微生物育种物理诱变技术ARTP的应用进展

微生物物理诱变育种技术广泛应用于改善微生物菌种特性、提高微生物产品产量与质量,并且在生物燃料和生物修复方面也具有重要的应用价值。本文重点介绍常压室温等离子体(ARTP)物理诱变技术在微生物诱变育种方面的应用,其对具有重要工农业应用价值的产芽孢菌种具有明显的诱变优越性。进一步分析了微生物物理诱变育种技术未来的发展趋势和重要应用前景,为微生物物理诱变育种工作提供借鉴。

阴沟肠杆菌JP6对烟株生长及根际土壤生物学特性的影响

本试验在温室盆栽条件下研究阴沟肠杆菌JP6菌株对烟株生长及植烟土壤养分、酶活和细菌群落多样性的影响。试验设计两个处理:对照组每株施用5 mL培养基,处理组每株施用5 mL JP6液体菌剂。研究结果显示:与对照相比,施用JP6菌株30 d的烟株株高极显著增加23.89%,最大叶表面积显著增加13.63%;施用JP6菌株60 d的烟株株高显著增加8.55%;采收后,JP6处理的茎和叶全氮、全磷含量显著增加;与对照相比,JP6处理的土壤中全氮、速效钾减少7.69%和12.77%;有效磷和有机质含量分别提高3.45%、11.95%;土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、中性磷酸酶、酸性磷酸酶活性分别增加21.15%、39.25%、23.9%、15.2%。Illumina MiSeq高通量测序分析发现,施用JP6菌株影响了土壤细菌群落多样性,施用JP6和对照的烟株根际土壤中细菌种类分别为4297±92和4420±179个OTUs;施用JP6的烟株根际土壤中可比对出的特有细菌有17种,CK特有的细菌有5种;与对照相比,JP6的根际土壤中有11个与解磷相关的菌属相对丰度高于CK,其中固氮菌属(Azotobacter)、微小杆菌属(Exiguobacterium)为JP6组特有。研究表明,阴沟肠杆菌JP6菌株对烟株的生长具有促进作用,同时也能够改变土壤酶活性,引起根际土壤细菌菌群结构的变化,提高解磷/溶磷菌属的相对丰度。对JP6菌株在农业上的实际应用具有指导意义。

小麦赤霉病生物防治研究进展

小麦赤霉病是造成小麦减产的重要病害之一,病原菌产生的镰刀菌毒素严重威胁食品安全。近年来赤霉病的频繁发生和镰刀菌毒素污染超标问题日趋严重,而赤霉病抗性品种缺乏和多菌灵等化学药剂的耐药性致使现今对赤霉病控制乏力。因此,采取包括生物防治在内的赤霉病综合防控策略成为近年来赤霉病防控的研究热点。市场上可应用的生防制剂较少,防治效果不稳定。本文从拮抗菌的筛选、效果评价、拮抗机制与应用策略等方面对当前小麦赤霉病的生物防治策略进行了综述,并针对现有赤霉病生物防治存在的问题提出了相应改进策略。

一株烟草根际溶磷细菌的筛选鉴定及其培养基优化

溶磷微生物可以加速土壤磷素循环,促进植物生长,具有较好的应用前景。本试验以无机磷为唯一磷源的选择性培养基从烟田土壤中筛选具有溶磷功能的细菌,同时分别运用钼锑抗显色法、Salkowski显色法对其溶磷能力、产IAA能力进行检测。通过生理生化特征和16S r RNA测序对溶磷效果较好的菌株JP6进行鉴定。通过模拟试验验证JP6对土壤中有效磷释放的影响;运用单因子试验确定最佳碳源、有机氮源、无机氮源和无机盐,并通过正交试验进行培养基配比优化。结果显示:菌株JP6具有较好的溶磷能力,发酵液中有效磷含量为50.1 mg/L,同时该菌株具有产IAA能力,在R_2A培养基中分泌IAA含量为128.9μg/m L,通过生理生化和16S r RNA序列比对将JP6鉴定为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae),在土壤中具有较好的溶磷作用,最佳培养基配比为在10%黄豆芽基础上1.5%葡萄糖,2%豆粕,0.5%NH_4Cl,0.5%Ca CO_3。

4株根际促生菌对核桃生长及生理特性的影响

采用盆栽试验,研究了4株核桃根际促生菌(PGPR)X12、X65、X95、X128对核桃苗的促生作用。结果表明,各菌株均能促进核桃苗根系生长,提高根系活力及叶片光合特性,其中X95、X128菌株对核桃主要生长指标有明显的促进作用,而X128的促进作用最明显。综合分析,以X128在核桃微生物肥料的生产与研制中具有较大应用潜力。

几株烟草根际促生细菌的挥发性物质对拟南芥根构型的影响

为研究13株植物根际促生细菌(PGPR)产生的挥发性物质(VOCs)对拟南芥的生长促进作用,通过二分格培养法筛选出对拟南芥生长有影响的菌株,采用SPME-GC-MS对植物根际促生细菌产生的VOCs进行鉴定。结果表明,供试的13株植物根际促生细菌产生的VOCs能够不同程度的促进拟南芥的生长、改变拟南芥的根构型。P1、MD8和FGH19菌株产生的挥发性物质对拟南芥的促生作用十分显著,平均拟南芥鲜重达38.78、30.58、23.70 mg/株,分别比对照增加了5.71、4.29、3.10倍。DZQ8菌株处理的拟南芥PRL为8.03 cm,比对照处理增长了0.85倍,TZQ33和TZQ36菌株的处理对拟南芥LRN影响最为明显,LRN分别为37.50和40.50,比对照处理分别增长了1.17和1.35倍,MTQ8、MD8、TZQ33和TZQ36菌株处理的拟南芥LRD分别为6.20、7.07、7.35和7.33 cm-1,比对照处理分别增大了0.55、0.77、0.84和0.83倍。因此,植物根际促生细菌产生的一些挥发性物质可以促进植物的生长、重塑根构型。通过对挥发性物质的分析及验证,首次发现MTQ8产生的1,3-丁二醇对拟南芥植株有很明显的促生作用,且确定1,3-丁二醇可以促进拟南芥的生长、调整根构型。

多粘类芽孢杆菌脂肽类抗生素合成与分泌机制研究进展

多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)是一种常见的植物根际促生细菌,对植物具有直接或间接生防作用,已在控制农业病害、促进作物生长等方面广泛应用。其可抑制植物病原菌,主要通过产生多粘菌素、杀镰刀菌素等脂肽类抗生素发挥作用。关于多粘类芽孢杆菌的脂肽类抗生素合成和分泌等促生相关分子机制的研究具有重要理论和应用价值。本研究综述了多粘类芽孢杆菌的分子遗传操作体系,多粘菌素和杀镰刀菌素合成基因簇的鉴定、表达调控基因的分析和分泌机制,并从脂肽类抗生素合成和分泌机制角度展望其今后的研究趋势。

一种番茄根结线虫人工培养和保存的优化方法

根结线虫病在世界范围内对粮食蔬菜水果产量影响严重,其人工培养具有依赖寄主植物的局限性。从山东省泰安市房村镇的日光温室中采集被根结线虫侵染严重的番茄根系,用机械捣碎-过筛喷淋法从根系样品中分离根结线虫和卵,以牡丹根腐病镰刀菌(Fusarium solani)制作二重培养基,分别接种根结线虫悬液与卵悬液培养。结果显示,接种线虫悬液与卵悬液的平板分别在第三周与第四周线虫密度达到最高峰,培养基中虫口密度分别为2 300头/ml与2 000头/ml。置培养平板于15℃条件下存放,5个月后培养基内仍有可供继代繁殖的活虫体。该优化后的方法脱离了寄主植物束缚,简化了培养过程,具有高效繁殖和长期保存根结线虫的优点。

烟草叶际细胞分裂素产生菌Y-P22的筛选、鉴定及其应用效果

通过形态学特征、生理生化特征和16S r DNA序列分析将Y-P22鉴定为缺陷短波单孢菌(Brevundimonas diminuta)。该菌株是从烟草叶际分离的,具有较强的细胞分裂素产生能力。田间应用效果表明,该菌株能有效促进烟叶开片,提高烟叶的可利用性;感官评吸质量结果表明该菌株可以明显提升烟叶内在质量。

多抗菌剂对植烟土壤细菌群落多样性的影响

本试验运用454焦磷酸高通量测序的方法对施用多抗菌剂的植烟土壤进行细菌群落结构分析。结果发现:植烟土壤中细菌的种类主要集中在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和厚壁菌门(Firmicutes)。施用多抗菌剂与未施用多抗菌剂的样品相比,根际土壤中细菌总纲数减少7.27%,检测到的OTU数目减少12.83%;非根际土中,细菌的总纲数减少4.62%,检测到的OTU数目减少20.31%。可见,施用多抗菌剂可以降低植烟土壤中细菌群落多样性。

苹果园土壤中一株根皮苷降解菌的筛选

为筛选能够有效降解苹果主要自毒物质——根皮苷的降解菌,采用分光光度法选取对根皮苷具有较高降解效果的菌株,并进行盆栽试验以验证其实际生产效果。结果表明,筛选到的菌株6-3属于粘质沙雷菌属,能够有效降解根皮苷,且对平邑甜茶的根系及地上部无明显负面作用,对其生长发育有一定的促进作用。

泰山不同海拔土壤的细菌多样性初步分析

本试验选取位于泰山海拔260(T260)、850(T850)、1 500 m(T1500)处的土壤样本,利用Illumina MiSeq测序平台分析泰山不同海拔土壤的细菌群落特征。结果显示:泰山不同海拔地区的土壤细菌多样性、丰富度和群落结构存在显著差异。细菌的多样性具有随海拔升高而下降的趋势。T260土壤细菌丰富度最高,其次是T1500和T850。不同海拔的细菌群落组成不同,T260的土壤细菌群落结构与T850和T1500的相似度低,T850和T1500的相似度较高。T260的OTU数明显多于T850和T1500,T850和T1500的OTU数较为接近。从门水平分析,3组样本中含量最多的均是放线菌门(Actinobacteria),所占比例分别为41. 5%、48. 4%和50. 3%,随着海拔增高占比逐渐增多。可见,海拔因素与泰山土壤细菌多样性、丰富度和群落结构有显著相关性。

基于变性梯度凝胶电泳的青县苹果再植障碍园与丰产园土壤细菌多样性研究

为了分析比较青县苹果再植障碍园与丰产园的土壤细菌多样性,利用Quantity One软件对变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱进行多样性分析,并对DGGE图谱上的条带切胶测序,以分析群落结构。结果表明,图谱各泳带中的条带数目相差不大,但其亮度有一定差异;DGGE图谱的峰图中,代表丰产园土壤样品的峰具有较大的峰面积;再植障碍园与丰产园土壤中的主要菌群都属于γ变形菌亚门(γ-Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、α变形菌亚门(α-Proteobacteria);仅存在于再植障碍园样品中的细菌属于厚壁菌门(Firmicutes)、γ变形菌亚门(γ-Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)。可见,环渤海湾苹果产区丰产园土壤中的细菌群落与再植障碍园相比拥有较高的丰富度,两种果园有着相似的细菌群落多样性,造成两种果园细菌群落结构差异的细菌具有多样性。