根际优势菌耐药菌株的获得及其15N标记

对两株具有反硝化活性的根际优势细菌进行了耐药性和^１５Ｎ标记;研究了该双标记菌株在土壤中的动态及其活性。结果表明,所用双标记方法是可行的,应用标记菌株可以追踪其在土壤中的消长。结果还表明,标记^1５Ｎ菌株的^１５Ｎ丰度与供试培养基中氮源的^１５Ｎ丰度相近;标记菌株的反硝化活性与出发菌株的相同。     

微生物发酵合成L－缬氨酸－~（15）N

采用含有稳定同位素￣（１５）Ｎ－硫铵为主要氮源的专用发酵培养液配方和相应的工艺条件,在国内首次用微生物直接发酵研制成Ｌ－缬氨酸－￣（１５）Ｎ高丰度精制产品。产品￣（１５）Ｎ丰度９７．６８％,反比原料￣（１５）Ｎ－硫铵丰度下降０．５３％,Ｌ－缬氨酸－￣（１５）Ｎ产酸率最高达４％以上（未校正）。每克￣（１５）Ｎ－硫铵可得到１克以上的Ｌ－缬氨酸－￣（１５）Ｎ（分析值）。提取精制收率平均为８０－９０％（单程）,最高达到９５％以上（二次提取）。实际每克￣（１５）Ｎ－硫铵可得０．６克左右的Ｌ－缬氨酸－￣（１５）Ｎ精制产品。     

稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环研究

本文用Ｎ￣（１５）标记水稻和绿肥研究了稻田土壤－作物－家畜系统中氮的循环。Ｎ￣（１５）标记稻草喂羊,羊体回收饲料稻草Ｎ３１．１６％,羊粪２８．２６％,羊尿５．７２％,总回收６５．１４％,损失３４．８６％。将羊粪尿单施,稻谷回收饲料稻草Ｎ３．１９％,水稻全株回收４．８２％,土壤残留１９．００％,损失１０．１４％。故羊体、水稻及土壤残留共回收饲料稻草Ｎ５４．９８％．将羊粪与尿素配施,则饲料稻草Ｎ的总回收率为５５．８８％。Ｎ￣（１５）标记绿肥喂猪;猪体回收饲料绿肥Ｎ２３．５１％．猪粪２３．８５％,猪尿２８．７６％,总回收率７６．１２％,损失率２３．８８％。将猪粪、尿还田,稻谷回收饲料绿肥Ｎ６．６９％,水稻全株回收１０．０５％,土壤残留１９．１７％,故猪体、水稻和土壤残留共回收饲料绿肥Ｎ５２．７３％,将猪粪与尿素配施,则饲料绿肥Ｎ的总回收率为５２．７５％。     

LuxAB标记的N2106-L在小麦根圈的定植动态

目的研究小麦PGPR（植物根际促生菌）菌株的个体生态学及其在小麦根圈的定植动态。方法采用三亲本杂交法将发光酶基因luxAB转人具有固氮能力的小麦根际促生菌Azotobacter N2106菌株中,获得标记菌株N2106-L,将标记菌株接种到灭菌和非灭菌的黄褐土、红壤和黄潮土中研究其存活状况,采用根盒试验追踪标记菌株在小麦根圈的定植动态。结果标记菌株N2106-L具有发光活性和对km、str、tet三种抗生素的抗性,且具有较好的遗传稳定性。N2106-L在灭菌土壤中的数量稍高于非灭菌土壤;在3种土壤中的数量依次为：黄褐土〉黄潮土〉红壤。N2106-L在小麦根表定植密度大于根际定植密度;在小麦根际,小麦播种10d时标记菌株在0-2cm深度根际土壤定植达到最大值（2．17±0．25）×10^6CFU／g土,20d时在2-4cm深度的根际土壤中达到最高定植水平（3．92±0．47）×10^5CFU／g土;在小麦根表,标记菌株在小麦播种10d时在所有深度的根段均达到最高定植水平,0-2cm根段定植密度为（3．60±0．60）×10^6CFU／g鲜根,12cm以下根段达到（2．78±0．56）×10^4CFU／g鲜根。结论标记菌株随着根的伸长不断向根尖方向扩散,且较为稳定地在小麦根圈定植,研究结果为小麦PGPR菌株的应用提供了可靠实验数据。     

农田和森林土壤中氧化亚氮的产生与还原

采用土壤淤浆方法对丹麦农田和山毛榉森林土壤反硝化过程中Ｎ２Ｏ的产生与还原进行了研究。同时考察了硝酸根和铵离子对反硝化作用的影响。结果表明,森林土壤反硝化活性大于农田土壤,但农田土壤中Ｎ２Ｏ还原活性大于森林土壤,表现在农田和森林土壤中Ｎ２Ｏ／Ｎ２的产生比率分别为０．１１和３．６５。硝酸根和铵离子能促进两种土壤中的Ｎ２Ｏ产生,但可降低农田土壤中的Ｎ２Ｏ还原速率,与农田土壤相比,硝酸根可降低森林土壤Ｎ２     

^15N标记蛋白GAL4（62）的2D NMR实验

利用自编的脉冲程序,采用预饱和和自旋锁定对水峰进行双重抑制的方法,得到了＾１５Ｎ标记蛋白ＧＡＬ４（６２）的２Ｄ＾１Ｈ－＾１５ＮＨＳＱＣ、ＨＳＱＣ－ＮＯＥＳＹ、ＨＳＱＣ－ＴＯＣＳＹ谱,并对这几个谱在蛋白质＾１Ｈ谱的归属中所到的作用作了讨论。     

不同林龄杉木人工林土壤硝化和反硝化作用

对不同林龄杉木人工林(5、8、21、27和40年生)土壤硝化与反硝化过程及功能微生物丰度进行研究。结果表明: 土壤净硝化速率随林龄的增加波动变化,8、27年生杉木人工林土壤净硝化速率显著低于5、21和40年生。27年生杉木人工林土壤氨氧化古菌(AOA) amoA基因丰度显著低于40年生,其他林龄AOA amoA基因丰度之间无显著差异。不同林龄杉木人工林的氨氧化细菌(AOB) amoA基因丰度、反硝化功能基因丰度以及反硝化潜势均无显著差异。逐步回归分析表明,土壤氨氧化微生物AOA amoA基因丰度受土壤理化性质的影响不显著,土壤总碳和土壤pH是影响AOB丰度的重要因子。反硝化功能基因narG、nirK及nosZ随土壤pH的增加而增加,编码亚硝酸盐还原酶(NIR)的功能基因(nirK、nirS)受土壤总碳的影响。林龄可通过影响AOA amoA基因丰度影响土壤净硝化速率。林龄直接作用于反硝化潜势,或间接影响土壤微生物生物量碳、土壤pH及反硝化功能基因丰度(narG和nirK),进而影响反硝化潜势。相较于反硝化过程,土壤硝化作用及AOA amoA基因丰度对杉木林分发育更加敏感,可适当延长轮伐期以降低土壤硝化作用造成的氮流失风险。     

施氮对水稻土N2O释放及反硝化功能基因(narG/nosZ)丰度的影响

以紫潮泥和红黄泥两种不同质地的水稻土壤作为研究对象,通过室内培养试验,分析施用硝态氮肥对N2O释放和反硝化基因(narG/nosZ)丰度的影响,并探讨反硝化基因丰度与N2O释放之间的关系。结果表明,施用硝态氮显著增加两种水稻土的N2O释放量。在72h培养过程中,施氮改变了紫潮泥反硝化基因(narG/nosZ)的丰度,但并未明显影响红黄泥反硝化基因(narG/nosZ)丰度。通过双变量相关分析发现,除了紫潮泥narG基因外,其它的反硝化基因丰度和N2O释放之间并没有显著相关性。     

不同覆盖材料对夏秋苹果根区土壤硝酸盐代谢的影响

以3年生新红星苹果树为试验材料,在春季将稻草苫、农用地毯、透明塑料膜和园艺地布覆盖地表,于夏秋季调查根区土壤硝化-反硝化作用、硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶(NiR)活性以及铵态氮、硝态氮、亚硝态氮含量和植株生长的变化.结果表明: 4种覆盖处理均降低了夏季土壤硝化强度和夏秋之交的土壤NiR活性,提高了秋季土壤铵态氮含量以及夏秋之交的土壤反硝化强度、NR活性和铵态氮含量,降低了夏秋季土壤硝化强度、反硝化强度和NR活性的变异系数;稻草苫提高了夏季和秋季土壤反硝化强度与硝态氮含量,降低了夏季土壤NR和NiR活性;在4种处理中,稻草苫覆盖的土壤硝化与反硝化强度及NR活性在整个夏秋季的变异系数最低;农用地毯降低了夏季土壤反硝化强度,提高了夏季土壤NR和NiR活性、夏秋之交土壤硝态氮含量和秋季土壤反硝化强度;透明塑料膜降低了夏季土壤硝态氮含量,提高了夏季土壤亚硝态氮含量、夏秋之交土壤硝态氮含量以及秋季土壤硝化强度和NiR活性;园艺地布提高了夏季土壤反硝化强度、夏秋之交和秋季土壤的硝化强度以及秋季土壤硝态氮含量.4种覆盖处理均促进了植株生长,其中稻草苫和园艺地布促进新梢和干径增粗的效果更显著;4种覆盖处理对夏秋季土壤硝酸盐代谢的影响不同,但对土壤硝酸盐代谢与转化都具有稳定作用,其中稻草苫的稳定效果最好.     

氮离子注入对棉花花粉形态和生活力及育性的影响

本文分析了氮离子注入棉花花粉对其形态,生活力和育性的影响。结果表明：氮离子束对花粉壁有明显的刻蚀作用,并能促进花粉粒间的融合。离子注入导致花粉管生长受抑制;过氧化物酶同工酶活性增强,酶带数目增加;萌发率、花粉管穿过花柱到达胚珠率、结籽率和成铃率均较对照显著降低。离子注入剂量与花粉损伤程度的大小呈正相关。经２０×１０￣（１５）Ｎ￣＋／ｃｍ￣２剂量处理的花粉,其萌发率降为对照的５２．３％;花粉管长度仅为对照的１７．１％;而且未获得成熟的种子。文中建议棉花花粉离子束诱变的剂量范围以５×１０￣（１５）Ｎ￣＋／ｃｍ￣２－１０×１０￣（１５）Ｎ￣＋／ｃｍ￣２为宜,并且讨论了离子注入技术在植物外源基因导入和细胞融合等方面的应用。     

以转座子Tn5作弗氏中华根瘤菌的可识别生态学标记的研究──Tn5的水平转移及其对R．fredii Tn5突变株运动的影响

将一株弗氏中华根瘤菌（Ｒ．ｆｒｅｄｉｉ）ＱＢ１１３０的Ｔｎ５插入突变株ＯＮ－２用于生态学研究,以评估Ｔｎ５在自然环境中的水平转移以及各种水势下Ｔｎ５对突变株ＯＮ－２在土壤中运动的影响．试验表明,在自然潮湿的土壤中,Ｔｎ５本身的水平转移频率很低,且与Ｔｎ５插入相关的突变株卡那霉素抗性表型标记在非选择性平板上连续传４０代后仍然稳定．突变株ＯＮ－２与相对应的野生型菌株ＱＢ１１３０在各种相同水势的土壤中的运动无明显差异（Ｐ＝０．０１）,表明Ｔｎ５的插入不影响突变株的运动．因此,Ｔｎ５可作为研究Ｒ．ｆｒｅｄｉｉ基因工程菌大回应用的一个稳定有效的生态学标记．     

耐碱反硝化菌株的分离鉴定与功能检测

【目的】分离获得耐碱反硝化菌株,确定其反硝化活性和耐碱能力。【方法】分离、纯化,获得耐碱反硝化菌株;通过形态观察、生理生化试验和16S rRNA基因测序分析,确定菌株分类地位;试验起始硝酸盐浓度和起始pH对分离菌株反硝化活性的影响。【结果】从实验室稳定运行的高效反硝化反应器中分离获得耐碱反硝化菌株R9,经鉴定归于Diaphorobater nitroreducens;菌株R9能够以甲醇为电子供体、硝酸盐为电子受体进行异养生长,当起始硝氮浓度为50 mg/L、起始pH为9.0时,288 h内硝氮去除率达93.25%;高浓度硝氮可抑制其反硝化活性,半抑制常数Ki为202.73 mg N/L;菌株R9的耐碱性良好,起始pH为11.0时的硝氮去除率是pH为9.0时的86%。【结论】菌株R9归于Diaphorobater nitroreducens,最适生长pH为9.0左右,是一株耐碱反硝化菌。     

luxAB基因标记的K2116L菌株在棉花根际中的定殖

采用三亲本杂交法将发光酶luxAB基因转移进棉花根际促生菌芽胞杆菌K2116菌株中,获得标记菌株K2116L.标记菌株连续传代15次均未发生质粒丢失现象,表明标记菌株具有较好的遗传稳定性;K2116L菌株的生长及其释钾能力未受到标记质粒的影响.K2116L菌株在灭菌和非灭菌的黄褐土、黄潮土和红壤3种土壤中均能长期存活;在灭菌土壤中的数量稍高于非灭菌土壤;在3种土壤中的数量依次为:黄褐土＞黄潮土＞红壤;在不同土壤中,K2116L菌株具有与土著菌株进行空间和营养竞争的能力.采用根盒试验追踪标记菌株在棉花根部的定殖动态,棉花播种12d时标记菌株在0～2、2～4 cm深度根际土壤定殖密度达到最大;18 d时在4 cm以下的深度达到最高水平.棉花播种18 d时标记菌株在所有深度的根表均达到最高定殖水平,0～2 cm根段定殖密度为1.76×106cfu·g-1,8cm以下根段达到1.6×105cfu·g-1.补充营养后,根际和根表标记的菌株数量均有明显上升.试验数据显示,随着根的生长标记菌株不断向根尖方向扩散.     

微生物发酵合成L—缬氨酸—15N

采用含有稳定同位素１５Ｎ－硫铵为主要氮源的专用发酵培养液配方和相应的工艺条件,在国内首次微生物直接发酵研制成Ｌ－缬氨酸－１５Ｎ高丰度精制产品。产品１５Ｎ丰度９７．６８％,反比原料１５Ｎ－硫铵丰度下降０．５３％,Ｌ－缬氨酸－１５Ｎ产酸率最高达４％以上（未校正）。每克１５Ｎ－硫可得到１克以上的Ｌ－缬氨酸－１５Ｎ（分析值）提取精制收率平均为８０－９０％（单程）,最高达到９５％以上（二次提取）。实际每克１     

土壤含水量与N2O产生途径研究

土壤含水量变化对Ｎ２Ｏ产生和排放影响的研究表明,不同含水量情况下,Ｎ２Ｏ排放也不相同．特别是用乙炔抑制技术证明了在播种前后,气候干燥而土壤含水量较低的情况下,Ｎ２Ｏ产生主要来自于硝化过程;降雨后,土壤含水量较高时,Ｎ２Ｏ主要是通过反硝化过程产生;而在农田中等含水量情况下,土壤微生物的硝化和反硝化作用产生的Ｎ２Ｏ大约各占一半．指出旱作农田Ｎ２Ｏ产生途径主要取决于土壤水分的控制和调节．     

水分对林地和草地土壤氮初级转化速率的影响

水分含量是与土壤氮转化相关微生物活性的重要影响因素。本研究以黑龙江省北安市的草地和林地土壤为对象,通过室内培养试验,利用¹⁵N同位素标记技术和FLUAZ数值优化模型研究60%和100%田间持水量(WHC)条件下土壤氮初级矿化速率、初级固定速率、初级硝化速率和初级反硝化速率,以探讨土壤氮初级转化速率对水分含量变化的响应,阐明不同水分条件下土壤中氮的产生、消耗、保存机制及其生态环境效应。结果表明: 土壤水分变化不影响草地和林地土壤氮初级矿化速率和铵态氮固定速率,水分含量由60% WHC增加至100% WHC后显著增加了林地土壤的初级硝化速率,但对草地土壤的初级硝化速率没有显著影响。60% WHC条件下草地和林地土壤的初级反硝化速率可以忽略不计,水分含量增加至100% WHC后土壤初级反硝化速率显著提高,且草地土壤的初级反硝化速率显著低于林地土壤。100% WHC条件下林地土壤初级硝化速率与铵态氮固定速率比值(gn/ia)和N₂O排放量均显著高于60% WHC;100% WHC条件下草地土壤的N₂O排放量显著高于60% WHC,但两个水分条件下的gn/ia值无显著差异。表明短期内水分含量的增加可能会增加草地和林地土壤氮转化的负面环境效应,且对林地土壤的影响尤为显著。     

不同土地利用方式土壤氨氧化微生物和反硝化微生物时空分布特征

研究不同土地利用方式下氮循环相关微生物在不同土壤剖面的分布,可为认识和理解土壤氮转化过程提供科学依据。土壤氨氧化微生物和反硝化微生物在调节氮肥利用率、硝态氮淋溶和氧化亚氮(N₂O)排放等方面有着重要作用。以北京郊区农田和林地两种土地利用方式为研究对象,分析土壤氨氧化潜势和亚硝酸盐氧化潜势在0—100 cm土壤剖面上的季节分布(春季和秋季),并通过实时荧光定量PCR方法表征土壤氨氧化和反硝化微生物的时空分布特征。结果表明,农田土壤氨氧化潜势、亚硝酸盐氧化潜势、氨氧化微生物和反硝化微生物丰度均显著高于林地土壤,且随土壤深度增加而显著降低。除氨氧化古菌amoA基因丰度在不同季节间无显著差异外,春季土壤氨氧化细菌(amoA基因)、反硝化微生物nirS、nirK和典型nosZ I基因的丰度均显著高于秋季。土壤有机质、总氮、NH~+₄-N、NO~-₃-N含量与氨氧化微生物和反硝化微生物的功能基因丰度显著相关。综上,不同土地利用方式下土壤氮循环相关微生物的丰度与土壤氮素的可利用性和转化过程紧密相关,研究结果对土壤氮素利用和养分管理提供...     

微生物发酵合成L－缬氨酸－15N

采用含有稳定同位素^１５Ｎ－硫铵为主要氮源的专用发酵培养液配方和相应的工艺条件,在国内首次用微生物直接发酵研制成Ｌ－缬氨酸－^１５Ｎ高丰度精制产品。产品^１５Ｎ丰度９７．６８％,反比原料^１５Ｎ－硫铵丰度下降０．５３％,Ｌ－缬氨酸－^１５Ｎ产酸率最高达４％以上（未校正）。每克^1５Ｎ－硫铵可得到１克以上的Ｌ－缬氨酸－^１５Ｎ（分析值）。提取精制收率平均为８０－９０％（     

生化标记和分子标记在蕈菌研究中的应用现状

本文介绍了目前在蕈菌研究中的酯酶同工酶标记,RAPD标记,RFLP标记,AFLP标记,简单重复序列标记和电泳核型等分子标记和生化标记在蕈菌遗传育种、菌株鉴定、遗传多样性研究、亲缘关系和基因定位等方面的研究、应用现状,包括原理、应用领域及最新研究进展。     

温度和水分变化对冻土区泥炭地土壤氮循环功能基因丰度的影响

以大兴安岭多年冻土区泥炭地为研究对象,通过室内模拟增温实验,研究温度升高对不同深度（0-150 cm）土壤氮循环功能基因丰度的影响。同时针对0-20 cm和20-40 cm土壤设置两个水分处理,分别为土壤原始含水量和淹水状态,研究水分变化对表层土壤氮循环功能基因丰度的影响。结果表明温度升高显著提高了活动层（0-60 cm）、过渡层（60-80 cm）、永冻层（80-100 cm）中nifH、nirK基因丰度,温度升高显著提高了活动层（0-40 cm）和过渡层（60-80 cm）中nirS基因丰度。温度升高显著提高了过渡层（60-80 cm）NH₄⁺-N和较深永冻层（140-150 cm）NO₃^--N的含量,但降低了过渡层（60-80 cm）NO₃^--N和较深永冻层（120-150 cm）NH₄⁺-N的含量,相关性分析表明,NH₄⁺-N含量与nifH和nirS基因丰度呈显著正相关,NO₃^--N含量与nirK基因丰度呈显著正相关,说明温度升高能够通过改变微生物丰度促进过渡层固氮作用和反硝化作用。在增温条件下,淹水处理使表层土壤nirS和nirK基因丰度及NH₄⁺-N含量降低,但提高了NO₃^--N含量,说明淹水造成了过度还原的条件使反硝化底物浓度降低,降低反硝化微生物活性进而抑制了土壤反硝化作用。该结果对于明确未来气候变化影响下冻土区泥炭地土壤氮循环过程具有重要意义。