黄瓜枯萎病拮抗菌的拮抗促生因子检测及生物效应研究

以黄瓜枯萎病病原菌,尖孢镰刀菌黄瓜专化型(FOC,Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)为靶标筛选拮抗菌。通过初筛和复筛,获得2株对尖孢镰刀菌黄瓜专化型拮抗效果稳定、拮抗能力较强的细菌QHZ-Yb1和QHZ-Yb2(以下简称,Yb1和Yb2),采用平板对峙法测定其拮抗作用,抑菌带宽度达3.37 mm和3.42 mm,抑菌圈直径>2.7 cm,抑菌率分别达到61.9%和62.3%;通过形态学结合生理生化及菌株的16S rDNA序列分析,初步确定这两株菌均为萎缩芽孢杆菌(Bacillus atrophaeus);潜在拮抗促生因子的测定结果表明:菌株Yb1和Yb2具有多种拮抗促生因子,其脂肽类粗提取物的抑菌率分别达到57.4%和58.0%,生长素IAA的分泌量可达1.56 mg·L^(-1)和3.69 mg·L^(-1),溶P量为0.77 mg·L^(-1)和1.19 mg·L^(-1),两个菌株均可产嗜铁素、分泌酪蛋白酶;种子萌发试验结果表明:Yb1和Yb2菌液均可促进黄瓜种子的萌发;菌株生物效应的盆栽试验结果表明:Yb1、Yb2以及Yb1+Yb2菌悬液的处理不仅对黄瓜枯萎病有明显的生防效果,而且可显著增加黄瓜植株的生物量,增加黄瓜植株根际土中细菌和放线菌的数量,减少真菌和尖孢镰刀菌的数量,尤其以Yb1+Yb2菌悬液的处理效果最显著,对黄瓜枯萎病的发病率降低11.11个百分点,植株生物量增加56.7%。结论:菌株Yb1和Yb2具有生防潜力,两菌株配合运用效果更好。

长期施氮对马铃薯田土壤剖面硝态氮积累及细菌群落结构的影响

【目的】揭示长期连续施氮对半干旱地区马铃薯田土壤剖面中硝态氮积累及细菌群落结构的影响.【方法】通过大田试验设置了6个不同的施氮水平:N_0(不施氮,对照)、N_(75)(施氮量75 kg/hm^2)、N_(150)(施氮量150 kg/hm^2)、N_(225)(施氮量225 kg/hm^2)、N_(300)(施氮量300 kg/hm^2)和N_(375)(施氮量375 kg/hm^2),研究连续4年施氮对旱地马铃薯田土壤剖面中硝态氮的积累以及细菌群落结构的影响.【结果】随着施氮量增加,0～100 cm土壤剖面内NO_3^--N含量显著增加(P<0.05),尤其0～20 cm土壤表层各施氮处理的NO_3^--N含量分别比对照N_0增加了55.8%,113.9%,162.8%,365.1%和988.4%.Miseq高通量测序结果显示,连续施氮显著改变了0～20 cm表层土壤的细菌群落结构,在门水平上的土壤优势细菌类群中,随着施氮量增加,各施氮处理土壤放线菌门和拟杆菌门的细菌的丰度分别比对照N0处理增加了6.1%～17.4%和16.4%～46.8%,酸杆菌门的丰度比对照降低了7.8%～26.4%;在纲水平上的土壤优势细菌类群中,与对照N_0相比,各施氮处理拟杆菌纲细菌的丰度增加了33.8%～173.3%,AcidobacterGp4和Anaerolineae的相对丰度分别降低16.3%～33.8%、8.1%～22.7%;在属水平上的土壤优势细菌类群中,各施氮处理的Ohtaekwangia和Streptomyces细菌的丰度分别比对照增加了33.6%～173.1%和3.4%～66.4%,而Gaiella和Solirubrobacter细菌的丰度分别比对照N_0降低了6.9%～30.8%和4.5%～27.6%.连续4 a过量施氮也显著降低了土壤细菌的群落多样性.RDA冗余分析及相关性分析结果表明,土壤NO_3^--N含量与放线菌门、拟杆菌门、拟杆菌纲、Ohtaekwangia、Streptomyces(链霉菌属)和Lysobacter(溶杆菌属)的细菌的丰度显著正相关,与酸杆菌门、Gaiella、Solirubrobacter(土壤红杆菌属)、Gemmatimonas(芽单胞菌属)的细菌的丰度显著负相关.【结论】连续4 a施氮,随着施氮量增加,显著地提高了土壤剖面中硝态氮的含量,与对照N_0相比,0～20 cm表层土壤细菌丰度随着施氮量增加显著增加,细菌群落结构发生改变,且过量施氮降低了土壤细菌的多样性.RDA分析及person相关性分析表明,长期施氮引起土壤硝态氮含量的变化是造成土壤细菌群落结构发生改变的主效土壤环境因子.

菝葜抗炎有效部位筛选

筛选菝葜抗炎有效部位并探讨其抗炎作用机制。采用不同提取纯化方法,得到总黄酮、总皂苷、总鞣质三个部位,利用小鼠耳肿胀、小鼠足趾肿胀和大鼠盆腔炎症模型(CPID)实验,观测小鼠耳、足趾肿胀度、肿胀抑制率及大鼠子宫脏器系数与病理切片,筛选菝葜抗炎有效部位并探讨其抗炎作用机制。结果表明:菝葜总黄酮、总皂苷、总鞣质三个部位均能显著降低小鼠耳、足趾肿胀度及肿胀抑制率,均能显著的抑制大鼠子宫组织胺、5-羟色胺(5-HT)与前列腺素E 2(PGE 2)的合成或释放。菝葜抗炎有效部位为总黄酮、总皂苷与总鞣质,推测其抗炎机制是通过抑制组胺、5-HT、PGE 2的合成或释放,从而达到抗炎作用。

连续施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响

针对马铃薯生产中因氮肥过量施用导致的土壤微生物群落结构失衡和多样性下降等问题,在始于2013年的不同氮肥用量(N0:不施氮,对照;N75:施氮量75 kg·hm^-2;N150:施氮量150 kg·hm^-2;N225:施氮量225 kg·hm^-2;N300:施氮量300 kg·hm^-2;N375:施氮量375 kg·hm^-2)田间定位试验中,于2017年马铃薯成熟期采集根际土壤,应用Illumina PE250测序等分子生物学手段,研究连续5 a施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际真菌群落结构的影响。结果表明:不同施氮量对马铃薯根际真菌群落物种组成造成了显著影响,子囊菌门、Mucoromycota和担子菌门是3个优势门类真菌(相对丰度>1.0%),以子囊菌门的相对丰度最大,占总序列的75.48%~83.95%,其优势属是Plectosphaerella(29.92%)和镰刀菌属(13.54%);马铃薯干腐病和枯萎病的病原菌——镰刀菌属的相对丰度随施氮量增加呈增大的趋势。马铃薯根际真菌Alpha多样性随施氮量的增加而降低。连续5 a超量施氮导致了0~20 cm表层土壤中NO3^--N含量显著增加,N375处理的NO3^--N含量是N0处理的3.76倍。连续5 a超量施氮也显著降低了根际pH值和速效磷含量,N375处理比N0处理pH值和速效磷含量分别降低了0.17个单位和32.10%。RDA及相关性分析结果表明,土壤硝态氮含量是影响马铃薯根际真菌群落结构变化的主要因素(F=1.571,P=0.043*)。连续大量施用氮肥显著降低了马铃薯块茎产量,连续施氮5 a后,由于土壤剖面中NO3^--N的积累,最高产量施肥量由2013—2014年的N225减低为N75,其它施氮处理较N75分别减产了3.46%、22.81%、26.05%和25.32%。长期过量施用氮肥使马铃薯根际硝态氮大量累积,导致pH值降低,进而使根际真菌多样性降低;同时过量氮肥施用会使根际中土壤真菌病原菌相对丰度增加,不利于土壤的健康和马铃薯的高产。

不同施氮量对半干旱区还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响

为了揭示还田玉米秸秆在不同施氮水平下的腐解及养分释放特征,在马铃薯田间定位试验中,设置了6个不同施氮水平(T1:0 kg·hm^-2;T2:75 kg·hm^-2;T3:150 kg·hm^-2;T4:225 kg·hm^-2;T5:300 kg·hm^-2;T6:375 kg·hm^-2),研究其对还田玉米秸秆腐解及养分释放特征的影响。研究表明:还田玉米秸秆的腐解主要发生在前90 d,在此期间玉米秸秆腐解较快,T1~T6处理的玉米秸秆腐解率分别为37.3%、40.3%、44.8%、45.0%、50.8%、48.4%,以T5处理为最高,处理间差异显著(P<0.05);同时,T1~T6处理的玉米秸秆碳、氮释放率分别为48.2%~56.6%、33.8%~44.4%,T5处理下秸秆的碳、氮释放率均显著高于其他处理(P<0.05),而秸秆磷、钾的释放率分别为43.1%~49.2%、90.5%~93.0%,处理间无显著性差异。还田150 d后,玉米秸秆的腐解率为52.7%~55.8%,养分释放表现为K>C>P>N。综上所述,连续施氮可以显著促进还田玉米秸秆前期的腐解及碳氮的释放,但对磷钾的释放无明显影响,当施氮量为300 kg·hm^-2时还田玉米秸秆的腐解效果最好。

连续施氮对马铃薯根际细菌群落结构及反硝化作用的影响

为了揭示连续施用不同氮量对半干旱地区马铃薯根际细菌群落结构及反硝化作用的影响。通过大田试验设置了6个不同施氮量处理:N0(对照,不施氮)、N75(施氮量75 kg·hm-2)、N150(施氮量150 kg·hm-2)、N225(施氮量225 kg·hm-2)、N300(施氮量300 kg·hm-2)和N375(施氮量375 kg·hm-2),研究了连续5年不同施氮量对半干旱地区马铃薯根际细菌群落结构及反硝化作用过程中编码亚硝酸还原酶的关键酶基因nirK和nirS丰度的影响。结果显示:各处理土壤中NO3--N含量随施氮量的增加显著增加,最高施氮量处理(N375)土壤中NO3--N含量高达80.41 mg·kg-1,分别比其他处理增加了86.87%~856.12%;土壤亚硝酸还原酶活性随着施氮量的增加随之增强,高氮处理显著高于低氮处理。高通量测序结果显示,大量施氮降低了细菌群落的Alpha多样性,显著改变了土壤细菌群落的物种组成;与N0处理相比,其他各施氮处理根际土壤中变形菌门和厚壁菌门的相对丰度增加了1.66%~26.53%和22.59%~85.52%,放线菌门和酸杆菌门的相对丰度降低了3.48%~34.63%和4.21%~37.12%,高氮处理显著低于不施氮及低氮处理;高量施氮显著提高了根际土壤中Lactococcus、Bacillus和Lysobacter的相对丰度。根际土壤中nirK和nirS相对丰度随施氮量的增加随之增加,高氮处理中nirK和nirS相对丰度分别比N0处理增加了116.26%、101.49%和28.24%、8.47%。Person相关性分析表明,nirK相对丰度与土壤NO3--N含量呈显著正相关关系,pH与nirK和nirS的丰度呈显著负相关关系。大量施氮造成土壤剖面中NO3--N积累量的增加以及pH值降低是引起根际细菌群落结构以及nirK和nirS丰度变化的主要原因。