旱稻联合固氮菌的分离、鉴定及功能特性

【目的】通过研究旱稻内生固氮菌的生理特性,筛选出具有较强固氮和促生特性的菌株,为生物菌剂的开发提供依据。【方法】采用联合固氮固体培养基培养方法,从成熟期旱稻的根、茎、叶、谷粒中分离内生固氮菌,并进行系统进化分析、形态学鉴定、生理生化鉴定以及促生作用和拮抗禾谷镰刀菌等特性的研究。【结果】获得27株内生固氮菌,涵盖3个门,分别为芽孢杆菌门、变形菌门和放线菌门。其中,芽孢杆菌门的芽孢杆菌属为优势菌。从根中分离的URR05和URR37菌株经革兰氏染色呈紫红色,其余菌株呈紫色。所有菌株均能够利用葡萄糖,属于发酵型细菌,且为嗜温型微生物,最适温度为30~45℃,具有固氮、分泌生长素和1-氨基环丙烷羧酸脱氨酶、产铁载体、溶磷等特性。枯草芽孢杆菌URR64的固氮酶活性和吲哚-3-乙酸的质量浓度最高,分别为253.82 U·L^(-1)和19.19 mg·L^(-1);斯特氏杆菌URS02分泌的1-氨基环丙烷羧酸的质量浓度最高(1031.43 ng·mL^(-1)),且显著高于阳性对照组(褐球固氮菌)。1.03×10^(8)CFU·mL^(-1)的混合联合固氮菌对旱稻幼苗具有显著促生效果,芽孢杆菌属固氮菌对禾谷镰刀菌具有显著的拮抗作用。【结论】旱稻内生固氮菌群较为丰富,且具有多种功能。

石板菜内生固氮菌分离鉴定及促生特性

[目的]本研究旨在从石板菜(Sedum emarginatum)中分离和鉴定内生固氮菌,并探究其促生特性,以期为生物肥料和绿色生态农业的开发提供新的资源。[方法]以石板菜内生细菌为材料,通过乙炔还原法测定固氮酶活性,利用IS-PCR指纹图谱聚类、16S rRNA基因系统发育分析和理化性质鉴定等方法,对内生固氮菌进行分离和鉴定。此外,通过盆栽测试,评估了分离得到的菌株对玉米幼苗生长的影响。[结果]从石板菜中成功分离出20株内生固氮菌株,这些菌株分属于5个类群,包括Klebsiella pneumoniae subsp.ozaenae、Proteus mirabilis、Providencia rettgeri、Klebsiella quasipneumoniae subsp.quasipneumoniae和Phytobacter diazotrophicus。其中,K.pneumoniae subsp.ozaenae和P.diazotrophicus不仅具有固氮能力,还具备溶磷解钾、产铁载体和产生长素等多种促生特性。盆栽测试显示,JSR1、JSR21能显著促进玉米幼苗生长。JSR21处理的玉米幼苗最长根长较对照提高48.4%,JSR1对玉米幼苗地上部生长的促进作用较对照提高27.2%。[结论]石板菜内生固氮菌种类丰富,还具备多种促生特性。这些菌株在绿色生态农业和生物肥料开发方面具有潜在的应用价值。

广西甘蔗根际高效联合固氮菌的筛选及鉴定

对广西主要甘蔗产区的根际联合固氮细菌进行了收集和评价,拟筛选获得对甘蔗具有潜在促生性能的联合固氮菌,为甘蔗生产节肥减耗提供依据。结合nifH基因扩增和固氮酶活性分析方法筛选获得36个固氮细菌菌株;进一步对所获得固氮菌株的固氮能力、溶磷性、分泌植物生长素IAA的特性等促进植物生长潜能进行评价,获得了5个同时具有较强固氮能力、降解无机磷和分泌植物生长激素IAA的功能菌株;通过Biolog鉴定系统和16S rRNA序列分析对5个具有较好应用潜力的固氮菌进行分类鉴定。结果表明这5个菌株分别属于Klebsiella sp.、Bacillus megaterium、Pseudomonas sp.、Pantoea sp.和Burkholderia sp.。本研究结果表明广西甘蔗根际联合固氮菌具有较大的开发利用潜力。

玉米根际联合固氮菌57-7菌株基本特性的研究

从四川省灌县地区的玉米根际分离到一株发酵型细菌，编号５７－７。经鉴定为日勾维肠杆菌，其最适生长温度为３０℃，最适生长ｐＨ为８．０。用＾１５Ｎ及乙炔还原测定，证实有固氮酶活性。乙炔还原活性最高达８３５４ｎｍｌＣ２Ｈ４·ｍｇ蛋白＾－１·ｈ＾－１。研究了Ｏ２、ＮＨ＾＋４、ＮａＣｌ对固氮酶合成、固氮酶活性及菌株生长的影响。

兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌分离及部分特性研究

结合气相色谱仪和高效液相色谱仪 ,利用乙炔还原等方法对兰州地区盐碱地小麦根际联合固氮菌进行分离和固氮酶活性、溶磷性、分泌植物激素特性研究。结果表明 :从小麦根际分离获得的 12株联合固氮菌株固氮酶活性差异较大 (C2 H4,12 4 6～ 6 5 1 6nmolh-1ml-1) ,具有较高固氮酶活性的菌株较少 (C2 H4大于 5 0 0nmolh-1ml-1的菌株只有 4株 ) ;固氮菌株中有 2株具有溶磷性 ,其溶磷强度 (P)分别为 16 30 μgml-1和 9 82 μgml-1;9株固氮菌株可分泌IAA ,但分泌IAA浓度相对较低 (1 4 0～ 15 13μgml-1) ,大于 10 μgml-1的菌株只有 2株。从菌株固氮酶活性、溶磷性和分泌植物生长素特性看 ,Pseudomonassp ChW1、Azotobactersp ChW5、Zoogloeasp ChW6、AzotobacterchroococcumChW11和Azospirillussp ChW15等在研制小麦菌肥方面具有较大的开发潜力。

联合固氮菌对桉树青枯病菌的抑制作用研究

采用纸碟法和液体比浊法研究了联合固氮菌对桉树青枯病菌茄拉尔氏菌(Ralstonia solanacearum(E.F.Smith)Yabuuchi)的抑制作用。结果表明两株联合固氮菌1和固氮菌2及其培养物上清液对青枯菌Ra均有不同程度的抑制作用,上清液抑制效果好于菌悬液抑制效果,混合菌株的抑制作用高于单一菌株的抑制作用。温室接种结果表明,接种固氮菌1和同时接种固氮菌1及青枯菌Ra的处理比不接种对照(CK)桉树苗高增加33.19%和31.09%;单接种固氮菌1的桉树苗地上干质量比对照(CK)增加123.23%,同时接种固氮菌1及青枯菌Ra的桉树苗比对照(CK)地上干质量增加93.22%;接种固氮菌1和同时接种固氮菌1及青枯菌Ra的处理比对照(CK)桉树苗地下干质量分别增加101.52%和71.81%。接种固氮菌可以降低桉树苗木死亡率38.24%。桉树幼苗温室接种试验证明接种固氮菌的桉树苗木生长旺盛,茎干较对照粗壮,长势整齐,固氮菌可以提高桉树苗木对青枯病的抗性。

固氮螺菌(Azosprillum brasilense)NO40在红壤性水稻土上的接种效应

裂区设计田间试验结果表明 ,在 3个供氮水平下接种巴西固氮螺菌 ( Azospirillum brasilense)NO4 0 ,使分蘖期与灌浆期水稻根际及根内的固氮菌数量均比对照明显增加 ,而土体中的固氮菌数量未见明显变化 ;同时 ,接种该菌株可显著提高分蘖期与灌浆期水稻新展开叶的叶绿素含量及水稻株高 。

高寒地区燕麦根际联合固氮菌研究 Ⅲ固氮菌对燕麦生长的影响及其固氮量测定

利用稳定性15N同位素稀释法研究了接种固氮菌株对燕麦生长的影响及固氮量。结果表明,接种不同供试固氮菌株对燕麦生长的影响不同,大多数菌株明显促进燕麦生长(株高、根长、根表面积和生物量),部分菌株则对燕麦生长影响不明显。菌株固氮百分率和固氮量差异较大,固氮百分率为13.78%～63.96%,大于50%的有5株(Azotobactersp.ChO7、Pseudomonassp.ChO3、Azotobactersp.ChO4、Azotobactersp.ChO5和AzospirillumlipoferumChO6);固氮量为0.0653～0.3158mg/株,Azotobactersp.ChO4最高,其次是Pseudomonassp.ChO3、Azotobactersp.ChO7、Azotobactersp.ChO5和A.lipoferumChO6等。综合固氮量和对燕麦生长影响认为,菌株A.lipoferumChO6、Azotobactersp.ChO4、Pseudomonassp.ChO3、Azotobactersp.ChO5和Azotobactersp.ChO7等可作为燕麦固氮菌肥研制的菌种。

接种固氮菌Klebsiella sp.120对甘蔗光合特性和主要矿质营养元素含量的影响

【目的】甘蔗是最重要的糖料和能源作物,生物量大,产量高,但大量氮肥的使用不仅增加了甘蔗的种植成本,而且对农田环境造成了污染。发挥与甘蔗联合固氮的生物固氮菌的作用,是降低甘蔗氮肥施用量的方法之一。Klebsiella sp.120是从广西种植的甘蔗体内分离到的具有固氮能力的菌株。为了探讨该菌对甘蔗的促生效应及其在甘蔗上的应用潜能,本文研究了接种该固氮菌对甘蔗光合特性及矿质元素含量的影响。【方法】采用桶栽方法,在甘蔗的分蘖期用接种菌株淋浇4个不同甘蔗品种的根际,在处理后的30 d和60 d取样分析该菌对甘蔗的光合生理和矿质营养元素含量的影响。【结果】接种菌株对4个甘蔗品种的叶绿素含量和净光合速率有一定的促进作用,但不同品种之间存在差异。处理30 d后,淋浇固氮菌处理的甘蔗品种ROC22的叶绿素含量明显提高,比对照增加23%。另外3个甘蔗品种(B8、GT21和GT28)处理组的叶绿素含量均有一定的提高,但与对照相比差异不显著。处理30 d后,只有ROC22和B8品种的净光合速率高于对照,且ROC22品种处理与对照间的差异达到了显著水平。处理60 d后,4个甘蔗品种的净光合速率均高于处理30 d,而且各品种接种处理均高于对照,其中以对ROC22和GT21的促进效果最为明显,达到了显著水平。接种处理对不同甘蔗品种的营养元素含量影响不同,接种处理对4个甘蔗品种叶片中的氮元素含量有促进作用,其中对ROC22的促进效果最为明显,接种处理比对照增加59.8%。接种固氮菌对甘蔗叶片磷和钾元素含量的影响不明显。接种固氮菌对4个甘蔗品种叶片的铁、锰元素含量的影响不明显;ROC22叶片中的锌含量及ROC22和B8叶片中的铜含量接种处理与对照相比显著提高。【结论】接种Klebsiella sp.120固氮菌对甘蔗光合特性及矿质元素含量的影响与甘蔗品种有关,其中对ROC22品种的促生效果最为明显。研究结果可为固氮菌株Klebsiella sp.120在甘蔗上的进一步应用提供参考依据。

固氮菌对燕麦不同生育期促生作用的研究

研究了固氮菌对兰州地区燕麦不同生育期的促生作用。结果表明，假单胞菌属Pseudomonas sp．N4，动胶杆菌属Zoogloea sp．W6，生脂固氮螺菌Azospirillus lipoferum C6，固氮菌属Azotobacter sp．05和Azotobacter sp．W5对燕麦有促生作用。拔节期，接种固氮菌后燕麦株高增加0．73％～12．11％，叶绿素增加1．14％～39．43％，地上植物量增加21．45％～43．55％，地下植物量增加51．85％～130．86％，根冠比增加7．7％～76．9％，总植物量增加2．00％～45．36％，粗蛋白增加3．02％～25．57％；半量化肥＋固氮菌处理的株高增加1．96％～5．82％，叶绿素和地上植物量没有增加，地下植物量增加3．47％～33．17％，根冠比增加15．38％～30．76％。成熟期，各个处理促生作用降低，处理间差距缩小，Pseudomonas sp．N4和Azotobacter sp．O5促生效果好。

水稻内生联合固氮细菌的分离、种类及对水稻的促生长作用

从江苏省扬州、南通、常州和徐州等地的水稻根、茎和种内分离获得了内生细菌276个菌株。以乙炔还原法测定,其中234个菌株具有联合固氮活性,占供试菌株总数的84.8%。根据乙炔还原活性(ARA)大小,将水稻内生固氮细菌分为3类:强固氮活性[ARA>100μmol·(h·mL)^(-1)]菌株,占总数的2.1%;中等固氮活性[ARA为1～100μmol·(h·mL)^(-1)]菌株,占总数的81.2%;弱固氮活性[ARA≤1μmol·(h·mL)^(-1)]菌株,占总数的16.7%。5个强固氮活性菌株经转管培养20代后,其固氮能力表现稳定。经形态学和生理生化试验,固氮活性强且稳定的菌株J115和G161鉴定为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae).其ARA分别为20 987.820 0和9 212.313 0μmol·(h·mL)^(-1)。通过菌液蘸根和喷雾接种,这2个菌株均能促进水稻幼苗的生长,水稻苗期叶绿素含量、地上部干物质量和株高分别增加6.9%～17.1%、16.7%～31.0%和15.3%～20.4%。

高寒地区燕麦根际联合固氮菌研究 Ι固氮菌分离及鉴定

结合气相色谱仪,利用乙炔还原等方法对高寒地区重要饲用植物——燕麦(Avenasativa)根际联合固氮菌进行了分离和鉴定。结果表明,该地区燕麦根际联合固氮菌株较少(8株),菌株分布以根系表面(RP)最多,根表土壤(RS)次之,距根系较远的土壤(NRS)和根内(HP)最少,即:RP>RS>NRS≥HP;菌株固氮酶活性相差较大(C2H4112.5～1147.9nmol/mL·h),具有较高固氮酶活性的菌株较少(C2H4大于500nmol/mL·h只有2株);菌株均为革兰氏阴性菌,经鉴定分属Azotobacter(3株)、Pseudomonas(3株)和Azospirillus(2株)3个属。相对于其它生境和植物,高寒地区燕麦根际联合固氮菌种类较为单一。

油茶根际联合固氮菌的16SrDNA全序列分析

利用16SrDNA序列系统发育学分析方法对从湖南省野生油茶根系分离筛选出的一株高效联合固氮菌株B7-7进行了系统分类研究。结果表明:该菌株与鞘脂菌属Sphingobium yanoikuyae的同源性和相似性均达到99%,结合B7-7的形态特征和生理生化特性,初步将其确定为鞘脂菌Sphingobium sp.。

高效固氮菌株W12对环境因子的适应性研究

从多个固氮菌株中筛选到一株固氮酶活性较高的菌株W12,为明确该菌株对不同环境因子的适应性,本文测定了不同的生长环境条件下该菌株的生长量和固氮酶活性.结果表明,在15～40℃的温度范围内、pH4～8.5酸性至碱性环境和1.5%NaCl的高渗透压下,该菌株均能旺盛生长并表现很高的固氮活性;该菌株能利用多种碳源生长并固氮,还能耐受环境中存在的一定浓度的铵.说明该菌株对环境因子具有较广的适应性,并具有较强的生长活力和较高的固氮酶活性,故可望作为接种剂的功能菌株.

杨树根际固氮菌的分离、筛选和鉴定

从 3个不同地点的 2 1个杨树无性系及半同胞家系根系和根际的不同部位分离到 1 5 1个菌株具有固氮酶活性 ,其中固氮酶活性高于 1 0 0nmol/(瓶·h) (还原乙炔的量 )的菌株有 8个。杨树不同无性系及半同胞家系根际固氮细菌的数量、种类及分布情况有差异。对固氮活性最高的 5个菌株 ( 1 2 5、3、71、74和 1 34号 )进行了初步鉴定 ,3号和 71号菌株均属贝杰林克菌属 (Beijerinckia) ,74号菌株属德克斯氏菌属 (Derxia) ,1 2 5号和 1 34号菌株的分类地位待定。

接种联合固氮菌对毛竹实生苗生长的影响

将从毛竹根际分离的２＃菌株（多粘芽孢杆菌），１２＃、１４＃菌株（地衣芽孢杆菌）和从浙江淡竹根际分离的７＃菌株（未最后确定种名），分别培养制成菌悬液，回接毛竹实生苗，进行人工控制条件下的无菌盆栽（沙培）试验。结果显示接菌能不同程度地提高毛竹幼苗成活率并促进其生长，尤其是对根鲜质量增加明显，增幅为４４．１％～７６．９％，分别达到显著（１４＃菌）和极显著（２＃、１２＃、７＃菌）水平。同时，接种联合固氮菌明显提高苗木体内的氮素含量，植株含氮量增幅达２２％～３８．１％。另外，统计分析表明：在无土著菌生长和竞争的条件下，幼苗期接菌处理比种子发芽期接菌处理具更显著的促进植株生长和提高植株含氮量的效果。

固氮细菌与杨树的联合固氮作用

从 2 1个杨树无性系和家系根际分离筛选到具有较高固氮酶活性的 5个菌株 ,分别接种到杨树无性系 NL- 80 1 0 6组培苗根际 ,两个月后测定苗的生长量 ,结果表明接种固氮细菌的组培苗生长均好于对照。植株干重增幅可达 1 7.9%～ 82 .5% ,苗高增幅达 1 1 .8%～ 2 9.6 % ,叶片的含氮量增幅为 3 .7%～ 2 1 .5% ,含磷量增幅为 1 .5%～ 57.0 % ,原位测定苗的固氮酶活性每株每小时为 1 2 .2 5～ 45.81 nmol C2 H4 。 3号和 71号菌株的接种效应最显著 ,苗高、干重、地径、叶片数都达到了极显著的水平 ,71号菌株处理苗的叶绿素含量 ,叶片中 N、P含量最高 ,且其乙炔还原固氮酶活性也较高。说明这些菌株与杨树无性系 NL- 80 1 0 6组培苗具有明显的联合固氮作用 ,同时也改善了磷的供应状况 。

24株剑麻根际联合固氮菌的16S rDNA序列分析

对海南、广西和广东剑麻主产区种植基地的剑麻根际联合固氮菌进行了分离、纯化及固氮活性测定,获得了24株具有固氮活性的菌株,其固氮酶活性为5.8742～1765.6590 nmol/(mL.h)。16S rDNA序列分析结果表明:参试菌株的16S rDNA扩增区约为1500 bp,无太大的长度变异,其系统发育树表明这24株菌株分别属于6个不同的属。

燕麦根际固氮菌分泌IAA的动态变化研究

对从草坪草和牧草根际分离出的4株联合固氮菌分泌IAA的能力和分泌动态进行了研究,结果表明:在培养3 d后,菌株分泌IAA的能力基本稳定。因此,为了进一步的验证上述结果,又进行了连续14 d分泌IAA的动态测定。2次测定的IAA浓度不同,但2次测定的IAA分泌动态规律基本一致。其中I012I、033I、034I、041分泌IAA能力分别为29.1μg/ml2、5.2μg/ml2、5.5μg/ml、36.1μg/ml。

地毯草根际固氮菌的分离及鉴定

结合气相色谱仪,利用乙炔还原等方法对地毯草（Axonopus compressus）根际固氮菌进行分离和鉴定。结果表明,从地毯草根际土壤中分离获得6株固氮菌株,菌株的固氮酶活性相差较大（92.5 C2H4~295.2 C2H4nmol.mL-1.h-1）,菌株hnN2及hnN6具有较高的固氮酶活性（〉200 C2H4nmol.mL-1.h-1）;菌株经鉴定分属Bacillus（2株）、Azotobacte（r 3株）和Pseudomona（s 1株）3个属。