固氮菌Kosakonia radicincitans GXGL-4A对玉米和水稻的促生作用及其根际定殖动态

在前期固氮菌分离、筛选、鉴定的工作基础上,得到固氮菌株Kosakonia radicincitans GXGL-4A(简称GXGL-4A,下同),测定其在LB液体培养基(有氮)、A15液体培养基(无氮)中的生长曲线发现,GXGL-4A在LB液体培养基中生长迅速,在A15液体培养基中也能生长,但生长缓慢。在玉米、水稻生长过程中施用不同浓度的GXGL-4A,通过测定其鲜质量、株高、根长、根鲜质量等生物量指标证实,GXGL-4A对玉米和水稻的生长有显著促生作用,且该促生作用在一定范围内随GXGL-4A浓度的增加而增强。设置封闭系统(灭菌土)和开放系统(非灭菌土)2个处理,将GXGL-4A释放至玉米根际土壤中,通过抗生素抗性标记法和平板分离计数法测定GXGL-4A的种群消长动态,结果显示,在监测的15 d内,灭菌土和非灭菌土中的固氮菌GXGL-4A数量均呈现先增加后减少的变化趋势,且在接菌后1 d达到峰值,灭菌土内的固氮菌GXGL-4A数量高于非灭菌土,GXGL-4A在根际土壤中的生长优势明显。

玉米联合固氮菌Kosakonia radicincitans GXGL-4A的分离鉴定与固氮特性研究

【目的】固氮微生物是生物固氮的主体,其菌种的选育更是生物固氮研究的基础。本实验室分离鉴定出一株新的固氮菌,并对其固氮相关活性进行初步研究。【方法】固氮菌采用Ashby无氮培养基进行分离纯化。通过形态特征分析、生理生化特征分析、16S r RNA基因序列分析和基因组扫描对固氮菌进行鉴定。利用靛酚蓝-分光光度法检测固氮菌的泌铵能力。固氮酶活性的测定使用乙炔还原法。【结果】从玉米根部分离到一株固氮菌株GXGL-4A,菌体短杆状,大小约为1.5μm×0.5μm,单个或常见2个菌体细胞串联在一起,革兰氏染色结果为阴性。16S r RNA基因序列分析结果表明该菌株与Kosakonia oryzae Fo8A1d 16S r RNA基因序列有95%的相似性,结合形态特征、生理生化特征和基因组扫描,将其命名为K.radicincitans GXGL-4A。对其进行固氮基因nif H的检测,经PCR扩增得到预期的296 bp条带;采用靛酚蓝-分光光度法,测得发酵液中铵态氮含量为2.5 mg/L,表明该菌株具有较好的泌铵能力。乙炔还原法测其固氮酶活性,以乙烯生产量表示,结果显示GXGL-4A菌株在无氮培养基上能够有效地还原乙炔,达到232.94 nmol C2H4/(m L·h)。【结论】菌株GXGL-4A是一株可较好地分泌铵的新的固氮菌,具有很好的研究价值。

玉米联合固氮菌Kosakonia radicincitans GXGL-4A转座突变体系的构建

【背景】长期以来,农业生产上过度施用化学氮肥造成了农田生态环境的破坏,引起土壤板结、次生盐渍化和重金属污染。此外,由于田间大量的氮素流失和淋溶导致水体富营养化和地下水污染,使得农产品硝酸盐含量超标,最终可能通过食物链危及人类的健康。因此,通过合理地开发和利用生物固氮菌,从而减少化学氮肥施用量,对于保护生态环境,促进农业的可持续生产具有十分重要的意义。【目的】对从玉米根部分离得到的联合固氮菌Kosakonia radicincitans GXGL-4A进行Tn5转座突变,从而创制大量的突变体,经筛选后应用于对固氮及其调控的分子机制和氮代谢调控网络解析等研究。【方法】以固氮菌K.radicincitans GXGL-4A为研究对象,通过PCR法克隆得到GXGL-4A菌株的亚硝酸还原酶基因nirBD。通过构建重组质粒pMOD-egfp-tet,并利用电击转化法将转座复合体导入GXGL-4A野生株,进行Tn5转座突变,从而获得大量突变菌株。【结果】筛选到4株亚硝酸盐还原酶活性显著降低的突变株,并克隆了突变株M36突变位点的侧翼序列。【结论】对玉米联合固氮菌K.radicincitans GXGL-4A进行Tn5转座突变是可行的,初步建立了该菌株稳定有效的插入突变技术体系。