丛枝菌根真菌和根瘤菌对连作花生养分吸收及土壤微生物特性的影响

探讨接种丛枝菌根(AM)真菌和根瘤菌对连作花生作用效果及可能机制,有益于缓解花生连作障碍,促进花生养分高效和持续高产。在花生典型种植区,选择有代表性的酸性砂姜黑土,设置不接种(CK)、接种AM真菌(AM)、接种根瘤菌(Rb)、双接种(AM+Rb)4个处理,采用微区试验,研究AM真菌与根瘤菌对花生生长、根系形态、养分吸收及土壤微生物特性的影响。结果表明:接种处理增加了花生第一侧枝长和分枝数,显著提高了花生根和地上部生物量、荚果重和根瘤数,其中AM+Rb处理提高效果最显著。同时AM+Rb处理的花生根系总根长、总表面积、总体积分别显著提高30.1%、20.2%和59.7%,土壤微生物总量、细菌/真菌、放线菌/真菌明显提高,不同部位氮、磷、钾、钙、镁积累量显著增加,效果优于单接种。比较AM真菌和根瘤菌2种接种方式,Rb处理的花生不同部位氮积累量较高,而AM处理的根系形态状况较好,且花生不同部位磷、钾、钙、镁吸收量较高。可见,在酸性砂姜黑土区,接种AM真菌和根瘤菌尤其是双接种有益于改善根系形态状况和根际微生物环境,增强花生养分吸收能力,从而促进花生的生长及产量的提高。

花生根瘤菌的分离筛选及应用

【目的】分离筛选高效结瘤固氮的花生根瘤菌,为花生根瘤菌的田间推广应用提供理论依据和候选菌种。【方法】采用植物捕获法从田间采集的土样中分离纯化根瘤菌,扩增其16S rDNA序列进行分子鉴定。经回接试验和匹配试验筛选优良菌株及最佳共生组合,并通过土壤盆栽田间试验探究优良菌株的接种效果。【结果】共分离纯化出15株花生根瘤菌,均属于α-变形菌纲的慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)。回接试验筛选出2株共生固氮性状优良的花生根瘤菌GDHS-5和GDHS-14。匹配试验表明这2个菌株具有广谱结瘤性,GDHS-5与粤油901的匹配效果最好,GDHS-14次之。土壤盆栽条件下接种GDHS-5显著提高了粤油901的地上部分高度、根瘤数量和根瘤鲜重(P<0.05,下同),而接种GDHS-14与不接种对照(CK)无显著差异(P>0.05,下同)。田间条件下接种GDHS-5分别使单株荚果数、产量和花生蔗糖含量显著增加35.82%、9.92%、165.88%,接种GDHS-14与CK无显著差异。【结论】花生根瘤菌GDHS-5和GDHS-14共生固氮表现优异,其中GDHS-5能高效共生固氮,具有广谱结瘤性,在田间条件下可显著提高花生单株荚果数和产量,具有较大的田间应用潜力。

花生根瘤菌的抗逆性初步研究

对３９株花生根瘤菌（其中６株为引进菌株）和９株参比菌株进行干旱、ＮａＣｌ、ｐＨ及低温的耐受性实验。结果表明我国花生根瘤菌资源中存在着耐盐、酸较强的菌株，且耐受性水平差异较大；在８℃条件下供试菌株未见生长；花生根瘤菌有着比大豆根瘤菌更强的抗干旱能力，抗干旱能力同耐盐能力之间没有明显的关系。另外，菌株的抗逆性同共生特性、分离地之间也未见有明显的关系。

江汉平原及其周边地区花生根瘤菌的遗传多样性

采用 RAPD分析技术和 1 6S- 2 3S r RNA间隔区段 (IGS) RFLP分析 ,分别对分离自江汉平原及其周缘地区的花生根瘤菌进行了遗传多样性和系统发育研究。结果表明 ,全部供试菌株分别在 48%和 50 %的相似性水平分为 I、II两群。供试花生根瘤菌与参比菌株 B. japonicum和 B. elkanii聚在群 I,参比菌株Rhizobium Sinorhizobium、Mesorhizobium和 Agrobacterium聚在群 。供试花生根瘤菌的遗传多样性及其在系统发育中的地位主要受地域因素的影响 ,来自江汉平原中心地带天门和潜江的菌株在 76%以上的相似性水平上聚在一起。处于周边地带的武汉和荆州 ,由于其特定的地理因素的影响 ,菌株的多样性更为丰富 ,部分菌株在分类上与其它地域的菌株相互融合 ,并在较高的相似水平存在一定摆动性。来自外缘随州的菌株 ,表现了明显的地理分隔作用 ,其在系统演化中的地位相对独立。总体上从平原腹地到外缘地区 ,根瘤菌地理分隔作用逐渐明显 ,在平原外缘的交接地带 ,根瘤菌的多样性最为丰富。

河北地区花生根瘤菌的系统发育多样性研究

【目的】了解中国北方地区花生根瘤菌的多样性状况。【方法】采用16SrDNAPCR-RFLP、16S～23SIGSPCR-RFLP和16SrRNA基因的序列分析方法对分离自河北地区的58株花生根瘤菌以及Rhizobium、Agrobacterium、Sinorhizobium、Mesorhizobium和Bradyrhizobium的参比菌株进行系统发育多样性比较分析。【结果】16SrDNAPCR-RFLP方法在细菌属水平上聚群良好;而16S～23SIGSPCR-RFLP则适于属和种水平上的聚群。3种方法在系统发育上得到基本一致的结果。其中有38株花生根瘤菌是与Bradyrhizobium关系密切的慢生菌株,并且与B.japonicum和B.liaoningense的关系最为接近,与有关中国西南地区和华中地区花生根瘤菌的报道结果相似。然而供试菌株中还存在6株快生和10株中慢生花生根瘤菌,其中快生菌在系统发育关系上接近R.yanglingense、R.mongolense和R.gallicum。【结论】河北地区的花生根瘤菌具有更大的多样性。

花生根瘤菌在根瘤菌系统分类中的地位研究

用12株分类地位已知的代表菌为对照,采用现代细菌分类学方法,对从四川省4个花生产区的天府3号和地方品种上分离的花生根瘤菌,从系统发育方面,探索了花生根瘤菌在根瘤菌系统中的分类地位。多聚酶链反应(PCR)扩增的16S rRNA的4种限制性内切酶长度多态(PCR-RFLP)以及16S rRNA部分碱基序列测定结果同时表明:四川花生根瘤菌与慢生大豆根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)相似性极高。由此推论它们在系统发育及进化方向上是基本一致的。该结果为研究花生根瘤菌的确切分类地位打下了基础。

昆虫病原线虫与根瘤菌配合使用在花生栽培上的应用

为了探索昆虫病原线虫与根瘤菌配合使用的可行性,在室内测试了根瘤菌对昆虫病原线虫(Heterorhabdits bacteriophora,Taishan strain H06)存活及侵染率的影响;同时探究了在大田条件下花生不同生育时期,根瘤菌和昆虫病原线虫配合使用对花生植株性状、荚果产量及防治花生蛴螬的影响。结果显示:不同浓度的根瘤菌剂对线虫的存活均无亚致死作用,对线虫的致死率无明显影响;在结荚期,播种时接种根瘤菌的叶片厚度、重量及面积比对照分别提高了38.53%、16.75%和26.22%。结荚期施用H06线虫对蛴螬的防治效果达80.78%,显著高于其他处理的防治效果(38.78%)。播种期接种根瘤菌+结荚期施用线虫的处理使花生总荚数、荚果重和百粒重比对照分别提高了141.51%、220.66%和9.88%。因此,在实际应用中,建议将播种期接种根瘤菌与结荚期施用H06线虫配合使用,可起到防虫固氮双重效果,进而提高花生产量的目的。

外源质粒（基因）导入花生根瘤菌的行为分析

利用二亲本或三亲本杂交的方法，将携带有共生固氮基因的外源重组质粒或外源载体质粒导入慢生型花生根瘤菌［Ｂｒａｄｙｒｈｚｏｂｉｕｍｓｐ．（Ａｒａｃｈｉｓ）］１４７－３和快生型花生根瘤菌［Ｒｈｉｚｏｂｉｕｍｓｐ．（Ａｒａｃｈｉｓ）］８５－７中。探讨了转移接合子中外源质粒在人工培养条件下和共生条件下的稳定性，发现外源质粒在花生根瘤菌中的稳定性与质粒的类型、受体菌的特性和环境条件有关。同时还探讨了外源质粒上的共生基因对受体菌１４７－３共生固氮效率的影响。结果表明，外源共生基因对共生固氮能力的影响是复杂的，既可以产生正效应，也可以产生负效应。

山西土著花生根瘤菌的数量分布及其共生结瘤固氮特性

在山西土壤气候条件下，土著花生根瘤菌数量变化范围在每克土壤５０～１５０００个之间，其生态分布褐土高于潮土，晋南多于晋中、晋北。主栽花生品种的自然结瘤率达７６０％，单株结瘤量为２０９±１４７个，日固氮量０３８～１２２ｍｇ，每公顷固氮１０～３０ｋｇ。单株固氮总活性与单瘤固氮比活性的高峰出现有所不同，前者在荚果期，后者在盛花期。土著根瘤菌的固氮强度与结瘤量无相关性，覆膜栽培与增施磷肥均具有良好的共生固氮生态效应。

施氮和接种根瘤菌对红壤旱地花生生长及氮素累积的影响

为探讨南方红壤旱地施氮和接种根瘤菌对花生生长和氮素累积的影响,以花生品种粤油256为材料,采用田间随机区组试验,设置9个处理:不施氮肥(N0)、50%施氮量(N_(50%))、75%施氮量(N75%)、100%施氮量(N_(100%),当地习惯施氮量135 kg·hm^(-2))、125%施氮量(N_(125%))、150%施氮量(N_(150%))、50%施氮量+接种根瘤菌(N_(50%)+RI)、75%施氮量+接种根瘤菌(N_(75%)+RI)、100%施氮量+接种根瘤菌(N_(100%)+RI),研究花生的生长发育状况、产量提升水平、氮素累积特征及氮肥利用效率。结果表明,在红壤旱地上适量施氮会促进花生生长,过量施氮会产生不利影响。单施氮肥时的增产幅度在9.8%~13.5%之间,以N75%的产量最高,为4 651.0 kg·hm^(-2)。合理施氮配合接种根瘤菌对花生的生长发育促进明显,所有处理中以N75%+RI的产量最高,达到5 169.1 kg·hm^(-2),但施氮不足(N_(50%))时接种根瘤菌的效果微弱。所有处理的花生氮素累积均可用Logistic方程拟合,适量施氮(≤N75%)可以提高花生氮素累积的最大速率vmax,使之出现时间tmax略有提前,但氮素快速累积的持续时间Δt较短;过量施氮(>N100%)会使Δt过长,v_(max)降低、t_(max)推迟;而适量施氮配合接种根瘤菌处理的v_(max)较高,tmax出现时间及Δt时长适中。所有处理中以N75%+RI的氮肥农学利用率和吸收利用率最高,其氮肥偏生产力和生理利用率也较高,因此,本试验条件下以施氮101.25 kg·hm^(-2)(N75%)配合接种根瘤菌的效果最佳。本研究结果为我国南方红壤区花生的高产高效种植、科学合理施肥提供了理论依据。

有机肥与钼肥对花生根瘤菌拌种效果的影响

盆栽试验结果表明,单独根瘤菌拌种虽可增加花生单株根瘤的数量和重量,提高叶片含氮量,但荚果增产并不显著;根瘤菌拌种+有机肥或钼肥处理,不仅可增加单株根瘤的数量和重量,提高花生叶片含氮量,同时植株高度、分枝数、单株结果数、饱果率及总生物产量等都有不同程度的提高,荚果增产显著。根瘤菌与有机肥或钼肥存在较大的交互效应,生产中使用根瘤菌拌种时,应注意适当增施有机肥和钼肥。

1株高效花生根瘤菌的筛选与鉴定

从辽宁多地花生种植土壤及其鲜根瘤初步筛选到30株花生根瘤菌,进一步通过回接盆栽花生,测定花生根瘤数、根瘤干重,以及鲜根瘤固氮酶活性、植株全氮量等,筛选出1株结瘤固氮能力较强花生根瘤菌wz-6,通过16S rDNA序列分析,鉴定为圆明慢生根瘤菌(Bradyrhizobium yuanmingense)。为开发优质花生根瘤菌菌剂奠定基础。

施氮和接种根瘤菌对红壤旱地花生产量、氮素吸收利用及经济效益的影响

以花生品种粤油256为供试材料,采用田间随机区组试验,设置9个处理:不施氮肥(N_0)、50%施氮量(N50)、75%施氮量(N75)、100%施氮量(N100,即当地习惯施氮量135kg·hm^(-2))、125%施氮量(N_(125))、150%施氮量(N_(150))、50%施氮量+接种根瘤菌(N50+RI)、75%施氮量+接种根瘤菌(N75+RI)、100%施氮量+接种根瘤菌(N_(100)+RI),研究了施氮和接种根瘤菌对南方红壤旱地花生产量、氮素吸收利用及经济效益的影响。结果表明:适量施氮会促进花生生长,过量施氮会产生不利影响。单施氮肥的增产效果有限,增产幅度在9.8%~13.5%之间。施氮配合接种根瘤菌比相对应的单施氮肥处理增产0.7%~11.7%,当氮肥施用不足时(N50)接种根瘤菌的效果不明显,仅增产0.7%;氮肥施用适量时(N_(75)和N_(100))接种根瘤菌增产效果明显,分别增产11.4%和11.7%。本试验条件下以N75+RI处理,即施氮101.25kg·hm^(-2)配合接种根瘤菌的效果最佳,产量达到5 169.1kg·hm^(-2),比对照(N0)增产26.1%,还明显提高了花生各器官的含氮量、吸氮量、氮肥利用率和经济效益。施氮配合接种根瘤菌是提高我国南方红壤旱地花生产量和经济效益的有效措施,本研究可为该区域花生的高产高效种植、科学合理施肥提供理论依据。

氮肥管理与根瘤菌接种模式对花生生长、氮吸收利用及产量的影响

为探求豫南砂姜黑土区花生高产和氮肥高效利用栽培技术,采用大田试验,研究了氮肥管理与不同根瘤菌接种模式(拌种或土施)对花生生长、氮吸收利用及产量的影响。结果表明,施氮提高了花生叶片SPAD值,有效促进花生生长,显著增加了氮利用率和荚果产量。两种根瘤菌接种模式下,不同氮肥管理中均以50%N基施+50%N开花期追施和100%N基施处理的第一侧枝长、总分枝数、单株饱果数、单株饱果重和百果重、氮利用率和产量显著高于50%N开花期追施+50%N结荚期追施处理,说明要实现花生高产和氮素高效利用需在花生生育前期施用一定量的氮肥。比较根瘤菌拌种和土施2种接种模式,以根瘤菌拌种配施氮肥处理增产效果较好,但与根瘤菌土施配施氮肥处理间差异不显著。综合分析,在豫南砂姜黑土区,花生种植采用氮肥50%基施、50%开花期追施配合根瘤菌拌种的模式增产效果最好,氮肥利用效率最高。

花生根瘤菌遗传多样性及高效固氮菌株的筛选

为揭示花生根瘤菌遗传多样性并筛选高效固氮菌株,本研究从山东省花生研究所莱西试验站的5个样点采集新鲜花生根瘤进行根瘤菌分离,对菌株的16SrRNA基因、持家基因(recA、atpD、glnII)序列进行系统发育分析以确定根瘤菌的系统发育地位,同时对共生基因nifH序列进行系统发育分析,并通过温室盆栽接种实验筛选高效共生固氮根瘤菌菌株。从5个采样点共分离到106株花生根瘤菌菌株,通过持家基因recA序列分析选定7株代表菌株。对代表菌株的16SrRNA基因与持家基因MLSA系统发育分析表明,所分离到的菌株分布于Bradyrhizobium的B.liaoningense、B.yuanmingense、Bradyrhizobiumsp.种群。同时,固氮基因nifH的系统发育分析结果表明,固氮基因高度保守,在系统进化树上分别与B.arachidis CCBAU 051107T、B.yuanmingense CCBAU10071T聚为两支。温室盆栽实验表明7株花生根瘤菌代表菌株均能与花生有效结瘤,其中代表菌株YIC61059共生固氮能力最强。结果分析表明,山东省莱西市花生根瘤菌遗传多样性较为丰富,其中B.liaoningense为优势种群。该地区的花生根瘤菌具有较好的结瘤和共生固氮能力,其中代表菌株YIC61059促生效果比较突出,具有良好的应用前景。

安徽地区花生根瘤菌遗传多样性的研究

采用RAPD技术对分离自安徽地区的花生根瘤菌和部分参比菌株进行了遗传多样性和系统发育研究。结果表明来自凤阳和山东青岛地区花生根瘤菌的遗传距离比快生型和慢生型根瘤菌之间的遗传距离更远;安徽地区花生根瘤菌具有复杂的遗传基础,其遗传多样性丰富,其中来自宿州、合肥、贵池三地区的花生根瘤菌归为慢生型根瘤菌;而来自巢湖、宿州、淮北、芜湖地区的花生根瘤菌与快生型苜蓿根瘤菌的遗传地位更为接近,为快生型根瘤菌。

花生品种根瘤菌固氮酶活性的鉴定评价

对花生品种根瘤菌固氮酶活性进行了初步鉴定,并提出鉴定评价标准。鉴定筛选出高固氮酶活性的花生品种粤油55、粤油86和粤油20三份。

酸性土壤上花生高效根瘤菌的分离及应用

【背景】花生(Arachis hypogaea L.)是世界上重要的油料和经济作物。在我国南方产区,大部分花生种植地土壤为酸性。酸性土壤不仅pH值低、瘦瘠,而且还有低磷、铝毒等诸多障碍因素,严重限制了花生的生物固氮及产量。【目的】本文旨在分离及应用适应酸性土壤的高效固氮根瘤菌,提高花生固氮效率及产量,改良酸性土壤。【方法】利用平板划线结合镜检的方法,从田间采集的新鲜花生根瘤中分离纯化单菌落;通过PCR技术检测分离物中是否含有结瘤基因nodA和固氮基因nifH,进行根瘤菌的初步分子鉴定;再通过16S rRNA基因序列比对,对根瘤菌进行进一步分子鉴定。候选根瘤菌通过水培回接,检测其与花生的共生结瘤及固氮能力;再通过田间试验评价筛选出来的候选根瘤菌在酸性土壤上的应用效果。【结果】本研究首先从不同酸性土壤种植区域的花生根瘤中分离、纯化得到256个分离物;其中10株含有nodA和nifH,初步确定为根瘤菌。经16S rRNA基因全长序列测定,发现8株为慢生型根瘤菌(Bradyrhizobium),2株为根瘤菌属根瘤菌(Rhizobium)。水培回接试验发现,这10株根瘤菌均能够与花生共生、形成有效根瘤,证实是花生根瘤菌。在此基础上,选取4株固氮效率较高的根瘤菌,在酸性土壤上应用。结果表明,4株根瘤菌均能与花生在酸性土壤上形成根瘤,而未接种的花生根部不能形成根瘤。并且接种根瘤菌后显著改善了花生氮营养,提高了花生的生物量和产量。与不接种的对照相比,接种根瘤菌后,花生生物量、产量和氮含量分别提高了27.1%-38.0%、24.7%-104.2%和73.9%-151.3%。【结论】本研究分离鉴定的花生根瘤菌能够高效固氮和适应酸性土壤,具有重要的应用前景。

用电脉冲法将外源质粒DNA导入花生根瘤菌的研究

利用基因电转移仪（GenePulserTM），对快、慢生型花生根瘤菌85－7和147－3的电转化条件进行了系统的研究。结果表明：在对数中期（ABC600为0．6－0．7）收获的细胞在最高场强（12．5kV／cm）和短脉冲时间（2．5－5．0msec）时达到最高转化效率（105转化子／μgDNA）．转化子数随DNA终浓度在一定范围（26．24Pg－1．5μg／ml）内呈线性增加，随即表现出“饱和效应”。增加受体菌细胞浓度，能提高电转化效率；而质粒分子量的增加（11．9－166kb）却使电转化效率降低。来自受体菌自身的同源质粒，因克服了宿主的限制一修饰性，可以极显著地提高电转化效率。电脉冲处理对受体菌自发突变没有影响。

根瘤菌肥对花生主要农艺性状及产量的影响

采用田间小区试验研究了根瘤菌肥对花生主要性状及产量的影响。结果表明：施用花生根瘤菌肥的花生根瘤数、产量和经济效益均高于常规施肥处理；在常规施肥和常规施肥氮肥减半基础上施用根瘤菌肥处理比常规施肥的根瘤数、产量和经济效益分别增加64．08％-261．97％、7．9％-15．2％和2870．7-5083．5元/hm2，其中以常规施肥（N∶P∶K＝17∶11∶14）1125 kg/hm2＋15 kg/hm2固体花生根瘤菌肥穴施增产效果及经济效益最好。