外源添加L-脯氨酸对棉花黄萎病发生及其根际土壤微生物群落的影响

【目的】根系分泌物是植物与土壤微生物进行互作的信号媒介,对于植物病害发生和植株生长均具有重要调控功能。论文旨在明确棉花根系分泌物L-脯氨酸抵御棉花黄萎病发生的微生态机制,揭示L-脯氨酸介导的根际微生物与棉花黄萎病发生的互作关系,为构建生物防治土传病害的有益菌群提供新视角。【方法】通过温室盆栽试验,以外源添加不同浓度的L-脯氨酸(0、50、100、200和400 mmol·L^(-1))为试验处理,采用实时荧光定量PCR(real-time qPCR)和宏基因组测序技术分别测定不同处理的土壤中大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)DNA拷贝数量和土壤微生物群落结构及功能,采用主成分分析比较不同处理的根际土壤微生物群落结构,利用冗余分析研究土壤养分因子与微生物群落结构的相关性,利用斯皮尔曼相关分析研究微生物群落结构功能代谢途径的相关性。【结果】与空白对照相比,低浓度(50 mmol·L^(-1))L-脯氨酸处理不能够减轻棉花黄萎病的发生,高浓度(100、200和400 mmol·L^(-1))L-脯氨酸处理的病情指数分别下降22.51%、60.23%和64.23%。qPCR结果表明,L-脯氨酸处理不能够显著降低土壤中大丽轮枝菌拷贝数量。宏基因组测序分析表明,L-脯氨酸处理后细菌多样性Shannon指数显著增加,真菌多样性Shannon指数呈下降趋势。在属水平上,L-脯氨酸处理后类诺卡氏菌属(Nocardioides)、溶杆菌属(Lysobacter)、节杆菌属(Arthrobacter)、Phycicoccus、假单胞菌属(Pseudomonas)和毛霉菌属(Mucor)的相对丰度呈上升趋势。线性判别分析表明,除浓度为100 mmol·L^(-1)的L-脯氨酸外,外源添加L-脯氨酸处理后根际土壤微生物KEGG通路的富集情况发生改变。冗余分析表明,细菌群落组成受pH、电导率、硝态氮、铵态氮和有机质显著影响,而真菌群落组成与铵态氮存在显著相关性。Spearman相关分析表明,细菌的KEGG代谢通路与pH、有机质、铵态氮含量呈负相关关系,而与电导率和硝态氮呈正相关关系;真菌的大部分KEGG代谢通路与土壤养分的相关性较差。【结论】外源添加适量L-脯氨酸通过改变土壤细菌群落结构和功能,增加有益微生物的相对丰度,从而影响棉花黄萎病的发生,但其不能够改变病原菌数量。同时,根际细菌群落组成和功能均与土壤养分存在相关性。

30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂的研制及其对马铃薯黄萎病和疮痂病的防治效果

黄萎病和疮痂病是马铃薯生产上的重要土传病害,严重影响马铃薯的产量与品质,但缺乏有效的防治药剂。本研究以枯草芽胞杆菌HMB26553和解淀粉芽胞杆菌PHODG36为有效成分,通过对润湿剂、分散剂及紫外保护剂的筛选,确定了30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂的配方(质量分数):HMB26553菌株母药10%、PHODG36菌株母药10%、润湿剂LT-5691%、分散剂MF 2%、紫外保护剂抗坏血酸1%和滑石粉76%。该制剂芽胞数量37.6亿CFU/g,杂菌率2.8%,pH 7.8,细度98.2%,干燥减量1.6%,润湿时间95.7 s,悬浮率80.7%。温室盆栽试验结果表明:该可湿性粉剂15~45 kg/hm^(2)拌种处理对马铃薯出苗安全,对生长无不良影响,对马铃薯黄萎病的防治效果为45.1%~47.4%。田间小区试验结果表明:该可湿性粉剂15~45 kg/hm^(2)拌种处理能显著减轻马铃薯疮痂病的发生,其中30 kg/hm^(2)拌种处理防治效果高达72.0%,增产率达15.5%。不同地区的田间示范试验应用结果表明:该可湿性粉剂30 kg/hm^(2)拌种处理对马铃薯黄萎病的防治效果为50.8%~62.1%,疮痂病为63.9%~65.7%,增产率为14.3%~29.4%。本研究结果表明,30亿CFU/g芽胞杆菌可湿性粉剂能有效防治马铃薯土传病害且增产作用明显,为该制剂在马铃薯生产上应用提供了科学依据。

黄瓜靶斑病生防芽胞杆菌的分离鉴定及其抑菌作用

由多主棒孢霉引起的黄瓜靶斑病是近年来危害严重的黄瓜病害之一,为获得有效防治黄瓜靶斑病的生防细菌,本研究采用平板对峙法及盆栽试验,获得一株有效防治黄瓜靶斑病的生防细菌HMB28521;根据形态学、生理生化特征及16Sr DNA联合gyrA、gyrB、rpoB和rpoC多基因序列的系统发育分析将HMB28521菌株鉴定为贝莱斯芽胞杆菌;液相色谱分离与质谱鉴定结果表明,HMB28521菌株可以产生伊枯草菌素(iturin)、丰产素(fengycin)和表面活性素(surfactin),抑菌试验证明iturin和fengycin是该菌株产生的主要抑菌活性物质,二者能够显著抑制多主棒孢霉的生长,并且造成菌丝畸形。本研究为黄瓜靶斑病的生物防治提供了新的资源并为进一步明确该菌的作用机理提供了理论基础。

土壤添加西兰花残体对棉花根际土壤酶活性的影响及其与碳代谢特征的关系

【目的】研究土壤添加西兰花残体(broccoli residues,BR)对棉花根际土壤酶活性的影响及其与根际土壤微生物碳源利用能力之间的关系,为揭示土壤添加西兰花残体对棉花防病、促生的生态机制提供理论依据。【方法】设置棉田土壤添加西兰花残体和未添加西兰花残体(CK)两个处理,以不同处理的棉花根际土壤为研究对象,测定土壤过氧化物酶、中性磷酸酶、芳基硫酸酯酶、几丁质酶、脲酶、β-葡萄糖苷酶和N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶活性;利用Biolog-ECO平板研究不同处理的Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数、McIntosh指数及丰富度指数,揭示微生物群落结构的功能多样性;采用主成分分析比较不同处理的根际土壤微生物代谢活性特征,冗余分析土壤酶活性与不同类型碳源利用能力之间的相关性。【结果】与空白对照相比,BR处理的棉花株高、果枝数和结铃数显著增加,增幅分别为12.73%、16.95%和10.36%;棉花黄萎病病情指数显著降低,达64.19%。BR处理显著提高了棉花根际土壤pH、硝态氮和有机质含量。BR处理对根际土壤微生物功能多样性指数不存在显著影响,但改变了根际土壤微生物的代谢活性。同时,BR处理显著提高了不同营养元素循环相关酶活性,其中在碳循环方面,过氧化物酶和β-葡萄糖苷酶的活性分别为对照的2.70和1.95倍;在氮循环方面,脲酶、几丁质酶和N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶的活性分别为对照的1.42、1.59和1.52倍;在磷循环方面,中性磷酸酶的活性为对照的1.33倍;在硫循环方面,芳基硫酸酯酶的活性为对照的1.22倍。冗余分析表明,BR处理的土壤酶活性与L-苯基丙氨酸、L-苏氨酸、肝糖、2-羟基苯甲酸、衣康酸和D-苹果酸的利用能力均存在正相关性。【结论】土壤添加西兰花残体显著提高了营养元素循环相关酶的活性,改变了棉花根际土壤微生物的碳代谢活性,并提高了根际土壤pH、硝态氮和有机质含量。同时,土壤酶活性与微生物碳代谢特征存在不同程度的相关性。

解淀粉芽胞杆菌PHODG36的解磷、促生及防治马铃薯黑痣病的功能分析

为筛选兼具高效溶磷和抑菌防病作用的多功能细菌,本试验采用溶磷圈法结合钼锑抗法对作物根围土壤中的解磷菌进行筛选和平板对峙法测定解磷菌株对马铃薯主要病原菌的抑制能力;通过盆栽试验评价解磷菌株对马铃薯的促生作用和对马铃薯黑痣病的防治效果以及形态特征、Biolog微生物鉴定系统及多基因序列(16S rDNA以及gyrA、gyrB、rpoB和rpoC)分析对解磷菌株进行分类鉴定。结果表明,PHODG36菌株表现高效解无机磷活性,其溶磷量为79.7 mg/L;该菌株对5种马铃薯病原菌均具有抑制作用,其中对马铃薯黑痣病菌的抑菌率最高,达69.6%;浇施该菌株发酵液(菌含量5×10^(8) CFU/mL)后,对马铃薯幼苗有明显的促生作用,株高、地上鲜重和干重、根鲜重和干重较对照分别增加178.3%、509.8%、396.9%、160.4%和146.4%,同时对马铃薯黑痣病有显著防效,达56.8%;经鉴定PHODG36菌株为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amylolique-faciens)。PHODG36菌株兼具解磷、促生及防病等多种重要作用,可应用于防病增产多功能微生物产品的产业化开发。

冀南植棉区棉花-西蓝花一年两熟栽培技术

为提高冀南植棉区棉田综合效益、创新棉田种植模式,河北省农林科学院植物保护研究所提出了适合棉花-西蓝花一年两熟的高效栽培技术。从茬口、品种、整地、播种、肥水管理、病虫害防治、采收、秸秆还田等方面介绍了该技术,以期为冀南植棉区棉花-西蓝花一年两熟种植模式的应用提供参考,从而促进当地棉田生产方式向多元化方向发展。

基于西兰花尾菜为载体的解淀粉芽胞杆菌PHODG36颗粒剂研制及其对棉花黄萎病的防治效果

本研究以防病促生的解淀粉芽胞杆菌PHODG36为有效成分、西兰花尾菜干粉和草炭为载体研制出解淀粉芽胞杆菌颗粒剂,在温室和田间小区条件下,研究该颗粒剂对棉花出苗和植株生物量的影响,并评价其对棉花黄萎病的防治效果。结果表明,制备的颗粒剂外观为黑色、短柱状、平均长度为8 mm,芽胞含量为1.5×10^(9)CFU/g。与空白对照相比,培养基质中添加0.1%-0.5%颗粒剂的校正出苗率差异不显著,而随着颗粒剂用量的增加(1%和2%),棉花校正出苗率呈显著下降趋势。颗粒剂用量0.3%处理对棉花株高、植株鲜重和干重的促生率分别为14.53%、16.38%和17.05%。综合考虑上述因素,确定颗粒剂最佳用量为0.3%;温室防病试验表明,土壤中添加0.3%颗粒剂对棉花黄萎病的防治效果为61.60%。采用田间撒施法研究颗粒剂在500、1000和1500 kg/667 m^(2)剂量下对黄萎病的防治效果,结果表明该菌剂500 kg/667 m^(2)对黄萎病的防治效果最高,达到67.28%。综合分析表明,解淀粉芽胞杆菌颗粒剂能够有效降低黄萎病的发生,为棉花黄萎病的绿色防控提供了产品储备。

提高解淀粉芽胞杆菌PHODG36芽胞耐热性的技术研究

芽胞耐热性直接影响芽胞杆菌类生防细菌干粉原药的生产效率和成本。为开发提高解淀粉芽胞杆菌PHODG36的芽胞耐热性技术,以该菌株为出发菌株,通过热处理诱变和变温诱变,获得芽胞耐热性提高的诱变菌株BBW-11。与野生型菌株PHODG36相比,诱变菌株BBW-11的芽胞存活率提高55.0%,且在菌落形态、生物膜形成、生长动态和抑菌作用等方面无显著性差异。通过正交试验确定了诱变菌株BBW-11适宜的保护剂和处理条件,并建立耐热性菌株BBW-11+0.5%蔗糖+55℃处理0.5 h的提高PHODG36菌株芽胞耐热性的技术,芽胞存活率比未处理的诱变菌株BBW-11提高了2.3倍,比野生型菌株PHODG36提高了2.8倍。综上,本研究建立了提高PHODG36菌株芽胞耐热性的技术,可为该菌株干粉原药的喷雾干燥工艺优化提供技术支撑。

菌糠对棉花黄萎病及棉花根际微生物群落组成的影响

【目的】评价菌糠对棉花黄萎病的防治效果(防效),明确菌糠对棉花根际微生物群落的影响。【方法】通过温室盆栽试验及田间小区试验评价香菇菌糠对棉花黄萎病的防效;利用实时荧光定量聚合酶链式反应检测棉花根际大丽轮枝菌数量;利用宏基因组测序及生物信息学分析棉花根际微生物群落和功能基因组成。【结果】土壤中添加2%(质量分数)的菌糠对棉花黄萎病的温室防效达到76.8%。添加菌糠后棉花根际大丽轮枝菌数量较空白对照减少81.02%。添加菌糠后棉花根际微生物中微杆菌属(Microbacterium spp.)、中慢生根瘤菌属(Mesorhizobium spp.)、梨形孢属(Serendipita spp.)、毛壳菌属(Chaetomium spp.)等有益微生物丰度显著上升;同时,添加菌糠还改变了棉花根际细菌和真菌的共现模式,在提高细菌物种间关联性的同时降低真菌物种间关联性。利用京都基因和基因组数据库功能注释发现,菌糠处理后棉花根际微生物ABC转运蛋白(ko02010)、双组分调节系统(ko02020)、群体感应(ko02024)等涉及细菌信号识别和定植的基因相对丰度显著提高。在河北和新疆,菌糠对棉花黄萎病的田间防效最高分别为36.84%和43.98%。【结论】菌糠能够有效防治棉花黄萎病并降低棉花根际大丽轮枝菌数量,同时可改变棉花根际微生物群落和功能基因组成。

防治棉花黄萎病的生防细菌NCD-2的田间效果评价及其鉴定

生防细菌NCD-2是自棉花根围土壤分离到的一株细菌菌株,田间小区试验表明:NCD-2菌株对棉花黄萎病的防治效果2年平均为85.4%,3年大区示范防病效果为51.2%～60.6%,并且该生防细菌对棉花产量和产量构成因子(单铃重、衣分、衣指、籽指等)及纤维品质(绒长)有所提高和改善.同时,本文测定了NCD-2对主要大田作物的安全性,证明其对小麦、玉米、棉花、马铃薯、黄瓜、茄子和大豆7种作物没有致病性,并且对这些作物的出苗、生长和发育没有不良影响.应用API50 CH和API20 E细菌鉴定试剂盒,将NCD-2鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis Cohn.).

利用拮抗细菌防治棉花黄萎病

从棉花根围和根内分离到 17个供试菌株在平板对峙培养中 ,都能极显著抑制VerticilliumdahliaeKleb(简称Vd)的生长 ,其中 15株的抑菌率大于 6 5 % ,最高达 89.6 %。这些菌株的培养滤液也对Vd的生长有抑制作用。对供试细菌的防病及棉花出苗安全性所作的盆栽试验结果表明 ,13个菌株对棉花出苗表现安全 ;10个菌株防治棉花黄萎病效果极显著 ,其中 4株 (ICB 18、NCD 2、CS 2 5和CS 2 7)的防治效果达 72 .3%～ 81.4 % ;3株 (C 94、C 2 8和NCD 2 5 )的防治效果达 5 5 .7%～ 6 1.9% ,而且这 7株对棉花出苗都安全。田间试验结果表明 ,在这 7个菌株中 ,菌株NCD 2能够极显著地防治棉花黄萎病 ,防治效果为 78.1% ;另外 4株 (ICB 18、CS 2 5、C 94和C 2 8)能显著降低黄萎病病情指数 ,防治效果达 37.1%～ 4 7.3%。

小麦纹枯病拮抗细菌的筛选

从小麦纹枯病病田土壤中分离到722株细菌,通过对峙培养法筛选出拮抗细菌397株,拮抗菌率为55.0％。细菌对小麦纹枯病病原菌的拮抗作用分为两种类型:其一以竞争作用为主,表现为菌株生长快,抑菌率高但抑菌带较窄,如菌株 BNT-25抑菌效果可达100．0％,抑菌带仅为2 mm;其二为抗生物质的产生,表现为菌株生长慢,菌落小,抑菌率高且抑菌带宽,如JJ-5菌株抑菌效果可达94．3％,抑菌带为12 mm。选用18株抑菌作用良好的拮抗细菌在室内测定其防治小麦苗期纹枯病的效果。结果发现,与空白对照相比,有9株拮抗细菌的防治效果达到了极显著水平,有15株拮抗细菌的防治效果达到了显著水平。在极显著水平中菌株NZT-47、MTT-8和DHT-12的防治效果分别为76．45％、64．03％和58．89％,对小麦纹枯病表现了较高的防治效果;菌株HNT-7-16、BDT-94和BNT-28的防治效果分别为43．47％、40．97％和40．97％,具有一定的防治作用。其中NZT-47的防治效果最好。

相对病情指数划分棉花品种抗病性的统计学基础

对多年棉花品种的黄萎病抗病性鉴定资料分析表明,同一个品种的黄萎病病情指数年度间差异变化较大。8年的鉴定资料统计结果表明,中棉所12的病情指数年度间变异系数为37.4％,冀棉11为33.3％,方差分析表明它们的病情指数年度间变异极显著。对1992—1997年中棉所12的病情指数进行概率统计,其总体平均数的估计值为62.0,95％置信区间为[58.4,65.6];99％置信区间为[57.2,66.8]。利用本文方法计算的相对病情指数来表示棉花品种的黄萎病感病性,与利用病情指数表示方法相比,可以将年度间变异降低60％,发生概率p=0.997。本方法划分的抗病性不同于目前通用的以一个年度田间病情指数划分的品种抗病性,而是概率保证下的抗病性,具有深层的数理统计的意义。

利用拮抗细菌防治棉花黄萎病

本项目研究中,从植物根围、根表和植物内部分离到1345株细菌,并测定了他们对棉花黄萎病菌的抑菌性。118株细菌表现较强的抑菌性,抑菌率≥50%。其中25个菌株的抑菌率≥70%,93个菌株的抑菌率为50%70%。另外从棉花黄萎菌的微菌核际分离到57株细菌,其中30株细菌能显著地抑制棉花黄萎菌微菌核的菌落生长(5个菌株完全抑制微菌核的萌发和生长,15菌株的抑菌率为40%97%)。这些拮抗菌的培养滤液也能抑制棉花黄萎菌的生长。室内盆栽实验证明,应用拮抗菌处理棉花种子,有10个拮抗细菌能极显著地防治棉花黄萎病,其中4个菌株(ICB18、NCD2、CS25和CS27)的防病效果极好,防病效果为72.3%81.4%,3个菌株(C94、C28和NCD25)的防病效果为55.7%61.9%。19992000年的2年田间小区试验中,NCD2菌株对棉花黄萎病防治效果显著,并且显著优于国外商品化生防制剂TF,该菌株连续两年的防病效果平均为85.4%;另外4个菌株(ICB18、CS25、C94和C28)亦能显著防治棉花黄萎病,但防病效果与国外商品化生防制剂TF相当。在田间示范中,应用生防细菌NCD2制剂拌种后直接播种技术防治棉花黄萎病,防病效果达到51.2%。同时应用生防细菌NCD2制剂拌种育苗移栽技术防治棉花黄萎病,防病效果达到52.6%并且增产22.85%。本文同时测定了NCD2对主要大田作物的安全性,证明其对小麦、玉米、棉花、马铃薯、黄瓜、茄子和大豆等7种作物没有致病性,并且对这些作物的出苗、生长和发育没有不良影响。

2株耐盐碱芽孢杆菌对盐胁迫下葡萄的促生作用研究

为评价耐盐碱微生物对盐胁迫下植物的促生效应,本文以1年生“阳光玫瑰”葡萄为试验材料,利用盆栽试验评估2株耐盐碱芽胞杆菌菌株(HMB38720和HMB38667)对葡萄生长及生理特性的影响.研究结果表明,与对照相比,在盐胁迫末期(44 d,6次灌施后10 d),灌根使用2株耐盐碱芽孢杆菌菌株后,葡萄新梢相对生长幅度显著提高了77.37%和198.69%,叶面积显著提高了50.61%和38.35%,葡萄叶片SPAD值显著提高了22.40%和16.60%,而叶片相对电导率显著降低了30.00%和23.50%,施用菌株HMB38720后叶片丙二醛(MDA)含量显著降低18.10%;菌株HMB38720处理对育苗基质电导率和pH值无影响,而菌株HMB38667处理后这2种指标显著下降了19.17%和0.32.同时芽孢杆菌菌株均能明显或显著增加葡萄叶片中防御酶(SOD,POD,PAL,PPO)的活性.冗余分析表明,植物生长表型(叶片面积和叶片SPAD值、新梢相对生长幅度)与叶片的4种防御酶活性呈正相关.研究结果表明,2株耐盐碱芽孢杆菌菌株均能够缓解葡萄植株遭受盐胁迫的损害,具有生产应用潜力.

选择和培育新的经济增长点——基于循环经济的思考

转变经济发展方式是"十二五"时期我国经济发展的主线。转变经济发展方式必然产生新的经济增长点,也要求我们正确选择和培育新的经济增长点。建设"两型"社会是转变经济发展方式的着力点,循环经济是"两型"社会建设的重要内容,同时也为传统经济转型指明了方向。基于循环经济理念,选择和培育经济增长点,符合十二五规划建议要求,也是经济又好又快发展的保证。

完善干部监督机制的新思路

加强对领导干部的监督,是党的执政能力建设和先进性建设的必然要求,是预防和杜绝权力腐败、永葆党的先进性的重大举措。加强干部监督工作,关键在于建立起一整套便利、管用、有约束力的干部监督机制。

解决收入分配不公:构建和谐社会的关键

社会公平正义是社会和谐的基本条件,而收入分配不公是社会不公平的突出体现,更是影响构建和谐社会的决定因素。

社会主义理想信念与和谐社会建设

社会主义理想信念在社会主义和谐社会建设中具有巨大的文化优势。当前,社会主义理想信念面临新挑战,我们要结合时代特征,加大社会资本投资,提高社会的信任度;充分发挥大众传媒的构建功能,贯通理想信念教育的"脉络";建设文明社区和共同体,提高公民的思想道德。