之间时,处理组的在24.90%~1.14%之间。＂果立鲜＂还可抑制台湾大青枣、西瓜、草莓和龙眼果实表面霉菌的生长,维持不同水果可溶性固形物含量和果实硬度,保持果实感官品质。

尖孢镰刀菌中β-D-葡萄糖苷酶活性测定条件的研究

试验以对硝基-β-D-葡萄糖苷为底物,对尖孢镰刀菌中的β-D-葡萄糖苷酶活性测定条件进行了研究,包括缓冲液pH值、底物浓度、反应温度和时间等条件对酶活性的影响。结果表明,当温度为50℃、pH5.0、底物浓度达到4 mmol/L、反应时间为16 m in时,酶活力达到最大。

产挥发性物质芽胞杆菌对枇杷炭疽病菌的抑制作用及其鉴定

采用二分隔特殊平板研究芽胞杆菌挥发性物质对枇杷炭疽病菌Colletotrichum acutatum的抑制作用。研究结果表明,筛选得到的8株芽胞杆菌菌株中,抑菌效果最好的菌株为FJAT-4748,抑菌率达90.06%;其次为FJAT-10011,抑菌率达54.99%。经16SrDNA序列鉴定结合菌落形态观察,确认这8株芽胞杆菌分别为解木糖赖氨酸芽胞杆菌Lysinibacillus xylanilyticus、波茨坦短芽胞杆菌Brevibacillus borstelensis、短短芽胞杆菌Brevibacillus brevis、土壤短芽胞杆菌Brevibacillus agri、阿氏芽胞杆菌Bacillus aryabhattai、美丽短芽胞杆菌Brevibacillus formosus及简单芽胞杆菌Bacillus simplex。本研究筛选的产挥发性物质芽胞杆菌菌株可为枇杷采后炭疽病的生物防治提供菌株参考。

荔枝体细胞胚胎发生早期的3种内源激素含量变化

采用高效液相色谱法(HPLC)测定了荔枝下番枝品种体细胞胚胎发生早期的内源激素含量的变化。结果表明:内源生长素IAA含量先降低,达到一个最低值,此时是荔枝体胚发生早期原胚Ⅰ阶段,随后就会逐渐上升,直到球形胚阶段时,达到一个最高值;从胚性愈伤组织到胚性愈伤组织Ⅱ阶段,其内源脱落酸(ABA)含量总的变化趋势先升高,紧接着下降到一个低谷,此时是紧密结构阶段,随后在发育到球形胚阶段的过程中又逐渐升高;内源细胞分裂素(CTK)含量变化趋势呈“M”形。ABA与IAA和ABA与CTK的质量比增大,将有利于荔枝体细胞球形胚的形成。