骆驼刺根际细菌的植物促生能力

采用纯培养方法使用5种培养基分析沙漠干旱植物骆驼刺的根际可培养细菌群落,并用盆钵试验验证这些菌株的植物促生能力.共从骆驼刺根际土中分离纯化了120株细菌,根据16S rRNA基因序列划分成32个16S r RNA基因型,分布在Actinobacteria、Firmicutes、Proteobacteria和Bacteroidetes等4个门的17个属内.其中,Actinobacteria占全部分离菌株的77.3%,是骆驼刺根际的优势微生物;该门的Streptomyces和Arthrobacter两个属是分离菌株最多的属.从16个型(55株)的细菌中检测到了固氮酶nif H基因,占全部分离菌株的45.8%、全部型的50%.盆钵试验中,菌株Microbacterium sp.WLJ053、Streptomyces sp.WLJ079、Paenibacillus sp.WLJ097、Sphingomonas sp.WLJ118和Chryseobacterium sp.WLJ119能显著提高玉米的株高、鲜重和干重,具有植株促生能力.使用营养丰富的LB和WS培养基获得的微生物种类和特有微生物数量都更多,含nif H基因和具有植物促生能力的菌株比例更高.本研究说明沙漠植物根际蕴含了大量微生物种质资源,具有较好的开发前景.     

耐盐植物根际促生菌筛选及促生效应研究

开展盐渍化土壤中耐盐植物根际促生菌研究,有助于利用根际促生菌改良盐碱土壤.以前期分离自宁夏银北盐碱区耐盐植物根际土壤的110株细菌为材料,测定了菌株解磷、产IAA、产ACC脱氨酶和铁载体等促生特性,通过高活性菌株的交互作用,筛选出11个互不拮抗的菌株进行了菌种鉴定和复合菌群的构建,并验证了高效菌群C3和C8对植物幼苗的...     

植物根际土壤酶对重金属污染的响应机制研究综述

土壤酶是生态系统物质循环和能量流动过程中最活跃的生物活性物质,其活性是表征土壤质量好坏的一项重要生化指标。相比非根际土壤,根际土壤中的酶除来自微生物外,还可经由植物根部分泌。根际土壤酶活性更能体现整个土壤生态系统的物质循环过程。近年,重金属污染对植物根际土壤酶活性的影响引起了研究人员的广泛关注。在重金属的胁迫下,土壤酶活性会上升或下降,也可能无显著变化。低浓度的重金属能促进酶活性位点与底物的配合,使酶活性得以提升;通过结合酶分子上的基团或占据酶活性位点,重金属也能抑制酶的催化功能,从而降低酶的活性。本文通过大量文献调研,较系统地回顾和总结了根际土壤酶对重金属污染响应的研究现状和最新进展,探讨了重金属作用于根际土壤酶的主要影响途径,并对未来研究中应重点关注的方向进行了展望。     

西藏青稞根际促生细菌研究进展

从根际促生细菌的概念、种类、作用机制出发,结合西藏青稞主产区土壤肥力及施肥情况,总结了青稞根际促生细菌的研究现状,并对根际促生细菌开发的生物菌肥在西藏青稞种植中的应用进行了展望,以期为提高青稞产量、开发针对不同地区的生物菌肥及保护西藏的生态环境提供参考.     

利用果胶培养基分离番茄根际细菌

采用平板稀释和PCR-DGGE相结合的方法,比较了4种培养基(果胶富营养培养基PM,只含果胶一种营养的培养基PA,添加果胶的寡营养培养基YPP以及与YPP营养成分一致但不添加果胶的寡营养培养基YPG)分离番茄根际细菌的能力.结果显示:PA培养基能够分离到42种形态的细菌;YPP培养基可以分离到最高的细菌菌落数,分离获得的种类比PA少;YPP培养基分离获得细菌的种类和菌落数量比YPG培养基要多.聚类分析也显示只有果胶一种营养的PA培养基能分离到最多种类,分离获得的菌群与自然环境中微生物群落最相似.研究结果表明添加番茄根际主要分泌物——果胶到培养基中可以提高培养基分离细菌的能力.     

棘托竹荪连作对根际土壤细菌的影响

棘托竹荪连作导致棘托竹荪产量降低、质量下降.土壤细菌群落结构组成及变化能够反映生态系统的结构和功能,在生态系统物质养分循环中发挥着重要的作用.目前,棘托竹荪连作对土壤细菌群落结构组成及分布的影响尚不清楚.以连续三年棘托竹荪根际土壤为材料,探讨连续种植棘托竹荪对根际土壤细菌的影响,为调控棘托竹荪连作障碍提供理论依据.试验选择连续三年棘托竹荪出菇高峰期的土壤及对应的未种植棘托竹荪的样地,采用"S"形取样法采集土壤样品,对土壤进行理化性质及分子水平上对16S rRNA基因进行HiSeq2500测序研究,利用R语言和SPSS 22.0等软件分析棘托竹荪连作对土壤细菌多样性及群落结构的影响.种植棘托竹荪后,与对照相比,土壤有机碳、全磷、碱解氮等的含量均增加;细菌种群数量和多样性均增加.连作三年后,种植棘托竹荪区域的土壤细菌种群与多样性降低,慢生根瘤菌属,Candidatus_Solibacter和Chthoniobacter的相对丰度随连作年限的增加而逐渐增加;Kaistobacter、假单胞菌属、黄杆菌属、金黄杆菌属等菌群相对丰度则逐年减小.在种植棘托竹荪区域,属水平上的菌落受土壤理化性质影响比较大,特别是pH、有机碳、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾.随连作年限的延长,棘托竹荪根际土壤理化性质、细菌的群落多样性及结构发生显著变化.     

植物-微生物修复石油烃污染土壤与根际微生态环境变化

石油烃作为一类持久性难降解有机污染物对土壤环境质量产生严重的危害。以天津大港油田原油污染土壤中筛选出的耐低温高效石油烃降解菌为靶细胞,以小麦、紫花苜蓿作为供试植物,利用盆栽试验,对植物-外源菌协同修复体系中的脱氢酶活性和土壤微生物多样性进行研究,分析其变化及其与石油烃降解率的关系。结果表明植物-微生物协同修复对石油烃具有较好的降解能力,其中小麦-固定化外源菌组具有最高的降解率,石油烃含量从最初的30 600 mg獉kg-1下降为24 300 mg獉kg-1,降解率为20.6%,并且其试验后期石油烃的降解率最大,远远高于其他时期,表现出良好的修复潜力。外源菌投加的初始阶段会迅速提高脱氢酶活性,然而这种影响随着降解时间延长而逐渐减弱。初期脱氢酶活性与总石油烃的降解存在较好的相关性,脱氢酶活性可以在一定程度上表征土壤石油烃的降解情况。微生物多样性与总石油烃降解也存在一定的相关性。     

太白贝母接种促生菌对根际土壤无机元素的影响

采集接种5种不同微生物促生菌的太白贝母根茎及其土壤,分析太白贝母根茎及其土壤中10种无机元素的含量及变化规律,揭示接种不同促生菌对其产生的影响.结果表明,接种外源有益微生物对太白贝母根际内AM真菌的侵染强度具有调控(促进)作用.不同促生菌处理的样品中,根茎及土壤中均未检出As、Hg元素,其余8种无机元素含量存在显著性差...     

滨海4种盐生植物根际土壤酶活性特征与主要养分的关系

植物可直接或间接地影响土壤酶的活性,根际土壤酶的种类和活性对土壤养分的速效化产生影响,从而影响植物的吸收利用。以滨海盐土和轻度盐化潮土为材料,利用根袋法研究滨海盐生植物对根际与非根际土壤养分含量以及酶活性的影响,为盐生植物在滨海盐渍土壤中的修复利用提供理论依据。结果表明：在两种土壤中,植物根际过氧化氢酶,脲酶和蛋白酶的活性表现出相反的变化,滨海盐土中,根际土3种酶的活性均高于非根际土;而轻度盐化潮土中的根际土3种酶活性均低于非根际土。在两种土壤中,根际土全氮质量分数比非根际土高,但全磷却比非根际土低。根际土速效态养分的变化则与全态养分的变化相反,4种植物的根际土速效氮质量分数均显著低于非根际土。除芦苇外,根际土速效磷质量分数均高于非根际土。滨海盐土中碱性磷酸酶、过氧化氢酶和转化酶和土壤中几种主要养分的相关性最紧密,较好地体现了4种滨海盐生植物根际的养分状况,也说明盐生植物对滨海盐土酶活性有较大的影响。对比4种植物根际土壤中的酶活性,在高盐质量分数的滨海盐土中,盐地碱蓬对根际土壤酶活性的影响最大     

根际促生菌影响植物吸收和转运重金属的研究进展

土壤重金属污染对生态环境和人类健康造成严重危害,使得土壤重金属污染修复成为全球关注的研究热点之一。根际土壤中存在着数量和种类丰富的微生物种群,是根际环境中最重要的生物因素。重金属污染土壤中根际微生物与植物根系以及土壤形成特殊根际微环境,影响植物重金吸收、转运过程。根际促生菌通过产生植物生长激素类物质促进植物生长,改变根际微环境中重金属元素生物有效性,增加修复植物重金属吸收量,强化重金属污染土壤植物修复效率。近年来,根际促生菌强化重金属污染土壤植物修复效率相关研究文献数量迅速增加,最新研究成果表明:根际促生菌通过菌体表面活性基团吸附,诱导植物系统抗性(ISR),激活植物抗氧化酶活性,分泌高亲和性铁载体(Siderophores)增加根际铁供给量,竞争性抑制重金属元素的根系吸收,改变植物重金属的吸收、转运及胞内分布过程,抑制重金属元素向植物地上部分转运,同时增加农作物产量。文章对根际促生菌影响植物重金属吸收﹑转运最新研究进展进行综述,提出根际促生菌原位定殖,重金属元素亚细胞分布和重金属吸收、转运分子调控机制等方面的深入研究,将有助于进一步阐明重金属污染土壤植物根际促生菌-植物相互作用机制。通过根际促生菌调控农作物可食部分重金属的累积量,为实现中低污染农田安全生产与修复研究提供新思路。     

根际环境的调节与重金属污染土壤的修复

根际环境的pH和Eh会产生影响土壤中重金属的化学过程。pH的变化影响到重金属的固定和活化，根际的酸化能够活化大多数重金属，使其毒性增强；反之，则固定大多数重金属，减轻其毒性。Eh的变化可改变重金属的价态和存在形态，使其毒性减弱或增强。根分泌物可从多方面影响金属的毒性和有效性，如改变根际环境的pH值和Eh来改变金属的存在形态和活度；与金属络合或者吸附、包埋金属污染物；通过影响根际微生物特征来改变金属的毒性。根际环境中微生物能改变金属离子存在形态，其代谢产物能对金属离子产生沉淀、螯合等作用。土壤脲酶对重金属污染最敏感，可以用于监测土壤重金属污染。调控根际环境，可以有效地调节土壤中重金属污染物的活度、毒性及其转移，对重金属污染土壤起到修复作用。     

荒漠植物柠条产ACC脱氨酶根际促生菌的筛选及其促生特性研究

为获得荒漠植物柠条(Caragana korshinskii)根际促生菌并阐明其促生特性,为发掘和应用抗逆、促生优良菌种资源提供理论依据,采用定向富集方法,以1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)为唯一氮源从柠条根际土壤中筛选产ACC脱氨酶的菌株,测定菌株的酶活性、产IAA、固氮、解磷和产铁载体等促生特性,通过高效促生菌接种试验进行促生效果验证,结合形态特征和16S rDNA序列分析对菌株进行鉴定。结果表明:从柠条根际分离出产ACC脱氨酶菌株5株,其ACC脱氨酶活性在0.33~2.43 U·mg~(-1)之间。5株菌株全部具有固氮、产IAA和产铁载活性,菌株AC3和AC5同时具有解无机磷能力。经鉴定,菌株AC1~AC4隶属于肠杆菌属Enterobacter,AC5隶属于节杆菌属Arthrobacter。以筛选出的具有高效促生潜能菌株AC3为供试菌株进行接种试验,结果显示接种后柠条幼苗的生物学指标较对照都有显著提高,其株高、根长、叶片数分别增长24.97%、29.21%和37.68%,地上鲜质量和干质量分别增长20.09%和23.08%,地下鲜质量和干质量分别增长39.19%和47.37%,AC3促生效果明显,尤其促进了幼苗地下部分的生长,具有进一步开发为微生物肥料的潜能。该研究结果为丰富荒漠区促生菌资源、促进促生菌的开发和利用奠定了基础。     

土壤多环芳烃污染根际修复研究进展

多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的具有代表性的一类重要持久性有机污染物,具“三致性”、难降解性,在土壤环境中不断积累,严重危害着土壤的生产和生态功能、农产品质量和人类健康。修复土壤多环芳烃污染已成为研究的焦点。根际修复是利用植物-微生物和根际环境降解有机污染物的复合生物修复技术,是目前最具潜力的土壤生物修复技术之一。对国内外学者近年来在土壤多环芳烃污染根际修复的效果、根际修复机理和根际修复的影响因素方面的研究进展作了较系统的综述,并分别分析了单作体系、混作体系、多进程根际修复系统和接种植物生长促进菌根际修复系统对土壤多环芳烃的修复效果。指出根际环境对PAHs的修复主要有3种机制:根系直接吸收和代谢PAHs;植物根系释放酶和分泌物去除PAHs,增加根际微生物数量,提高其活性,强化微生物群体降解PAHs。并讨论了影响根际修复PAHs的环境因素如植物、土壤类型、PAHs理化性质、菌根真菌以及表面活性剂等。植物-表面活性剂结合的根际修复技术、PAHs胁迫下根际的动态调节过程、运用分子生物学技术并结合植物根分泌物的特异性筛选高效修复植物以及植物富集的PAHs代谢产物进行跟踪与风险评价将成为未来研究的主流。     

外生菌根真菌对油松幼苗根际土壤重金属赋存的影响

油松幼苗接种菌根盆栽试验表明,外生菌根真菌对油松根际土壤重金属铜、镉的赋存形态产生显著影响.与普通根际相比,菌根际土壤中交换态铜、镉含量显著下降,而有机结合态含量则显著增加.菌根际土壤重金属形态呈现出由疏松结合态向紧密结合态转化的趋势.接种菌根显著降低根际重金属的生物有效性,缓解重金属对寄主植物的毒害作用.     

不同树龄茶树根际土壤细菌多样性的T-RFLP分析

以不同树龄铁观音茶树根际土壤为研究对象,采用末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)技术分析茶树不同树龄对土壤细菌多样性的影响.结果显示,茶树根际土壤细菌Hae III和Msp I酶切产物的T-RFs片段数量及辛普森指数、香农威纳指数均随着茶树树龄增加呈现下降趋势.相关性分析结果表明,与茶树树龄呈显著或极显著正相关的细菌T-RFs片段9个,共34种细菌,由10个纲组成,按照功能可分成病原菌及与改善土壤质地、抑制病原菌、碳素循环、氮素循环、硫素循环等相关的微生物6大类,其中病原菌占比达58.82%.与茶树树龄呈显著或极显著负相关的细菌T-RFs片段17个,共38种细菌,由12个纲组成,按照功能可分成病原菌及与氮素循环、碳素循环、抑制病原菌、改善土壤质地等相关的细菌共5大类,其中除病原菌外,其余细菌占比达78.95%.综上所述,随着茶树树龄增加,茶树根际土壤细菌多样性及其功能发生了显著的变化,结果可为后期细菌群落互作效应研究提供一定理论基础.     

苯并[a]芘污染土壤的植物根际修复研究初探

研究了黑麦草(Lolium multiflorumL.)对多环芳烃苯并[a]芘污染土壤的修复作用。研究结果表明,土壤中苯并[a]芘的可提取态wB[a]P随着时间延长而逐渐减少,黑麦草加快了土壤中可提取态苯并[a]芘的减少,提高了苯并[a]P在土壤中的降解率,在1、10、50mg·kg-1苯并[a]芘处理下,黑麦草生长土壤中苯并[a]芘的降解率分别达90.3%、87.5%、78.6%;而没有黑麦草生长土壤中苯并[a]芘的降解率则为79.3%、66.4%、55.6%。黑麦草根际增加土壤中微生物碳的含量,从而提高植物对苯并[a]芘的降解率。植物的地上部也可积累少量苯并[a]芘,但植物对苯并[a]芘的吸收不是黑麦草对其修复的主要机制。土壤自身具有修复苯并[a]芘的潜能,种植黑麦草具有强化土壤修复苯并[a]芘污染的作用。     

土壤-植物根际磷的生物有效性研究进展

探讨土壤-植物根际磷素养分状况及利用机理,提高土壤磷的生物有效性,使土壤中潜在的难溶性磷库活化,提高磷肥利用率,对促进农业生产的持续高效发展和陆地生态系统的良性循环具有重大的现实意义。文章从这一角度出发,论述了根际土壤中根际微生物、根际pH值、根系分泌物、菌根、根际土壤磷酸酶等各种因素对提高土壤磷素利用率的机理。     

3种纳米材料对水稻幼苗生理及根际细菌群落结构的影响

随着纳米技术的快速发展,评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要。本研究通过盆栽试验,分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g^-1)的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO₂)、纳米二氧化钛(nTiO₂)和纳米氧化锌(nZnO)对水稻幼苗生理和根际细菌群落结构的影响。研究结果显示,3种纳米材料处理后,水稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加(P<0.05,下同),可溶性蛋白(SP)含量仅在2.00 mg·g^-1nTiO₂和0.50 mg·g^-1 nZnO处理时显著降低;2.00 mg·g^-1nSiO₂处理及1.00 mg·g^-1和2.00 mg·g^-1nZnO处理均可显著降低水稻幼苗的株高(PH)、鲜质量(FW)和干质量(DW),nTiO₂处理则对其没有显著...     

外来植物紫茎泽兰入侵对根际土壤有益功能细菌群、酶活性和肥力的影响

通过对紫茎泽兰不同入侵阶段下的实地采样,分析了外来入侵植物紫茎泽兰对入侵地根际土壤有益微生物菌群和土壤酶活性以及肥力的影响。发现除了全磷、全钾以外,重度入侵土壤的功能菌数量、酶活性、土壤肥力都要显著高于其它土壤区系。根际土中有机磷细菌差异最显著,其重度入侵土中的含量是轻度入侵土中含量的3.0倍,是当地植物土中含量的1.8倍,是空白地区含量的22.2倍。同时,土壤微生物类群、土壤酶活与土壤肥力的相关分析表明,它们之间存在显著相关关系,自生固氮菌与全氮相关性最明显,为0.922。外来植物对入侵地的影响是其入侵力和生态系统可入侵性的重要组成部分,紫茎泽兰入侵提高了土壤功能菌种群和土壤酶活,从而使土壤肥力也发生了相应的变化,这可能促进其养分转化吸收,提高种群竞争力。本文为紫茎泽兰成功入侵的土壤微生物学机制提供理论依据。