接种根瘤菌对不同品种紫花苜蓿生产性能及营养价值的影响评价

对甘农3号、三得利、旱地、WL343、巨能601、威神等6个紫花苜蓿(Medicago sativa)品种开展根瘤菌接种试验,以越冬率、分枝数、株高、干草产量、粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、相对饲喂价值等为评价指标,采用灰色关联法分析行评价接种根瘤菌对紫花苜蓿生产性能及营养价值的影响。结果表明:接种根瘤菌可显著提高紫花苜蓿品种的越冬率、株高、干草产量和粗蛋白含量(P<0.05),对紫花苜蓿的分枝数、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、相对饲喂价值的影响不显著(P>0.05),可促进紫花苜蓿提前接瘤,促进提高苜蓿产量和饲草品质,是提高苜蓿产草量和饲草品质的有效措施,可大面积推广应用。

根瘤菌对煤矸石污染土壤中紫花苜蓿富集特征金属的影响

为探究不同比例根瘤菌对煤矸石污染土中紫花苜蓿富集特征金属的影响,本研究通过向煤矸石污染土壤中添加不同质量比(0.5%,1.5%,3%)的根瘤菌,采用盆栽试验,通过分析各处理组中紫花苜蓿体内特征金属元素Fe、Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的含量,并采用生物富集系数及转运系数等方法对紫花苜蓿富集和迁移特征金属进行评价。结果表明:各处理组中紫花苜蓿对重金属的富集能力差异较大,根瘤菌使紫花苜蓿地上及地下部分Fe含量增加,根瘤菌添加量小于1.5%时,根瘤菌对紫花苜蓿体内Mn、Cu、Zn、Pb和Cd的含量无显著影响,当添加量达到3%时,植物体内Mn、Cu、Zn、Pb和Cd均有一定幅度的增加。各处理组中紫花苜蓿对Cd的转移系数大于其他特征金属元素。综上所述,接种根瘤菌可以促进紫花苜蓿对煤矸石污染土壤中特征金属的吸收和富集能力,表明根瘤菌与紫花苜蓿共生在煤矸石污染土壤的修复中具有较大潜力,在本试验范围内以3%添加比例效果最佳。

不同施氮水平下接种根瘤菌对苜蓿固氮效能及种子生产的影响

设置田间小区试验和沙培试验,采用15 N自然丰度法测定不同施氮水平下、不同方式接种根瘤菌对紫花苜蓿固氮效能、生长和种子产量的影响。结果表明,在50kg/hm2低施氮量下,接种根瘤菌能增加苜蓿的根瘤数量和根瘤重量,苜蓿固氮率、固氮量均达到了最高,分别为(77.8±0.508)%和(452.51±2.568)kg/hm2。接种根瘤菌有效促进了苜蓿的生长,提高了地上部干物质积累,增加了有效分枝数、荚果数及种子产量,种子产量增幅平均达(59.7±0.118)%,显著高于不接种、不施氮和其他施氮处理。而施氮量超过50kg/hm2,则会抑制根瘤菌结瘤,引起苜蓿固氮率、固氮量下降。随着施氮量增加,根瘤菌促进苜蓿植株生长的效应明显减弱,造成生物量和荚果数减少,种子增产幅度降低。比较秋播拌种和春季返青追施2种不同的根瘤菌接种方式,以秋播拌种根瘤菌结合施氮量50kg/hm2时的增产最为显著。秋播拌种根瘤菌的生物固氮百分率和固氮量与苜蓿种子产量呈显著正相关。

苜蓿根瘤菌有效性及其影响因子分析

以阿尔冈金(Medicago sativa L. cv. Algonquin)和陇东苜蓿(M.sativa L. cv. Longdong)为材料,在甘肃省5个生态区系统调查了春、夏、秋根瘤菌(Rhizobium)有效性及其影响因子。结果表明:阿尔冈金的总根瘤数、总根瘤重极显著高于陇东苜蓿;但有效根瘤数和有效根瘤重在品种间差异不显著;两个苜蓿品种主要在春季结瘤,其总根瘤数占春、夏、秋3季的63.3%,总根瘤重占52.2%,有效根瘤数占55.6%,有效根瘤重占51.2%;春季根瘤菌的有效性比夏、秋季高;苜蓿根瘤菌的有效性以黑垆土最好,其次为灰钙土和灌淤土,而亚高山草甸土和褐土的有效性较差。

接种根瘤菌对不同紫花苜蓿品种结瘤和生物学产量的影响

研究了不同紫花苜蓿品种不同处理方式接种根瘤菌的效应。结果表明,接种匹配的根瘤菌能显著提高紫花苜蓿的结瘤量和结瘤率;对植株粗蛋白含量的提高作用不大,但能有效提高紫花苜蓿的生物学产量和粗蛋白的产量;与植株根部氮含量虽有一定相关性,但相关程度不高;并且根瘤菌直接拌种后下播的处理比根瘤菌拌土后再播种的效果要好。

不同pH下接种AM真菌和根瘤菌对紫花苜蓿生长的影响

本研究设定4个pH梯度(4.43,5.06,6.43和7.16),设置了接种AMF根内球囊霉(Glomus intraradices)、苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium medicae)、同时接种AMF和根瘤菌以及不接菌处理分析温室不同pH处理下接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和根瘤菌(rhizobia)对紫花苜蓿(Medicago sativa)生长的影响。结果表明,酸胁迫抑制了紫花苜蓿的生长,使其株高降低了1.27%~10.13%,地上生物量降低了33.33%~55.56%;AM真菌可以缓解酸胁迫,促进紫花苜蓿的生长,与不接种AM真菌相比,株高提高了244.26%~294.17%,地上生物量提高了727.78%~1 737.50%,地下生物量提高了1 120%~2 220%,根长提高了39.85%~102.63%,根冠比提高了5.71%~90.32%;根瘤菌单独接种未显著影响紫花苜蓿生长(P>0.05),但与AM真菌混合接种后,可显著促进紫花苜蓿生长(P<0.05)。

内生根瘤菌在苜蓿芽苗与种子内的数量及优势度

比较了内生根瘤菌在11个苜蓿品种种子和芽苗中的存在部位与数量,并对游客苜蓿胚珠、幼嫩种子及芽苗内的根瘤菌含量和在可检出菌中所占的比例进行研究。结果表明:不同品种种子间根瘤菌含量有显著差异(P<0.05),但其分布部位和比例基本一致,即主要存在于种皮内,而在子叶及胚中分布极少;游客苜蓿胚珠受精后开始有根瘤菌存在,含量随种子的发育而增大。种子储存1年后较刚收获时根瘤菌含量增加6.85倍,杂菌数量仅增大1.57倍;苜蓿芽苗中根瘤菌主要存在于子叶,仅37.24%的根瘤菌存在于茎,分别占其部位总可检出菌(同培养条件下)数的93.18%和76.78%,幼根内无可检出菌。说明在种子发育、储藏和发芽的过程中,根瘤菌在种子/芽苗中同一生态位下的内生菌菌落中占据优势。

不同生态区若干典型作物土壤中紫花苜蓿土著根瘤菌分布状况

采用根瘤菌接种技术可以保证苜蓿成功建植、提高苜蓿产量和改善苜蓿品质,有关效果受施用区土著菌影响较大。应用MPN法对我国多种土壤进行苜蓿土著菌分布状况研究,结果表明:除个别土壤外,苜蓿土著菌数量为30～3000个/g;黄土高原典型作物土壤中根瘤菌数量为2 5万～45万个/g。可见,在典型作物地土壤及有关土壤类型区,土著菌数量较低,根瘤菌接种技术是此类地区发展苜蓿种植的重要技术。

紫花苜蓿根瘤菌种子处理剂的研究

研究不同拌种处理对紫花苜蓿(Medicago sativa)的影响,结果表明:室内与室外盆栽发芽结果基本一致,发芽率都没有明显提高;在苜蓿分枝期拌种处理的结瘤数和鲜重都有不同程度的增加,根瘤数量提高21.7%～232%,鲜重增加了3.7%～25.4%,光合速率和蒸腾速率略低于对照;苜蓿种子处理剂活菌量(CFU ml-1)跟踪监测结果表明,S型最适合活菌保存,在常温保存条件(20～30℃)优于4℃保存.

混合盐碱胁迫下接种丛枝菌根真菌和根瘤菌对紫花苜蓿生长的影响

随着气候变化,全球土壤盐碱化严重威胁着农牧业生产和生态环境的建设。土壤盐化与碱化常常伴随发生,目前多数研究侧重于盐胁迫,忽略了碱胁迫的存在。实际上,碱性盐除了盐度外还伴随着高p H。由此,试图探讨混合盐碱胁迫下接种丛枝菌根真菌(AMF)和根瘤菌对紫花苜蓿生长的影响及其作用机理。根据中国盐碱地的特点,将4种盐(Na Cl、Na_2SO_4、Na_2CO_3、Na HCO_3)按一定比例混合模拟出16种混合盐碱(盐浓度25—150 mmol/L,p H 7.67—10.52)胁迫浓度,按照L_(16)(16~1×2~2)混合正交设计,采用盆栽法研究了混合盐碱胁迫下接种AMF摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)和根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)对紫花苜蓿生长及生理的影响。结果表明:对紫花苜蓿株高的影响程度依次是AMF+根瘤菌>pH>AMF>盐碱类型>根瘤菌;对地上生物量、地下生物量、茎高净增长量、丙二醛(MDA)及脯氨酸影响程度依次是p H>AMF+根瘤菌>盐碱类型>AMF>根瘤菌;对超氧化物歧化酶(SOD)的影响程度依次是p H>AMF+根瘤菌>盐碱类型>AMF>根瘤菌;对过氧化物酶(POD)影响程度依次是p H>AMF+根瘤菌>根瘤菌>AMF>盐碱类型;对蛋白质的影响程度依次是p H>盐碱类型>根瘤菌>AMF+根瘤菌=AMF。株高、地下生物量、POD均在双接种的处理下出现最大值。本研究证明:盐碱混合胁迫会严重抑制植物的生长发育;而接种AMF和/或根瘤菌均可有效缓解盐碱胁迫对植物造成的伤害,提高植物对盐碱的耐受能力;且同时接种AMF及根瘤菌效果最好,其次是单独接种AMF,单独接种根瘤菌作用相对最小。

苜蓿-根瘤菌复合盐高效抗性共生体系构建

为构建具有盐渍土环境竞争力与遗传稳定性的苜蓿(Medicago)-根瘤菌高效共生体系,以12个苜蓿品种为材料,进行了复合盐种子萌发、种子内生根瘤菌抗盐碱筛选及接种试验。结果表明,不同品种间种子复合盐抗性差异较大,成活率以中苜1号最高,甘农7号、新疆大叶次之,但三者间无显著差异;种子内生根瘤菌复合盐抗性以甘农1号最强,菌株数目最丰,为2.58×106,中苜1号次之,为2.49×106,根瘤菌固氮酶活性以中苜1号最高;以新疆大叶种子接种中苜1号根瘤菌匹配度为最佳,共生体系地上生物量、茎叶粗蛋白含量以及固氮酶活性均为最高。

接种荧光标记根瘤菌对苜蓿幼苗生长的影响

将含有cfp(cyan fluorescent protein)基因质粒的荧光标记根瘤菌S.LZgn5-cfp6、S.LZgn5-cfp16、S.LZgn5-cfp28,S.12531-cfp2、S.12531-cfp13、S.12531-cfp26、S.LH3436-cfp1、S.LH3436-cfp2、S.LH3436-cfp6接种于甘农5号紫花苜蓿,测定苜蓿幼苗生物量、单株结瘤数、固氮酶活性等,结果表明:荧光标记根瘤菌可有效促进植株生长和生物量的积累,有明显促生效果;与出发菌相比,荧光标记根瘤菌未对苜蓿幼苗产生显著的不良影响,能在植物体内稳定表达,具有与出发菌株相近的促生能力。

苜蓿根瘤菌转SmnifA基因研究初报

外源固氮调节基因nifA的导入对根瘤菌的结瘤固氮效率有较明显的促进作用。首先构建带有SmnifA基因的重组质粒,再利用三亲本杂交技术将重组质粒转移至苜蓿根瘤菌XM-1中,得到组成型表达SmnifA基因的菌株,侵染苜蓿后,植株鲜重、干重、含氮量、结瘤数、固氮酶活等指标均优于原始出发菌。

菌根真菌和根瘤菌接种对紫花苜蓿和无芒雀麦混播牧草生物量的影响

丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)和根瘤菌是自然界存在的两类重要的共生微生物,分别能与宿主植物形成丛枝菌根和根瘤的共生体系,对宿主植物的生长具有重要影响。本研究通过建立丛枝菌根真菌-禾本科牧草和丛枝菌根真菌-豆科牧草-根瘤菌的共生体,研究AMF和根瘤菌接种对混播中紫花苜蓿(Medicago sativa)和无芒雀麦(Bromus inermis Leyss)生长的影响。结果表明:与CK相比,单独接种根瘤菌处理下单播和混播的紫花苜蓿地上单株生物量分别提高了65.42%和53.41%,地下单株生物量提高了96.66%和114.42%。单独接种AMF处理下单播和混播的紫花苜蓿地上单株生物量分别提高了35.33%和23.20%,地下单株生物量提高了40.00%和46.45%。而AMF和根瘤菌双接种处理下单播和混播的紫花苜蓿地上单株生物量分别提高了105.66%和185.64%,地下单株生物量分别提高了167%和121%。综上所述,AMF和根瘤菌双接种对紫花苜蓿生物量的促进作用具有协同效应。

贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌定殖的影响

为探索贮藏方法对紫花苜蓿种子内生根瘤菌定殖的影响,将甘农5号紫花苜蓿在结荚期用3种根部接种方法(主根微破损浇灌、根部浇灌、添加苦参碱浇灌)接种两种荧光标记根瘤菌Ensifer meliloti LZgn5f(gn5f)和Ensifer meliloti 12531f(12531f),同时根部浇灌无菌蒸馏水获得的种子,采用信封、信封+布袋、铝箔3种包装材料,分别在25℃、25℃硅胶干燥、-4℃和4℃条件下贮藏6个月后,检测种子内根瘤菌的定殖数量。结果表明:主根微破损接种gn5f获得的种子在-4℃以信封包装贮藏时内生根瘤菌的定殖数量(25.54cfu/粒)显著高于信封+布袋和铝箔的两种包装材料(P<0.05),主根微破损接种12531f获得的种子在-4℃以铝箔包装贮藏时内生根瘤菌的定殖数量最高(14.98cfu/粒),但与另外两种包装材料无显著差异(P>0.05)。根部浇灌接种gn5f和12531f获得的种子,在25℃干燥贮藏,分别以信封(22.08cfu/粒)和信封+布袋(40.84cfu/粒)包装时内生根瘤菌的定殖数量显著高于其贮藏条件(P<0.05),添加苦参碱根部浇灌接种gn5f和12531f获得的种子以铝箔为包装材料,分别在-4℃(25.00cfu/粒)和25℃硅胶干燥(18.08cfu/粒)温度下贮藏种子内生根瘤菌的定殖数量最多,显著高于其他贮藏条件(P<0.05)。接种相同目标根瘤菌获得的种子以25℃硅胶干燥和-4℃贮藏时内根瘤菌数量高于25℃和4℃。

苜蓿繁殖器官发育过程与内生根瘤菌侵染数量的关系

为探明苜蓿种子内生根瘤菌的携带机理,试验对4个品种的紫花苜蓿在一个生育期中内生根瘤菌在花芽、花与种子中的分布部位与数量变化进行了研究。结果表明:内生根瘤菌在营养期内主要存在于花芽中(1 g花芽中有9 250个);而在现蕾期仅存在于子房壁组织(1个花蕾中有4.00个);花期存在于花粉(1朵花中有7.40个)、受精胚珠(1粒胚珠中有0.80个)、花托(1朵花中有4.20个)和子房壁(1朵花中有15.20个);结荚期主要存在于荚果皮(1个荚果中有890个)及幼嫩种子(1粒种子中有23.36个)中;成熟种子的种皮内有大量分布(1粒种子中有32.86个),种胚(1粒种子中有0.46个)及子叶(1粒种子中有0.52个)内仅有少量分布。由此表明种子内生根瘤菌可能的来源途径:在花期,存在于花粉表面和子房壁组织的根瘤菌通过子房壁和珠被的花粉管进入胚珠珠被;或在结荚期,根瘤菌通过子房壁与珠被联结的通道进入种皮。

不同土壤中紫花苜蓿根瘤菌抗逆性的区别

紫花苜蓿的茎叶柔嫩鲜美,可广泛用于喂养牛羊、加工草粉、配置饲料或混合饲料,适合于各类畜禽,因其广泛的应用性被大量种植。为了可以精确收集紫花苜蓿根瘤菌抗盐性强弱数据,本次实验从新疆盐碱土和棕漠土地区取6个紫花苜蓿根瘤菌菌株样品,然后分别对各个样品进行耐盐性、耐酸碱性及其相应泌酸碱能力强弱的测定。结果表明:棕漠土土壤紫花苜蓿根瘤菌株S-c有着极强的耐盐性,因为该菌株可以在浓度为10%的Na CL培养基上正常生长;盐碱土壤紫花苜蓿根瘤菌株M-a和棕漠土土壤紫花苜蓿根瘤菌株S-b在所有菌株中耐酸性最强,这两个菌株可以在pH为4.0的酸性培养基上正常生长;而有着最强耐碱性的菌株是盐碱土壤菌株M-c,该菌株可以在pH为12.0的碱性培养基上正常生长。经过进一步实验得出:棕漠土土壤紫花苜蓿根菌株S-a不但可以在pH为4.0的酸性培养基中正常生长,还可以在pH为11.0的碱性培养基中正常生长。而根瘤菌菌株的泌酸能力与其抗碱性息息相关。

根瘤菌共生对紫花苜蓿耐碱能力的影响

以紫花苜蓿龙牧806为试验材料,设置未接种菌(NI)和接种耐碱苜蓿中华根瘤菌CCBAU 81024(RI)两组,采用p H 8.5 100 mmol·L-1NaHCO3溶液碱胁迫处理,分别测定胁迫0、5、8 d时生长及生理指标,确定接种耐碱根瘤菌对紫花苜蓿耐碱性的影响。结果表明,正常培养条件下,RI组紫花苜蓿叶绿素和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)酶活性、脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量均高于NI组,且丙二醛(MDA)含量低于NI组。碱胁迫处理后,RI组与NI组植株相比,其MDA含量,相对电导率均保持在较低水平,脯氨酸积累,可溶性糖含量增加;SOD、POD、CAT表现出较NI更高的酶活。接种耐碱根瘤菌可提高紫花苜蓿耐碱性及抗氧化能力,增强渗透调节能力,降低细胞膜损伤程度。

苜蓿根瘤菌菌株发酵生产工艺优化

本研究对传统苜蓿根瘤菌发酵培养基——YMA培养基进行优化,用较为廉价的麸皮替换其中的碳源甘露醇,并添加豆饼粉,以增加氮源,设置不同的添加比例与浓度,根据发酵过程中菌体数量的变化,筛选出较佳的培养基配方:麸皮0.5g+豆饼粉1.0g+K2HPO40.25g+KH2PO40.25g+Mg SO40.20g+Na Cl0.10g+蒸馏水1 000m L。

苜蓿根瘤菌在不同基质中与紫花苜蓿共生匹配的研究

为研究苜蓿根瘤菌在不同基质中与紫花苜蓿共生匹配的生长效果,本文选择从美国进口的紫花苜蓿品种巨人201为研究对象,分别使用了八种不同的根瘤菌,对紫花苜蓿进行处理。在常温条件下通过将紫花苜蓿栽种到风化煤、蛭石等两种不同的介质中,来研究不同根瘤菌对紫花苜蓿生长产生的影响,从而揭示不同根瘤菌与紫花苜蓿共生匹配的效果。研究结果显示:采用风化煤为主要基质,根瘤菌和苜蓿品种之间匹配试验效果最佳,苜蓿的固氮效果和各生长趋势均高于另外一种培养基质。由此可以看出风化煤是高效菌株筛选的首选基质。