假单胞菌与褐藻寡糖协同提高梨果实产量及品质

【目的】筛选梨树根际促生菌及与之具有协同增效作用的生物刺激素,探究其复配对梨果实产量和品质的影响,为开发复合型生物刺激素提供理论依据。【方法】根据菌株溶磷、解钾、固氮等特性,从128株供试梨树根际细菌中筛选对梨苗具有较强促生作用的菌株,同时从褐藻寡糖(AOS)、5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)、γ-氨基丁酸(GABA)中筛选显著促进梨苗生长的生物刺激素,研究其与根际促生菌单用或复配对梨苗生长及梨果产量和品质的影响。【结果】筛选到具有显著促进梨苗生长的假单胞菌属菌株CD1和生物刺激素AOS。与清水对照(CK)、单接CD1和单施AOS相比,CD1与AOS复配可显著促进梨苗生长和侧根发生,梨苗生物量分别提高158.8%、59.0%和46.7%,根系长度分别增加33.7%、23.2%和26.3%。该复配液可显著促进梨果生长和提高产量,其中果实产量分别比CK、CD1和AOS处理提高73.7%、10.0%和14.8%,果实可溶性糖含量分别提高64.2%、29.0%和61.8%,石细胞含量分别比CK和AOS降低63.6%和43.1%,综合品质得到明显改善。与单施相比,复配处理使果实干重提高52.8%,果实氮、磷、钾、钙、镁、铜、锌和硼元素含量均不同程度增加,积累量显著提高。【结论】褐藻寡糖与假单胞菌CD1之间存在协同增效作用,其复配组合可实现梨果产量和品质同步提升。

木霉生物有机肥对梨容器苗生长发育及根际关键微生物的影响

【目的】培育容器大苗是果树高效建园、缩短缓苗期及快速投产进入丰产期的重要途径。开展木霉生物有机肥促进容器大苗生长效应与机制研究,探讨土壤微生物群落组成与根系和地上部生长指标间的关系,为容器大苗的培育提供理论依据与技术支撑。【方法】以两年生早熟砂梨新品种‘苏翠1号’(Pyrus pyrifolia‘Sucui 1’)为试材连续开展两年试验,设置3个处理:80%原土+20%普通商品有机肥(OF,按重量计算,下同);80%原土+15%普通商品有机肥+5%木霉生物有机肥(5%BF);80%原土+5%普通商品有机肥+15%木霉生物有机肥(15%BF),测定梨根系、地上部生长指标,以及根际土壤微生物群落结构。【结果】与OF相比,5%BF和15%BF处理梨苗地径分别增加2.6%和8.8%,花芽数量增幅分别为40.0%和46.7%。与OF和5%BF处理相比,15%BF处理梨树总根尖数分别平均增加40.5%和37.7%,总根长分别平均增加47.3%和51.4%,且细根(直径<2 mm)占比最高。通过Zi-Pi分析(Zi>2.5且Pi<0.62)发现,微生物共现网络中核心微生物为放线菌门与子囊菌门;进一步利用随机森林模型预测关键物种,发现以放线菌门为主,包括链霉菌属(Streptomyces)与放线菌(Actinomarinicola)等具有生防作用的促生菌;线性回归分析结果表明,木霉属丰度与链霉菌属和放线菌两者之间均存在极显著正相关。【结论】施用高比例的木霉生物有机肥(15%BF)能够显著提高‘苏翠1号’梨容器大苗地径及根系发育,达到壮苗促花目的,是一条快速育成大规格苗木的有效途径。15%BF处理下除木霉自身促生作用外,还可能通过富集更多有益细菌如放线菌、链霉菌等微生物发挥协同促生效果。

杜梨响应低钾和盐胁迫基因PbHAK17的克隆及功能分析

【目的】杜梨(Pyrus betulaefolia)是栽培中常用的耐盐胁迫砧木。对前期杜梨转录组数据筛选出的可能同时响应钾胁迫和盐胁迫的钾转运体基因PbHAK17进行生物信息学、时空表达和遗传转化分析,旨在明确PbHAK17响应钾营养吸收转运及耐盐的表达特征及作用机理。【方法】通过克隆PbHAK17基因,分析该蛋白结构以及系统进化关系。通过亚细胞定位和组织表达分析明确该基因的时空表达特征,采用钾缺陷型酵母和转基因拟南芥进行异源功能验证。在缺钾与适钾(0、3 mmol/L K^(+))、正常与盐胁迫(50、200 mmol/L Na^(+))条件下,培养超表达拟南芥株系与野生型拟南芥株系,分析其生长状况、K^(+)和Na^(+)积累量。【结果】PbHAK17基因长度为2370 bp,编码789个氨基酸。亚细胞定位结果表明,PbHAK17蛋白定位于细胞膜上。实时荧光定量PCR结果表明,PbHAK17主要在杜梨根系中表达,缺钾和盐胁迫诱导其表达量显著上调。酵母异源验证结果表明,在低钾条件下PbHAK17酵母转化子回补钾缺陷型酵母生长效果明显,同时在盐胁迫下仍可恢复缺陷型酵母生长。缺钾处理下,超表达PbHAK17拟南芥叶片和根部的K^(+)积累量均高于野生型拟南芥。同一盐浓度处理下,PbHAK17转基因拟南芥比野生型拟南芥莲座叶更大、更密,根系的K^(+)/Na^(+)值显著高于野生型拟南芥。【结论】杜梨钾转运体基因PbHAK17定位于细胞质膜上,缺钾和盐胁迫可以诱导杜梨PbHAK17基因在根部的过表达,提升植物中钾积累量和K^(+)/Na^(+)比例,进而提高杜梨的耐低钾和盐胁迫能力。