岑溪药用野生稻高效内生固氮菌分离及促生特性

【目的】以广西岑溪市野生稻保护区的药用野生稻为材料,分离纯化内生细菌,筛选固氮酶活性较高和对作物促生效果较好的菌株。【方法】利用乙炔还原法检测固氮酶活性,采用SDS-PAGE全细胞蛋白电泳和IS-PCR指纹图谱技术对分离到的固氮菌进行聚类。利用16S rRNA基因和nifH基因确定其系统发育地位。采用钼锑抗比色法、Salkowski比色法和CAS检测法分别测定菌株溶磷性、生长素的分泌能力和产铁载体能力。通过平板和盆栽试验检测其对水稻的促生作用。【结果】共分离得到35株内生固氮菌,分为6个类群。其中CX24固氮酶活性最高,经鉴定属于Klebsiella variicola,其固氮酶活性为298.64 μmol/(L·h),为参比模式菌株DSM15968的9倍。另外该菌株还具有较高的溶磷性、分泌生长素和产铁载体能力,能够有效地促进水稻的萌发和生长。【结论】菌株CX24属于Klebsiella variicola,是一株高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

巨菌草不同生长时期的内生固氮菌群组成分析

【背景】禾本科植物中存在着丰富的内生固氮菌资源,可为植物的生长、营养利用、增强抗逆性等起到重要的促进作用。【目的】揭示巨菌草不同生长时期根、茎、叶内生固氮细菌的组成及其变化。【方法】采用高通量测序技术对不同生长时期的巨菌草根、茎、叶内生固氮菌群进行群落分析。【结果】不同生长时期巨菌草根、茎、叶的15个样本分别得到4-6万条有效序列,主要分布在360 bp左右。根部巨菌草内生固氮菌群在成熟期最高,茎部和叶部均为拔节期最高,同一生长时期则为根叶茎,变化趋势与巨菌草植物样本的固氮酶活性变化趋势一致,其主要的菌群门类为变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻菌门(Cyanobacteria),主要核心属为克雷伯氏菌属(Klebsiella)、草螺菌属(Herbaspirillum)和慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)。整体上看,根、叶部来源的各自微生物菌群组成较为接近,茎部来源的菌群与根部、叶部有交叉,成熟期根部的联合固氮菌群种类和丰度最高。典范对应分析表明各来源样本固氮菌群的组成主要受环境温度影响,其次为湿度和pH。【结论】不同生长时期巨菌草根、茎、叶固氮菌群的组成及丰度存在着较大的差异,本研究可为巨菌草内生固氮菌群资源的开发和利用以及种质资源库的建立提供基础依据。     

藤县药用野生稻内生固氮菌分离鉴定及系统发育分析

从广西梧州市藤县药用野生稻中筛选内生固氮菌,为微生物肥料生产收集菌种资源。采用3种无氮培养基经平板划线法筛选内生固氮菌;通过乙炔还原法测定其固氮酶活性;利用IS-PCR(Insertion sequence-based PCR)指纹图谱和全细胞蛋白电泳图谱对获得的内生固氮菌进行聚类分析;根据16S r RNA基因序列分析确定其进化关系;使用分光光度计比色法检测其产生长素能力、产铁载体能力、溶磷能力和ACC脱氨酶活性。结果显示,从野生稻中筛选获得34株内生固氮菌分为5个类群,类群I和II各有8株,类群III、IV、V分别有2株、5株和11株,其固氮酶活性介于5.0和1 036.7 nmol/(m L·h)之间。类群I代表菌株HU33与无乳固氮螺菌(Azospirillum amazonense ATCC 35119T)相似性为97.13%;类群II代表菌株HU31与变栖克雷伯氏菌(Klebsiella variicola DSM 15968T)相似性为99.71%;类群III代表菌株HU17与蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii ATCC 700476T)相似性为99.86%;类群IV代表菌株HU13与黄黄色杆菌(Xanthobacter flavus ATCC 35867T)相似性为100%;类群V代表菌株CM05与越南伯克霍尔德菌(Burkholderia vietnamiensis LMG 10929T)相似性为99.86%。药用野生稻内生固氮菌资源具有遗传多样性;有些菌株有较强的产生长素、产铁载体、ACC脱氨酶活性和溶磷能力,在农业生产上具有一定的应用潜力;类群I可能是一个新类群。     

甘蔗器官固氮酶活性及其对接种固氮菌的响应

以巴西固氮甘蔗品种B1、B8和广西主栽甘蔗品种ROC22和ROC16为材料,通过桶栽砂培方法,研究不同品种甘蔗及接种固氮菌R16SH后不同生育期和不同器官(根、茎、叶片、叶鞘)的固氮酶活性.结果显示,4个品种甘蔗及接菌后各器官的固氮酶活性均在伸长初期或伸长盛期达到高峰,且以根和茎较高,叶、叶鞘次之;B1、B8根的接菌效果最佳,其固氮酶活性分别比对照增加13.22%和12.42%,而B1和ROC16茎的固氮酶活性分别比对照提高12.19%和12.02%,叶片提高了8%~9%,叶鞘的固氮酶活性变化最小;4个品种甘蔗固氮酶活性表现为B8>B1>ROC22>ROC16,且品种B8与ROC22和ROC16存在显著或极显著差异;相对于品种ROC22和ROC16,固氮菌R16SH对B1与B8的株高以及B1的茎径有更好的生长诱导效应,且在伸长期表现最明显.研究表明,甘蔗的固氮酶活性在品种、器官及生育期间均存在明显差异,接种固氮菌能不同程度提高各品种器官的固氮酶活性,且各品种根、茎以及B1和B8的叶片固氮酶活性显著或极显著差异增加;巴西固氮甘蔗品种表现出比广西主栽甘蔗品种更强的固氮酶活性,且对接种固氮菌反应更敏感.     

禾本科植物联合固氮研究及其应用现状展望

综述了近年来从禾本科植物体内和根际发现的内生固氮菌和根际固氮菌的种类、特征及对宿主的促生机理,以及固氮菌接种剂在农业生产中的应用现状和存在的问题,指出影响联合固氮菌接种效果的主要因素有土著微生物的竞争;植物基因型差异和环境条件的变化,如结合态氮(氨、亚硝酸盐、硝酸盐等)对固氮酶的合成阻遏和较高的氧分压对联合固氮菌的固氮效率影响．提出了发掘和利用禾本科植物的生物固氮潜力的努力方向：从自然界分离筛选获得广谱高效固氮菌株;应用基因工程构建耐铵、泌铵型联合固氮菌;诱导禾本科植物形成固氮根瘤;充分发挥植物内生固氮菌的优势．     

攀枝花地区烤烟可培养内生固氮菌的多样性

【目的】认识烤烟(Flue-cured tobaccos)内生固氮菌多样性,挖掘内生固氮菌资源,丰富内生固氮菌基因库。【方法】运用纯培养法、重复因子扩增(BOX-PCR)分析技术、16S r RNA基因测序和系统发育分析对内生固氮菌多样性和系统发育进行研究,并测定分离菌株的固氮酶活性、溶磷溶钾特性、吲哚乙酸(IAA)含量等指标。【结果】通过Ashby培养基共分离得到62株固氮菌。基于BOX-PCR图谱选取16株代表菌株进行16S r RNA基因序列测定。16S r RNA基因序列系统发育分析显示,62株菌株分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、泛菌属(Pantoea)、短小杆菌属(Curtobacterium)等3个属,其中芽孢杆菌属(Bacillus)为优势菌属。62株菌株中有20株菌株(占总分离菌株的32.3%)具有固氮酶活性,8株菌株(占总分离菌株的12.9%)能产IAA,有4株(占总分离菌株的6.5%)表现溶磷活性,有3株(占总分离菌株的4.8%)表现溶钾活性。【结论】攀枝花烤烟有较为丰富的内生固氮菌,具有潜在应用价值。     

水稻内生固氮菌Herbaspirillum seropedicae DX35的筛选及其促生特性

摘要:【目的】筛选水稻高效内生固氮菌,并对其促生特性进行分析。【方法】从湖南祁阳中国农业科学院红壤实验站具30年长期稻-稻-绿肥轮作定位试验田中采集水稻根并分离内生细菌,通过乙炔还原法测定其固氮酶活性,筛选出固氮活性较高的菌株,运用16S rRNA基因、nifH基因以及脂肪酸分析确定其发育地位。同时采用Salkowski比色法测定其生长素的分泌能力,CAS蓝色平板检测法测定产铁载体能力,溶磷圈法测定溶磷性,对其促生特性进行分析。【结果】共分离获得48株内生菌,其中DX35固氮酶活性最高,经鉴定属于Herbaspirillum seropedicae,其固氮酶活性为181.21 nmol C2H4/(mg protein·h),约是参比菌株Azotobacter chroococcum ACCC10006的10倍。另外该菌株还具有一定的分泌铁载体能力和溶磷特性。【结论】DX35属于H.seropedicae,是一种高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

一株高效甘蔗内生固氮菌NN08200的鉴定及其对甘蔗的促生长作用

【背景】生产上过高的氮肥投入是我国农业可持续发展的重要限制因子之一。利用生物固氮是减少氮肥施用量最为有效的途径,植物内生固氮菌资源的挖掘和利用对我国农业可持续发展具有重要实践意义。【目的】筛选高效甘蔗内生固氮菌,并对其联合固氮效率及促生长功能进行评价。【方法】从广西甘蔗茎基部组织分离筛选到一株内生固氮菌株NN08200,利用乙炔还原法测定固氮酶活性,通过菌落PCR扩增nif H基因确定菌株为固氮菌;通过菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析确定该菌株的分类;采用盆栽接种测定菌株对甘蔗的实际促生长作用,并利用15N同位素稀释法测定其相对固氮效率。【结果】菌株NN08200的固氮酶活性达到2445nmolC2H4/(h·m L),菌株的nif H基因长度为339bp,与甘蔗内生固氮醋酸杆菌Gluconacetobacter diazotrophicus PAL5菌株的nif H相似性达99%;根据菌株培养性状和菌体形态观察、Biolog细菌鉴定系统和16SrRNA基因序列分析结果,菌株NN08200属于泛菌属(Pantoeasp.)细菌;盆栽接种菌株NN08200能显著提高甘蔗幼苗的株高和干重,15N同位素分析结果表明接种该菌株甘蔗植株的根、茎和叶从空气中获得氮素的百分率分别为7.49%、15.02%和10.79%,其联合固氮效率显著优于甘蔗内生固氮模式菌株G. diazotrophicus PAL5,利用后者接种的甘蔗根、茎和叶从空气中获得氮的百分率分别为3.53%、9.44%和4.87%。【结论】菌株Pantoea sp. NN08200是高效甘蔗内生固氮菌,其固氮促生长效果明显高于G. diazotrophicus PAL5菌株,可望研发成为优良固氮微生物肥料生产菌种,并可进一步用于甘蔗联合固氮菌作用机理的相关研究。     

水稻内生固氮菌Herbaspirillum seropedicae DX35的筛选及其促生特性

【目的】筛选水稻高效内生固氮菌,并对其促生特性进行分析。【方法】从湖南祁阳中国农业科学院红壤实验站具30年长期稻-稻-绿肥轮作定位试验田中采集水稻根并分离内生细菌,通过乙炔还原法测定其固氮酶活性,筛选出固氮活性较高的菌株,运用16S rRNA基因、nifH基因以及脂肪酸分析确定其发育地位。同时采用Salkowski比色法测定其生长素的分泌能力,CAS蓝色平板检测法测定产铁载体能力,溶磷圈法测定溶磷性,对其促生特性进行分析。【结果】共分离获得48株内生菌,其中DX35固氮酶活性最高,经鉴定属于Herbaspirillum seropedicae,其固氮酶活性为181.21 nmol C2H4/(mg protein·h),约是参比菌株Azotobacter chroococcum ACCC10006的10倍。另外该菌株还具有一定的分泌铁载体能力和溶磷特性。【结论】DX35属于H.seropedicae,是一种高效内生固氮菌,具有很好的生产应用前景。     

植物内生固氮菌及其固氮机理研究进展

氮素是植物生长必不可少的元素,植物内生固氮菌不仅能够在植物体内产生氮素以供植物利用,而且在自然界氮素循环过程中发挥积极作用,对农业可持续发展具有重要意义。近年来,植物内生固氮菌逐渐成为研究热点。由植物内生固氮菌的发现、作物共生、侵入途径、固氮机理、促生作用机制等方面系统地综述了植物内生固氮菌的研究进展,探讨了植物内生固氮菌新的研究思路以及一些尚未解决的问题,以期为植物内生固氮菌及生物固氮研究提供参考。     

糖蜜草(Melinis minutiflora Beauv.)内生固氮菌分离鉴定

糖蜜草（Melinis minutiflora Beauv．）是热带地区的一种优良牧草。采用选择性培养基在厌氧和好氧两种培养条件下,从糖蜜草根、茎中都可分离得到具有较强固氮酶活性的菌株。通过SDS-PAGE全细胞蛋白电泳技术快速聚类分析表明,来源于糖蜜草中的菌株为同一类群。16S rDNA序列分析和总DNA的G＋c％含量进一步确定糖蜜草中所分离的菌株属于固氮螺菌属（Azospirillum）,与产脂固氮螺菌（Azospirillum lipoferum）亲缘关系较近。BIOLOG板测定结果显示,糖蜜草菌株TMCY243对多种碳源具有很强的适应性,与产脂固氮螺菌（A．lipoferum）的模式菌株DSM 1691存在着较大的差异。以上结果表明,糖蜜草内生固氮菌为固氮螺菌属的一个新类群。     

垃圾填埋场渗滤液尾水灌溉下百慕大草抗氧化系统的反应

通过盆栽试验,研究了渗滤液尾水灌溉下百慕大草的膜脂过氧化及酶促、非酶促抗氧化系统的反应.结果表明,低稀释比的渗滤液尾水(<25%)灌溉下,随着稀释比增大,百慕大草叶绿素a/b提高,丙二醛(MDA)、H₂O₂含量及膜透性降低,膜脂过氧化水平较轻;但中、高稀释比(>25%)下,随稀释比的增大则显示出一定的负效应,表现为叶绿素a/b降低,MDA、H₂O₂含量及膜透性提高,从而导致膜脂过氧化水平提高.非酶抗氧化剂抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、类胡萝卜素(Car)含量的变化趋势相同,即低稀释比下含量升高,中高稀释比胁迫下明显降低.抗氧化酶中,超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性变化同抗氧化剂变化趋势相似,但POD对胁迫的反应更敏感;而过氧化氢酶(CAT)活性变化趋势则先减弱后增强;MDA含量和抗氧化剂含量、抗氧化酶SOD、POD活性间的显著负相关,表明3种抗氧化剂和SOD、POD在防止百慕大草膜脂过氧化上可能起到更重要的作用.     

三种荒漠灌木根际可培养固氮细菌类群及其固氮和产铁载体能力

【目的】揭示西鄂尔多斯荒漠孑遗灌木四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、白刺(Nitraria tangutorum)根际可培养固氮细菌类群,分析固氮酶活性和产铁载体能力,以期为认识和利用荒漠植物根际促生细菌提供依据。【方法】以Ashby无氮培养基、采用涂布划线法分离纯化根际固氮细菌;基于16S r RNA基因分析类群组成;以乙炔还原方法测定固氮酶活性;以铬天青S蓝色平板定性筛选产铁载体菌株,以分光光度计法定量产铁载体能力。【结果】共分离出固氮细菌22株,分别属于3个门与9个属,其中变形菌门(Proteobacteria,82%)为绝对优势门,假单胞菌属(Pseudomonas,27.27%)为优势属;Rhizobium和Bacillus分别是沙冬青和四合木的独有属,而白刺独有属有Enterobacter、Stenotrophomonas和Paenibacillus;10株在无氮培养基上生长迅速,它们的固氮酶活性在871.71-3 383.09 nmol C2H4/(H·Culture)之间,并且其中有7株具有产铁载体能力,其产铁载体的As/Ar值范围为0.35-0.79。【结论】鄂尔多斯荒漠珍稀孑遗灌木植物根际固氮细菌类群多样,植物间差异明显,包含多种高固氮酶活性和产铁载体能力的固氮细菌,可作为植物生长促进根际细菌的重要来源。     

不同基质中4种电网塔基地被植物种子发芽与幼苗生长研究

以宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)、百喜草(P. notatum)、狗牙根(Cynodon dactylon)和猪屎豆(Crotalaria pallida) 4种植物种子为材料,研究其在沙土、园土、红壤、建筑废弃土、碎石块等基质中萌发和幼苗生长情况,筛选4种植物最适栽培基质,以期为电网基塔下及四周裸露地面复绿提供指导。结果表明,沙土适于宽叶雀稗、百喜草、狗牙根种子发芽;猪屎豆在5种基质中均不发芽。宽叶雀稗适于红壤生长;百喜草、狗牙根适于园土生长;宽叶雀稗为沙土、建筑废弃土和碎石块上最适合栽种的植物。通过灰色关联度分析,3种植物苗期生长的综合排序为δ宽叶雀稗(0.553) > δ狗牙根(0.522) > δ百喜草(0.436),故在5种基质中,宽叶雀稗幼苗生长综合表现最佳。     

Flavonoids and Growth Hormones Influence Endophytic Colonization and in Planta Nitrogen Fixation by a Diazotrophic Serratia sp. in Rice

Summary Several endophytic diazotrophs were isolated from cultivars of rice and screened for their diazotrophy by nitrogenase assay and amplification of partial nifH gene. Ability of one of the diazotrophic endophytes, Serratia sp. (isolate EDA2 from cultivar ADT36) to colonize the rice seedlings grown in the presence of flavonoids and growth hormones, under gnotobiotic condition was assessed in cultivar ADT36 using a strain marked with transposon-based egfp and Km ^r . The endophytic colonization was monitored through re-isolation from different parts of rice seedlings in LB+Km plates. Addition of the flavonoids quercetin and diadzein to the growth medium increased the extent of endophytic colonization of the conjugant in rice seedlings by colonizing throughout the plant. Population and in planta nitrogenase activity of Serratia in rice seedlings were significantly increased by addition of flavonoids, quercetin and diadzein, whereas growth hormones, IAA and NAA reduced the efficiency of Serratia. The inoculation of Serratia sp. with flavonoids increased the plant biomass and biochemical constituents of rice seedlings under controlled condition.     

两种八角莲内生真菌的生物活性研究

测定云南八角莲Dysosma aurantiocaulis和川八角莲Dysosma veitchii内生真菌的生物活性,为进一步从内生真菌中寻找活性成分提供指导,也为认识内生真菌相互作用提供有益的参考。从两种八角莲中分离出内生真菌187株,用滤纸片法测抗菌活性,用卤虫模型测抗卤虫活性得知大部分菌株发酵液都有活性,高活性菌株主要集中在镰孢霉属Fusarium、青霉属Penicillium、木霉属Trichoderma、丛梗孢属Monilia、毛壳菌属Chaetomium、无孢类群Mycellia sterilia、小齿梗霉属Rhinotrichum、无梗孢属Trichocladium和胶帚霉属Gliocladium。云南八角莲和川八角莲内生真菌是活性成分筛选的重要来源,并且通过活性分析发现:发酵液的活性强于菌丝体;云南八角莲的抗细菌活性菌株多于川八角莲。     

春兰内生真菌的分离及其抑菌活性的初步研究

采用平板分离法从皖西大别山野生兰花的根、茎、叶中分离内生真菌32株,用琼脂块法对获取的菌株进行抑菌活性筛选,其中有4种兰花内生真菌对供试菌株有抑菌作用,占总分离菌株的12.50%,对抑菌活性较强的一株内生真菌进行形态学鉴定,结果表明它属于无孢类群。