微生物学课程论文--根瘤菌与大豆的共生关系
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第1篇一、实验目的1. 了解根瘤菌与豆科植物共生关系的基本原理。
2. 观察根瘤的形成过程,掌握根瘤的结构和功能。
3. 掌握显微镜的使用方法,提高观察和实验技能。
二、实验原理根瘤菌是一种革兰氏阴性菌,能与豆科植物共生,形成根瘤。
在共生过程中,根瘤菌将空气中的氮气还原为氨,为豆科植物提供氮源,而豆科植物则提供根瘤菌所需的有机物。
本实验通过观察根瘤的形成过程,了解根瘤的结构和功能。
三、实验材料1. 豆科植物幼苗(如大豆、花生等)2. 肥料(如氮肥、磷肥、钾肥等)3. 清水4. 玻片、盖玻片、镊子、剪刀、显微镜、载玻片、酒精、盐酸等四、实验步骤1. 选择健康的豆科植物幼苗,去除多余枝叶,用清水冲洗干净。
2. 将幼苗分为两组,一组施用氮肥,另一组不施用氮肥。
3. 将幼苗放入装有清水的培养皿中,置于光照充足、温度适宜的环境中培养。
4. 观察幼苗生长情况,记录根瘤形成的时间。
5. 待根瘤形成后,用剪刀小心剪下带有根瘤的根段。
6. 将根段放入盐酸中浸泡一段时间,以杀死根瘤菌。
7. 将处理后的根段放入酒精中固定。
8. 取出根段,用镊子撕开根瘤,观察其内部结构。
9. 将撕开的根瘤放在载玻片上,滴加适量的水,盖上盖玻片。
10. 将载玻片放在显微镜下观察,记录根瘤的结构和功能。
五、实验结果与分析1. 实验结果显示,施用氮肥的豆科植物幼苗根瘤形成时间比不施用氮肥的幼苗提前。
2. 通过显微镜观察,根瘤内部含有大量的根瘤菌和豆科植物细胞。
根瘤菌细胞呈球状,直径约为1-2微米。
豆科植物细胞呈多边形,细胞质丰富,细胞核明显。
3. 根瘤菌细胞壁较厚,含有大量的蛋白质,能够有效地固定氮气。
豆科植物细胞则通过光合作用合成有机物,为根瘤菌提供营养。
4. 根瘤的形成过程如下:(1)根瘤菌从土壤中侵入豆科植物根尖细胞;(2)根瘤菌在根尖细胞内大量繁殖,形成根瘤;(3)根瘤菌将空气中的氮气还原为氨,为豆科植物提供氮源;(4)豆科植物通过光合作用合成有机物,为根瘤菌提供营养。
根瘤菌菌剂在有机农业中的应用案例分析摘要:有机农业作为一种环保、可持续的农业生产方式,受到越来越多农民和消费者的青睐。
根瘤菌菌剂作为一种有机农业中的生物农药,广泛应用于农作物的生长与发育过程中,能够帮助提高农作物的产量和品质。
本文通过分析多个根瘤菌菌剂在不同农作物上的应用案例,探讨其在有机农业中的作用及影响。
第一部分:根瘤菌菌剂的简介根瘤菌(Rhizobium)是土壤中一种共生菌,与豆科植物建立共生关系,并能形成瘤,通过瘤与植物根部进行物质交换,为植物提供固氮子。
根瘤菌菌剂则是采用根瘤菌培养液经过杀菌处理和干燥制成的一种生物农药,通常以悬浮剂或粉末的形式供应。
根瘤菌菌剂广泛应用于有机农业中,能够促进植物生长,提高植物根系的吸收能力,并具有抗逆性能。
第二部分:根瘤菌菌剂在大豆种植中的应用案例分析根瘤菌菌剂在大豆种植中的应用案例具有重要的参考价值。
通过在一片有机大豆田中施用根瘤菌菌剂,并与常规农药进行对比观察,发现使用根瘤菌菌剂的大豆植株根系更发达、瘤结更多,植株生长情况更好。
同时,根瘤菌菌剂能够促进大豆根系中的固氮子数量增加,提高了大豆的产量。
此外,根瘤菌菌剂在抗逆性方面也展现出优势,在干旱和盐碱环境下,与对照组相比,使用根瘤菌菌剂的大豆植株受到的伤害程度更小,生长更为健壮。
第三部分:根瘤菌菌剂在蔬菜种植中的应用案例分析根瘤菌菌剂在蔬菜种植中的应用也取得了显著效果。
在一块有机蔬菜地区,研究人员进行了甘蓝和黄瓜两种作物的试验。
结果显示,使用根瘤菌菌剂的甘蓝和黄瓜植株相较于对照组具有更好的生长状态和较高的产量。
根瘤菌菌剂促进了植物根系的发育,提高了营养吸收能力,从而增加了植物的生长速度和产量。
此外,根瘤菌菌剂还通过增强植物对病害的抵抗能力,减少了植物患病率,提高了蔬菜的质量和市场竞争力。
第四部分:根瘤菌菌剂在水稻种植中的应用案例分析根瘤菌菌剂不仅在豆类和蔬菜类作物上有良好的应用效果,在水稻种植中也显示出潜力。
微生物与植物共生关系微生物与植物之间的共生关系是一种互利共生的相互作用,微生物可以为植物提供营养物质和保护,而植物则为微生物提供生存环境。
这种共生关系有助于提高植物的生长和适应环境的能力,并对生态系统的稳定性起到重要作用。
一、根瘤菌与豆科植物根瘤菌与豆科植物之间形成的共生关系是一个典型的例子。
根瘤菌通过侵入植物根系中的根瘤细胞,并形成块状结构,这种结构称为根瘤。
根瘤菌在根瘤内与植物共生,从而使植物能够吸收大气中的氮气,并将其转化为可供植物利用的氨态氮,促进植物生长。
而植物则为根瘤菌提供所需的能量和营养物质。
二、蓝绿藻与蕨类植物蓝绿藻与蕨类植物之间的共生关系也是一种重要的共生关系。
蓝绿藻寄生在蕨类植物的叶片表面或体内。
蓝绿藻通过光合作用产生的氧气为蕨类植物提供养分,并帮助它们进行光合作用。
而蕨类植物则为蓝绿藻提供所需的养分和生存的环境,形成一种共生共赢的关系。
三、菌根与绝大多数植物菌根是一种由真菌和植物根系组成的结构,真菌寄生在植物的根系中。
植物通过菌根与真菌共生可以提高吸收土壤中的养分的能力,包括无机盐和有机物质。
同时,真菌通过菌丝网络可以帮助植物吸收水分,并对植物提供保护作用,减少病原菌的侵袭。
这种共生关系对于植物的生长和适应环境起到至关重要的作用。
四、植物与共生细菌除了以上几种典型的共生关系外,植物与其他一些微生物如共生细菌之间也存在共生关系。
共生细菌可以分解土壤中的有机物质,提供植物所需的养分,并对植物进行免疫调节,增强植物对病原体的抵抗能力。
同时,植物为共生细菌提供合适的生存环境。
综上所述,微生物与植物之间的共生关系是一种相互依存、互利互惠的关系。
这种共生关系在自然界中非常常见,在维持生态平衡和生物多样性方面起到重要作用。
它不仅有助于植物的生长和适应环境的能力的提高,还对环境的改善和生态系统的稳定性具有积极意义。
因此,深入研究微生物与植物共生关系的机制以及调控方法,对于农业生产和生态保护具有重要意义。
大豆根瘤生物固氮的途径一、引言大豆是我国重要的农作物之一,其栽培面积广泛且产量高。
然而,大豆的生长需要大量的氮素供应,而土壤中的氮素往往不足以满足大豆的需求。
为了解决这一问题,科学家们发现了大豆根瘤生物固氮的途径,使得大豆能够自主地吸收氮气并转化为可利用的氮素。
二、大豆根瘤生物固氮的原理大豆根瘤生物固氮是通过与根瘤菌共生来实现的。
根瘤菌是一类共生菌,它们能够感染大豆根部并形成根瘤结构。
在根瘤结构中,根瘤菌会与大豆根系形成共生关系,通过固氮酶的作用将氮气转化为氨基氮,供大豆吸收利用。
三、根瘤菌的感染和根瘤的形成大豆根瘤菌主要通过土壤中的感染源传播。
当大豆种子发芽并生长时,根瘤菌会通过感染源进入大豆根部,并利用根部的营养物质进行繁殖。
随着根瘤菌的繁殖,大豆根部会产生一系列变化,形成根瘤结构。
根瘤结构具有红色或粉红色的外观,其形状不规则,大小不一。
四、根瘤菌固氮的机理根瘤菌固氮的关键是固氮酶的作用。
固氮酶是根瘤菌在根瘤结构中产生的一种酶,它能够将氮气转化为氨基氮。
固氮酶由两个组分组成,分别是铁蛋白和大豆植物为其提供的铁蛋白酶。
铁蛋白是固氮酶的活性中心,能够与氮气结合并催化其转化为氨基氮。
大豆植物通过根瘤结构向根瘤菌提供铁蛋白酶,使其与铁蛋白结合形成活性固氮酶。
五、大豆吸收利用固氮产生的氮素固氮酶催化的氨基氮可以被大豆根系吸收和利用。
在根瘤结构中,大豆根系会释放出一些有机酸和糖类物质,这些物质能够促进固氮酶的活性,并调节大豆根系对固氮酶的吸收。
大豆根系通过根瘤结构吸收的固氮产生的氮素可以供大豆植株的生长和发育使用。
六、大豆根瘤生物固氮的优势与应用大豆根瘤生物固氮具有以下优势和应用价值。
首先,与化学合成氮肥相比,根瘤生物固氮是一种环境友好的氮素供应方式。
其次,根瘤生物固氮能够提高大豆的产量和品质,降低生产成本。
此外,根瘤生物固氮还可以改善土壤的氮素循环,提高土壤肥力。
七、结论大豆根瘤生物固氮是一种重要的氮素供应途径,通过与根瘤菌共生,大豆能够自主地固定氮气并转化为可利用的氮素。
大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制与启示大豆根瘤菌是一种重要的固氮微生物,可以与大豆等植物建立共生关系,固定空气中的氮气,转化为植物可利用的氨态氮。
随着环境和人类活动的变化,大豆根瘤菌的固氮效率也发生了变化。
大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制主要包括以下几个方面:
1.大豆根瘤菌与植物共生关系的演化。
大豆根瘤菌与植物的共生关系是相互适应和演化的结果,植物对根瘤菌的选择性和根瘤菌与植物的互作机制都会影响固氮效率的演化。
2.基因演化。
大豆根瘤菌的基因组中含有大量与固氮相关的基因,其中一些基因会发生演化,导致其固氮效率的变化。
3.环境压力和资源竞争。
环境和资源是大豆根瘤菌演化的重要因素之一。
环境压力和资源竞争会促进菌株间的适应性演化,更有效地利用土壤中的营养物质和固定氮气。
4.竞争优势。
在复杂的土壤微生态系统中,有些菌株具有更强的竞争优势,能够更有效地与植物建立共生关系,提高固氮效率。
大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制启示我们,要维护高效的共生关系,需要从多个方面入手,包括选择适宜的大豆根瘤菌菌株、提供适宜的环境、加强根际微生物交互作用的研究等。
此外,通过合理使用农药等方法,可以减少对大豆根瘤菌的破坏,保护土壤微生态系统的稳定性,提高固氮效率。
豆科植物与根瘤菌共生关系的形成、特点及其应用建议作者:李滢洁,李尔立来源:《种子科技》 2017年第3期李滢洁,李尔立(沈阳市回民中学,辽宁沈阳 110004 )摘要:豆科植物与根瘤菌的共生体系是生物固氮的重要途径,在农业生产中具有广阔的应用前景。
利用文献法对相关研究资料进行了梳理,对豆科植物和根瘤菌共生关系的概念、形成机制及特点进行了深入分析,在此基础上,提出了运用豆科植物-根瘤菌共生体进行生物固氮的注意事项。
关键词:豆科植物;根瘤菌;共生;生物固氮文章编号: 1005-2690(2017)03-0097-02中图分类号: Q945.13;S154.3文献标志码:A通过对高中生物必修三第四章《种群和群落》的学习,笔者对植物的共生现象产生了浓厚的兴趣,进而产生了对豆科植物与根瘤菌共生现象进行研究的兴趣。
通过查找文献资料,对共生关系的概念和分类、豆科植物与根瘤菌互利共生关系的形成机制、特点以及在农业生产方面的应用等问题进行了梳理。
1 共生关系的概念及其分类共生一词,在希腊文中的字面意思是“共同”和“生活”,是指两种生物体的交互作用。
在大多数情况下,具有共生关系的双方支配资源的实力是不对等的,甚至是悬殊的。
根据共生双方资源分配方式的不同,共生关系主要分为竞争共生、寄生和互利共生3种类型。
竞争共生一般存在于同种生物之间,这是由于生态位的重叠以及资源的稀缺性造成的,竞争者为了提高自身适应度,从而对同类之间进行攻击,以图占据更多生存和繁衍优势;寄生是指较小的生物体依附于较大生物体的体表或者内部,从宿主身上得到资源,接受宿主生物提供的养分;互利共生是指双方以彼此利益为前提形成互利关系,一般把个体比较大的生物体称之为“宿主”,如榕树、豆科植物、丝兰等,把个体较小的生物体称之为“共生体”,如榕小蜂、根瘤菌、丝兰蛾等。
共生关系包括外共生和内共生,双方在未结合时能够独立生存的共生关系,称为外共生。
相反,共生双方不能独立生存的关系叫作内共生。
微生物与植物共生关系的研究进展植物与微生物之间的共生关系是生命进化中的重要现象。
长期以来,人们对这种关系的研究不断深入,揭示了微生物对植物生长发育和抗逆能力的重要影响。
本文将介绍微生物与植物共生的几种典型模式,并探讨其在植物生物学领域的研究进展。
1. 根瘤菌与豆科植物共生豆科植物和根瘤菌之间的共生关系是研究最为广泛,也是最为典型的一种模式。
根瘤菌能够与豆科植物根部形成共生结构——根瘤,这是由植物根部细胞分泌的诱导物质引起的。
在根瘤中,根瘤菌能够固氮,将空气中的氮转化为植物可吸收的氨基酸,提供给植物使用。
同时,根瘤菌还能够合成植物所需的激素,促进植物的生长发育。
2. 菌根与植物共生菌根是由植物根部与真菌共同形成的结构。
真菌能够为植物提供营养物质,并帮助植物抵御病原菌的侵袭。
菌根分为外生菌根和内生菌根两种类型。
外生菌根多见于乔木和草本植物,真菌主要生长在植物根部表面形成菌丝网络,增加植物根际土壤的吸收面积。
内生菌根多见于禾本科植物,真菌则进入植物根部内部,与植物形成共生结构。
研究表明,菌根共生可以提高植物对养分的吸收效率,并改善植物对环境胁迫的抗性。
3. 叶际共生菌与植物共生叶际共生菌常存在于植物叶片表面,与植物共同生长。
这些菌株能够通过产生植物生长促进物质、抗生素等化合物,促进植物生长,增强植物的抗病性。
其中,一些叶际共生菌还能够产生抗生素,保护植物免受病原菌的侵害。
研究表明,叶际共生菌与植物之间通过复杂的信号通讯网络相互作用,形成共生关系。
4. 植物根际微生物与植物共生植物根际微生物包括细菌、真菌和古菌等多种生物群体。
它们能够与植物根部形成共生关系,调节植物生长发育以及对抗外界环境胁迫。
研究表明,植物根际微生物可以通过产生生长激素、降解有害物质、抑制植物病原菌生长等途径,促进植物生长,并提高植物的抗逆能力。
此外,随着高通量测序技术的发展,越来越多的植物根际微生物种群已被鉴定和研究。
总结起来,微生物与植物之间的共生关系对植物生长发育和抗逆能力具有重要影响。
豆科植物根瘤菌有固氮作用原理豆科植物根瘤菌是一种与豆科植物共生的微生物。
它们生活在豆科植物的根部内,形成根瘤结构。
这种关系是一种共生关系,被称为根瘤固氮共生系统。
在这种共生系统中,植物为细菌提供生存空间和碳源,而细菌则能固定大气中的氮气,将其转化为植物可吸收的形式。
这对于植物的生长和发育来说非常重要,因为氮是植物生长的关键元素之一。
根瘤固氮过程的原理主要包括以下几个步骤:1. 植物根泌露出物质吸引细菌:豆科植物的根部会释放一些有机物质,吸引根瘤菌前来共生。
这些有机物质包括胺基酸、碳水化合物等,为细菌提供生存条件。
2. 细菌感应形成根瘤:一旦根瘤菌进入植物的根部,它会受到植物根部抗体生物识别的刺激。
这种识别会导致细菌进入根部的细胞内,并转变为具有自我营养功能的叶状细胞,最终形成根瘤。
3. 根瘤菌固氮:在根瘤内,根瘤菌会通过轴突将氮酶转移到植被的细胞质膜中,该酶能将大气中的氮气转化为氨。
这个过程需要能源和碳源,这些都是由植物提供的。
4. 细菌释放氨:氨是根瘤菌固氮的产物,它会被释放到植物的根瘤中,并被植物的根吸收。
植物会将氨进一步转化为氮化合物,如氨基酸和蛋白质。
通过这些步骤,根瘤菌能够将大气中的氮气转化为植物可吸收的形式,从而满足植物生长发育所需的氮源需求。
这种共生系统对于土壤氮循环和生态系统的稳定性都起着重要作用。
值得注意的是,在根瘤固氮共生系统中,根瘤菌和植物之间有非常紧密的互动关系。
植物为根瘤菌提供生存空间和能量,而根瘤菌则为植物提供氮源,实现了双方共生的目的。
这种共生关系不仅促进了植物的生长和发育,还有助于土壤氮循环和生态系统的稳定。
因此,根瘤固氮共生系统被认为是一种非常重要的生态现象,对土壤健康和植物生态系统的平衡具有重要意义。
植物生长的根际土壤微生物相互作用与共生关系根际土壤是植物的重要生长环境,其中的微生物对植物的生长发育起着至关重要的作用。
根际土壤微生物有着丰富的多样性和功能,包括细菌、真菌和古菌等。
它们与植物之间通过一系列相互作用与共生关系互惠互利,促进了植物的养分吸收、抗病性、逆境耐受性等方面的提升。
首先,根际土壤微生物与植物之间存在着共生关系。
例如,根瘤菌与豆科植物根部形成共生关系,通过根瘤菌中的固氮酶,可以将空气中的氮转化为可供植物利用的氨。
这种共生关系使得豆科植物能够生长在氮贫瘠的土壤中,提高了植物的养分摄取能力。
其次,根际土壤微生物对植物的生长发育发挥着积极的作用。
细菌和真菌能够分解有机物质,释放出养分供植物吸收。
同时,它们还可以促进植物的根系发育,增加根细胞数目和表面积,提高植物对养分的吸收效率。
此外,根际土壤微生物还能够产生一系列植物生长激素,如非酶促子非脱氧雄烯酮(ACC)脱氢酶、生长素和赤霉素等,从而促进植物的生长发育。
此外,根际土壤微生物还能够帮助植物抵御病原微生物的侵害。
一些细菌和真菌能够产生抗生素,通过对病原微生物的抑制,减少病害的发生。
另外,一些根际微生物还能够诱导植物产生抗性相关物质,提高植物的抗病性。
同时,根际微生物还能够与植物的根部形成屏障,阻止病原微生物进入植物体内。
此外,根际土壤微生物对植物的逆境耐受性也有促进作用。
一些耐盐、耐旱、耐寒的细菌和真菌能够与植物形成共生关系,通过产生一系列特殊的代谢产物和酶活性,帮助植物在逆境条件下生存和生长。
这些根际微生物能够帮助植物润湿土壤和提高水分利用效率,促进植物对逆境的调节。
总结起来,根际土壤微生物与植物之间的相互作用与共生关系对植物的生长发育至关重要。
这些微生物通过提供养分、促进生长、抵御病害和提高逆境耐受性等方面的作用,为植物的健康生长提供了保障。
因此,我们应重视根际土壤微生物的保护与培养,通过合理的农业管理措施和土壤修复技术,提高根际土壤微生物的多样性和功能,促进植物的生长发育和农田的可持续利用。
浙江农业学报!"#$!%&'"()#(&$*+,*-'$.%*./'/!!"!#!#$"%#$&$#!)&$'&*++,$--.../012345/62孙秀娟!徐伟慧!王志刚/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应&7'/浙江农业学报!!"!#!#$"%#$&$#!)&$'&/89:$&";#(<(-1/=>>2/&""'?&$!';!"!!&&!"收稿日期 !""C?"!基金项目 黑龙江省重点研发计划项目"Z O !&i ""%!Z e !"!&""<%#作者简介 孙秀娟"&((C +#!女!黑龙江鸡西人!硕士研究生!主要从事根际微生物研究,D ?E F =G $&$C$!C('C$IJJ/6H E !通信作者!王志刚!D ?E F =G $.F 2S 0*=S F 2S IJJ*]V/W ^V/62大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应孙秀娟 徐伟慧 王志刚!"齐齐哈尔大学生命科学与农林学院!黑龙江齐齐哈尔&<&""<#摘K 要 为探究大豆根瘤内生细菌对大豆的促生效应!以大豆根瘤为实验材料!分离筛选根瘤内生细菌!测定其分泌植物激素能力及其对大豆株高%茎粗%干重%鲜重和根系生长方面的促生能力,结果表明$共筛选出&%株根瘤内生细菌!经生理生化和&<N ]8T O 鉴定!有&"株为芽孢杆菌属"Q $"'))(/#!#株为巨大普里斯特氏菌属"G &'*/#'$#!其余'株分别为肠杆菌属"M .#*&1S $"#*&#%克雷伯氏菌属"U )*S /'*))$#%不动杆菌属"!"'.*#1S $"#*&#和农杆菌属"!%&1S $"#*&'(C #,通过溶血试验和&<N ]8T O 鉴定筛选出&"株促生能力强的菌株!其中!U )*S /'*))$NC 的吲哚乙酸":O O #分泌量最高!为&'%;$$E S -P )&(赤霉素"Z O >#分泌量最高的为!%&1S $"#*&'(C N&"!分泌量达#(;#'E S -P )&(Q $"'))(/N#的铁载体活性最高!为%";$%L (&"株菌株处理的大豆株高%根长%干鲜重和茎粗均显著高于对照,综上所述!筛选的大豆根瘤内生细菌!对大豆具有较强的促进作用,关键词根瘤(内生细菌(大豆(溶血试验(促生能力中图分类号 N&'';#(N$<$;&文献标志码 O 文章编号&""'?&$!'"!"!##"%?&$#!?&"K &'0,%)'+,+()(#+%)")$,%)'+'"#+('-./%)$8,$%#*),"*'6&'/8#,++'(30#,+(%.#)*#""#$%&'+&'/8#,+-0,+%NX TQ =V1VF 2!Q XR W =*V=!R O T Ze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`=+3H BQ $"'))(/N#.F >+*W *=S *W >+F +%";$%L/[*W ,G F 2+*W =S *+!]H H +G W 2S +*!^]3B ]W >*.W =S *+F 2^>+W E^=F E W +W ]H B >H 35W F 2+]W F +W ^53+*W >W &">+]F =2>.W ]W >=S 2=B =6F 2+G 3*=S *W ]+*F 2+*H >W H B +*W 6H 2+]H G /:26H 26G V>=H 2!+*W W 2^H ,*3+=65F 6+W ]=F >6]W W 2W ^=2+*=>W 4,W ]=E W 2+*F ^>+]H 2S S ]H .+*?,]H E H +=2S W B B W 6+H 2>H 35W F 2S ]H .+*/Copyright ©博看网. All Rights Reserved.9#/:'*(&$]H H+2H^VG W(W2^H,*3+=65F6+W]=VE(>H35W F2(*W E H G3>=>+W>+(S]H.+*?,]H E H+=2S F5=G=+3KK大豆"H)8"'.*C$5#是主要的油料和高蛋白质农作物!种植面积和用途非常广泛!它的营养价值高!在国家粮食战略安全和农产品国际贸易中占有重要地位&&',为保证大豆产量!采取的主要措施是大量施用化肥&!',过度使用化肥会导致化肥利用率降低和土壤状态恶化%作物减产%环境污染等问题&#'!这迫使人们寻找一种高效的%绿色的施肥方法,内生菌"W2^H,*3+W#的概念是由德国科学家%植物病理学之父8W i F]3于&CC<年提出!其认为凡是在植物体内的微生物均为内生菌&'',随着研究者们对植物内生细菌的不断深入研究!发现内生细菌能与宿主植物形成长期相互依存%相互促进的共生关系!通过产生植物激素类物质直接促进宿主植物的生长!如产生吲哚乙酸":O O#%赤霉素"Z O>#等!因此!内生细菌在农业%医药%食品等方面具有重要的应用价值&$',植物与多种促进植物生长的内生微生物共同生活,根瘤菌与豆科植物建立共生关系!最终形成共生体根瘤!除了结瘤细菌外!根瘤中还定居着许多与根瘤菌不同的细菌!单独接种植物多数不会结瘤!称为非结瘤细菌&<)C',根瘤内生细菌进入根瘤的途径很多!可以通过根%茎和叶等组织或器官进入植物体内!在宿主体内移动!对植物有广泛的生物学作用&(',钟宇舟等&&"'研究表明!大豆根瘤内生细菌8O&<?$对大豆表现出较好的促生效果,赵龙飞等&&&'从大豆根瘤内分离出的溶磷菌株对大豆生长有促进作用,尽管人们对内生细菌及其在可持续农业中用作生物肥料的研究越来越感兴趣!但与植物其他组织内生菌相比!大豆根瘤内生菌的研究甚少,因此!本研究通过分离和鉴定大豆根瘤内生细菌!研究其植物激素分泌情况和对大豆的促生效果!旨在为大豆专化型微生物肥料开发利用提供技术支持,&K材料与方法&;&K大豆根瘤采集大豆样地位于黑龙江省齐齐哈尔市黑土区,将大豆根系轻轻从土壤中分离出来!取附着在&"株大豆根系的根瘤!立即包在硫酸纸里!'c储存!备用,&;!K培养基配方酵母甘露醇"@g O#培养基"&P#$甘露醇&" S!酵母浸粉&S!U!Y_9'";$S!g S N9'";!S!T F\G";&S!琼脂!";"S!,Y值<;C M%;"(液体培养基不加琼脂&&!',牛肉膏蛋白胨"T i#培养基"&P#$琼脂!"S!牛肉膏$S!T F\G C S!蛋白胨&"S!,Y值%;"(液体培养基不加琼脂,铁载体"g U i#培养基"&P#$酪蛋白氨基酸$;"S!甘油&$;"E P!U!Y_9'!;$S!g S N9'-%Y!9";!S!琼脂!";"S!,Y值%;"(液体培养基不加琼脂,淀粉培养基"&P#$蛋白胨&"S!T F\G$S!牛肉膏$S!可溶性淀粉!S!琼脂&$M!"S&&#',油脂培养基"&P#$蛋白胨&"S!T F\G$S!牛肉膏$S!香油或花生油&"S!&;<L中性红水溶液&E P!琼脂&$M!"S!,Y值%;!&&#',蛋白胨水培养基"&P#$蛋白胨&"S!T F\G$S!,Y值%;<&&#',糖发酵培养基$蛋白胨水培养基&P!&;<L 溴甲酚紫乙醇溶液&M!E P!,Y值%;<!另配!"L乳糖和葡萄糖溶液各&"E P&&#',&;#K根瘤内生细菌的分离&;#;&K菌株筛选挑选个大%饱满%粉红色的&"个大豆根瘤置于试管内!用无菌水清洗#次!用质量分数!;$L 的Y S\G!表面消毒!E=2!再用无菌蒸馏水冲洗$次!并用无菌研磨机磨碎根瘤,为确保充分的表面消毒!取最后一次漂洗后的&""!P无菌蒸馏水!涂抹在@g O平板上!!C c培养'^后!没有发现细菌生长,用根瘤浸渍液在@g O培养基上划线!在!C c培养'^!根据菌落大小%形态和颜色分离出不同的菌落!反复划线纯化&&!',将纯化后的菌株接种于T i液体培养基!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养过夜!&!"""f%离心!E=2后保留沉淀!)C"c冷藏备用,&;#;!K溶血试验将菌株点样接种于血平板培养基!置于#"c-##$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright©博看网. All Rights Reserved.恒温培养&C M!'*后!观察菌落周围有无溶血圈,&;#;#K&<N]8T O菌种鉴定将保存的细菌于牛肉膏蛋白胨液体培养基中活化!'*后!取&E P菌液!&!"""f%离心&E=2!倒掉上清液!用细菌基因组8T O提取试剂盒提取细菌8T O,选择细菌通用引物!%A"$o?O Z O Z[[[Z O[\\[Z Z\[\O Z?#o#和&'(!a"$o?Z Z[[O\\[[Z[[O\Z O\[[?#o#进行&<N]8T O序列的扩增,_\a扩增产物经&;"L琼脂糖凝胶电泳检测后!送至生工生物工程"长春#有限公司测序,获得测序结果后在T\i:数据库中进行序列比对,使用g D Z O$;"软件构建系统进化树,&;#;'K菌株生理生化特性测定淀粉水解试验$将灭菌淀粉培养基制成平板!把菌株接种在平板上!#%c培养!'*!观察菌株的生长情况!滴入少量卢戈氏碘液!旋转平板!使碘液均匀铺满平板,如菌苔周围出现无色透明圈!说明淀粉已被水解!为阳性!即产生胞外淀粉酶活力,油脂水解试验$将菌株接种在灭菌油脂培养基所制的固体平板上!#%c培养!'*!如出现红色斑点!说明脂肪水解!为阳性反应,糖发酵试验选乳糖和葡萄糖,将蛋白胨水培养基分装于试管!每管内放&个倒置的德汉氏小管!使充满液体,每管在无菌条件下分别加入!"L无菌糖溶液";$E P,将菌株接种在试管内!#%c培养!'M'C*!观察试管颜色变化!以及德汉氏小管中有无气泡!如黄色无气泡和黄色有气泡!为阳性&&#',&;'K菌株分泌激素和产铁载体能力测定&;';&K:O O分泌量测定采用分析纯:O O制备标准曲线!将!""!S-E P)&的:O O标准液梯度稀释为"%!$%$"%%$%&""%&!$%&$"和&%$!S-E P)&!采用NF G dH.>d=显色法测定吸光度"@$'"#&&'',标准曲线方程为8h";"&<$5b";""(<!J!h";((C$,将冻存的菌株接种到T i液体培养基中!培养!'*制作种子液,按&L的接种量将种子液分别接入含有!""E S-P)&色氨酸的液体T i培养基中!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*,根据标准曲线计算:O O分泌量,每组#个平行,&;';!K铁载体能力测定吸取&E P种子液接种于g U i液体培养基中!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*,将上清液与\O N检测液各#E P均匀混合!反应&*!<#" 2E处测定吸光值"@<#">#&&$',对照组为不接菌的g U i液体培养基!测定方法同上"@<#"]#!每组#个平行实验,按照以下公式计算铁载体活性"I#&&$',I h"@<#"])@<#">#-@<#"],"&#&;';#KZ O>分泌量测定将分析纯Z O>溶于%"L乙醇中!配制成&"" !S-E P)&的Z O>标准液!梯度稀释为"%&"%!"% #"%'"和$"!S-E P)&!取各浓度的Z O>溶液";$ E P!分别与';$E P(CL硫酸混匀并定容至!"E P!于'&!2E处测定吸光度"@'&!#,标准曲线方程为8h";"<"$5b";""#!J!h";(('%,按&L的接种量将种子液转接T i培养基中!#"c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*,取";$E P 上清液测定菌株Z O>浓度!以确定各菌株最大Z O>分泌量&&<'!每组#个平行实验,&;$K植物促生长试验&;$;&K浸种促生试验将筛出的根瘤内生细菌发酵液接种于T i液体培养基中!#"c!&!"]-E=2)&培养至@<""h&!用";(L T F\G溶液分别稀释&"倍%!"倍和#"倍!以";(L T F\G溶液为对照,挑选大小一致的大豆种子置于底部铺!M#层滤纸的培养皿中!每个培养皿放<粒大豆种子!每个处理重复#次!共计#"颗,置于!%c恒温人工气候箱培养!&<*光照%C*黑暗,观察记录大豆发芽情况!直到连续#^无新的发芽种子出现!测量根长&&%',&;$;!K温室条件下的植物接种试验大豆种子首先用水洗净!放在体积分数%$L 乙醇中浸泡#E=2!再转至";&L次氯酸钠中浸泡!E=2!然后用无菌水冲洗<M&"次!将消毒好的种子播种到盛有灭菌蛭石的塑料盆中!#M'^后种子即发芽&&C',将根瘤内生细菌接种在T i培养基上活化!然后转接在T i液体培养基中!!C c!&!"]-E=2)&振荡培养'C*!用无菌";(LT F\G溶液将菌体浓度调至&f&"C\A X-E P)&,将大豆幼苗移栽到蛭石里!并在大豆根附近-'#$&-浙江农业学报K第#$卷K第%期Copyright©博看网. All Rights Reserved.接种&"E P 根瘤内生细菌混悬液!&周浇&次g N 营养液和菌液,将植株置于白天!$M #"c %夜间&$M !"c %每天光照C *的温室中培养,培养'"^后收获,以不接种根瘤内生细菌为全空白对照&&('!每处理设#次重复,每天随机调换花盆位置,&;<K 数据处理用N_NN !!;"软件对数据进行方差分析!并用8V26F 2法进行多重比较(采用Z ]F ,*_F ^_]=>E C;";!软件统计分析相关数据和制图,!K结果与分析!;&K根瘤内生菌的筛选与鉴定从大豆根瘤中共分离到&%个菌株!经&<N ]8T O序列分析!有&"株为芽孢杆菌属"Q $"')N )(/#!#株为巨大普里斯特氏菌属"G &'*/#'$#!其余'株分别为肠杆菌属"M .#*&1S $"#*&#%克雷伯氏菌属"U )*S /'*))$#%不动杆菌属"!"'.*#1S $"#*&#和农杆菌属"!%&1S $"#*&'(C #"图&#,溶血试验结果显示!有'株细菌的菌落周围产生了溶血圈!判断这'株菌株具有溶血性,通过&<N ]8T O 鉴定最终确定了&"株内生细菌!其中芽孢杆菌属$株"编号N&M N$#!其余$株菌分别为G &'*/#'$属"N<#%M .#*&1S $"#*&属"N%#%U )*S N /'*))$属"NC #%!"'.*#1S $"#*&属"N(#和!%&1S $"#*&'N (C 属"N&"#,&"个菌株的生理生化特性如表&所示!N&%N!%N#%N$和N<具有水解淀粉能力!说明$株菌株均产生淀粉酶(N'%N%%NC %N(和N&"具有水解图;<基于&<N ]8T O 序列的内生细菌进化树=)1>;K_*3G H S W 2W +=6+]W W H B W 2^H ,*3+=65F 6+W ]=F 5F >W ^H 2&<N ]8T O>W JVW 26W >-$#$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright ©博看网. All Rights Reserved.表;<内生细菌的部分生理生化特性,80#;K_*3>=H G H S=6F G F2^5=H6*W E=6F G6*F]F6+W]=>+=6>H B W2? ^H,*3+=65F6+W]=F菌株编号N+]F=2 T H/淀粉水解试验N+F]6**3^]H G3>=>+W>+油脂水解试验9=G*3^]H G3>=>+W>+乳糖发酵试验P F6+H>WB W]E W2+F+=H2+W>+葡萄糖发酵试验Z G V6H>WB W]E W2+F+=H2+W>+N&b)b bN!b)b bN#b)b bN')b)bN$b)b)N<b)))N%)b b bNC)b b bN()b)bN&")b b))b*表示阳性!))*表示阴性,)b*=>,H>=+=`W!))*=>2W S F+=`W/油脂能力!说明细胞外存在脂肪酶(N&%N!%N#% N$%N%%NC和N&"具有分解乳糖的能力(N&%N!% N#%N'%N%%NC和N(具有分解葡萄糖的能力,!;!K菌株分泌激素和产铁载体的能力由图!?O可知!根瘤内生细菌均具有分泌:O O的能力!其中NC分泌量最高!为&'%;$$E S-P)&(N'%N%和N&"也具有较高的:O O分泌量!分别为'&;('E S-P)&%&"";"!E S-P)&和<";'!E S-P)&!且经过多次传代后产:O O特性稳定,通过铁载体活性测定筛选出<个菌株产生铁载体(其中!N#的铁载体活性最高!为%";$%L(N&%N!% N'%N<和NC的铁载体活性分别为&;C(L%$&;<CL%!&;!'L%'(;%&L和';C'L"图!?i#,由图!?\可知!Z O>分泌量最高的为N&"菌株!达#(;#'E S-P)&!其余菌株分泌量在&';#C M#!;C& E S-P)&,!;#K植物促生试验图#?OM图#?D显示!浸种%^后有$个菌株在稀释#"倍时大豆的根最长!分别是N&"$;<<% 6E#%N!"%;$$"6E#%N$"(;<%$6E#%NC"C;&#"6E#和N&""<;!!"6E#,由图#?A%图#?Z可知!有!个菌株在稀释!"倍时大豆的根最长!分别是N#"<;'%$6E#和N("$;C##6E#,有#个菌株在稀释&"倍时大豆的根最长!分别是N'"$;"## 6E#%N<"<;(##6E#和N%"%;#<%6E#"图#?Y%图#?:%图#?7#,综上所述!筛选得到的&"个菌株均柱上无相同小写字母表示差异显著"G k";"$#,下同,8F+F H2+*W5F]>E F]dW^.=+*H V++*W>F E W G H.W]6F>W G W++W]=2^=6F+W^>=S2=B=6F2+^=B B W]W26W>F+G k";"$/[*W>F E W F>5W G H./图@<供试菌株分泌:O O Z O>和铁载体的能力=)1>@KO5=G=+3H B+*W+W>+W^>+]F=2>+H>W6]W+W:O O S=55W]? W G G=2F2^>=^W]H,*H]W>可以促进大豆幼苗根系发育,通过盆栽试验!进一步确认植物的生长促进特性!结果如图'所示,接种&"个菌株的大豆株高%根长%地上部鲜重%地下部鲜重%地上部干重均显著高于对照组!接种N&%N<和NC的大豆植株株高比对照组分别高#!L%&(L%!'L!接种N$的大豆根长比对照组显著增加#(L!接种N#%N(和N&"的大豆植株地上部鲜重分别比对照组显著增加(CL%C&L%C<L!接种N!%N'%N%和N&"的大豆植株地下部鲜重分别比对照组显著增加&#"L%&$%L%&!<L%&$&L!接种N&%N#%N'%N$%N(和N&"的大豆植株地上部干重分别比对照组显著提高C$L%(CL%(#L%%%L%((L和&!!,除接种N&%N<%N%%NC%N(的大豆幼苗地下部干重与-<#$&-浙江农业学报K第#$卷K第%期Copyright©博看网. All Rights Reserved.对照无显著差异外!接种其他菌株的大豆地下部干重均显著大于对照组!其中!接种N'的大豆植株地下部干重比对照组显著提高&''L ,除接种N<%NC 菌株的大豆茎粗与对照组差异不显著外!接种其他菌株的大豆茎粗均显著大于对照组!其中!接种N#%N'%N&"的大豆植株茎粗与对照相比显著增加!CL %#&L %#"L ,综上!如图'?A 所示!与对照组相比!加入根瘤内生菌的大豆各项指标都有所提高!说明菌株对大豆具有促生效果,#K讨论根瘤中同时定居着很多与根瘤菌不同的内生菌!其中非共生细菌也生活于根瘤中!但不引起植物病害!即根瘤内生细菌&!"',目前!豆科植物有&C""多种!在豆科植物根瘤中常见的内生细菌有假单胞菌属"G /*(A1C 1.$/#%肠杆菌属%芽孢杆菌属%克雷伯氏菌属%农杆菌属!由于所有这些属的物种在土壤中都很常见!因此!内生细菌可以看成是根际细菌的一个亚种群&!&)!!',本研究分离的&"株菌包括芽孢杆菌属%巨大普里斯特氏菌属%克雷伯氏菌属%肠杆菌属%农杆菌属和不动杆菌属!均不具有溶血性,芽孢杆菌由于其优良的抗菌%对植物种子发芽与根系生长的促进作用!能提高作物产量!已成为中国种植业中使用最普遍抗菌剂之一&!#)!'',克雷伯氏菌分布于植株的根部和土壤中!在长期进化和系统发育过程中与植物建立了紧密的合作关系!对植物的生长与代谢起间接促进作用&!$',克雷伯氏菌能够定殖在玉米植株内!为内生固氮菌!对幼苗期玉米具有显著的促生长作用&!<'!本研究通过溶血试验证明克雷伯氏菌属具生物安全性,豆科植物根瘤内生菌在体外表现出不同的植幼苗生长图#个为&个处理!从左至右依次是\U %稀释&"倍%!"倍和#"倍,[*W +*]W W >W W ^G =2S S ]H .+*,G H +>F ]W H 2W +]W F +E W 2+!B ]H EG W B ++H ]=S *+F ]W \U !^=G V+W ^&"+=E W >!!"+=E W >F 2^#"+=E W >/图A<内生细菌对大豆种子的促生作用=)1>A KZ ]H .+*,]H E H +=2S W B B W 6+H B W 2^H ,*3+=65F 6+W ]=F H 2>H 35W F 2>W W ^-%#$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright ©博看网. All Rights Reserved.A!综合能力评价,A!D`F G VF+=H2H B6H E,]W*W2>=`W F5=G=+3/图B<菌株对大豆植株促生影响与综合能力评价=)1>B KD B B W6+H B W2^H,*3+=65F6+W]=F H2S]H.+*,]H E H+=H2H B>H35W F2,G F2+>F2^6H E,]W*W2>=`W F5=G=+3W`F G VF+=H2物生长促进机制!包括植物激素的产生!如吲哚乙酸%固氮和磷酸盐溶解&!%',本研究获得的所有菌株都能够以色氨酸为前体合成:O O!同时分泌Z O>!并且超过一半的菌株能产生铁载体!对大豆植株的生长有不同程度的促进效果,赵晓妍等&!C'从大豆叶片中分离得到产:O O的内生菌菌株@8Q&'!该菌株可以促进小麦幼苗的生长,作为植物生命进程的开始!种子萌发在农业上很重要,用本试验筛选的内生细菌浸种处理大豆种子!可以明显促进大豆根的生长!说明筛选的菌株对大豆幼苗生长有较好的促进效果!但是不同浓度菌液和不同菌种对大豆种子的促生作用效果不同!有的菌液浓度反而抑制种子根的伸长!出现这种情况的原因可能是不同浓度内生细菌的代谢产物量不一样或者不同细菌的生长规律%特性不同!需进一步研究,内生菌与其宿主植物这种互利共生的关系!是在长期的协同进化过程中形成的!通过内生菌自身代谢产物来促进植物生长&!(',所筛选的&"株菌株均对大豆植株的株高%根长%茎粗和地上-C#$&-浙江农业学报K第#$卷K第%期Copyright©博看网. All Rights Reserved.地下部生物量具有较强的促生作用!可能是与菌株分泌:O O和Z O>等有密切关系,有研究表明!芽孢杆菌U\?&和g8&!?!具有产生:O O的能力!并且对大豆的株高和生物量有显著促生效果&#"'!这与本研究结果一致,从大豆中分离出的'"株芽孢杆菌中!巨大芽孢杆菌NT&"D&能够使豆芽长度提高'&L&#&',衡楠楠等&#!'将从大豆根瘤中分离的内生菌株N\O X>C接种大豆植株!不仅植株的株高%鲜重等指标显著提高!而且大豆植株产量比不接种也增产了!&;'L M!(;%L,丁玮&##'用(株泡桐根瘤内生细菌接种泡桐幼苗!结果显示!其中地下生长量平均提高&(;%L%苗高生长量平均提高!#;'L,e*F2S 等&#''分离鉴定的&种内生细菌高地芽孢杆菌对不同植物的生长有促进作用,何建清等&#$'筛选出的菌株Na&"?<能显著促进黑青稞株高%根长等的生长!可作为开发和推广黑青稞专用生物肥料的优良菌种,本研究结果表明!从大豆根瘤中分离到的内生细菌在体外具有植物生长促进特性!是一种很好的微生物肥料候选材料,综上所述!本文从大豆根瘤中筛选了&%株根瘤内生细菌!通过&<N]8T O和溶血试验最终确定了&"株根瘤内生细菌!它们均产生:O O和Z O>!有<株产生铁载体(这&"株菌株对大豆的萌发!以及大豆植株的株高%根长等有促进作用,参考文献 H#"#*#+$#&&&'K杨红旗!郝仰坤/我国大豆产业回顾%现状与发展对策&7'/广东农业科学!!"&"!#%"&#$&CC)&(&/@O T ZYn!Y O9@U/Y=>+H]=6F G]W`=W.!6V]]W2+>=+VF+=H2F2^^W`W G H,E W2+6H V2+W]E W F>V]WH B\*=2W>W>H35W F2&7'/H($.%A1.%!%&'"()#(&$)4"'*."*/!!"&"!#%"&#$&CC)&(&/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!'K黄国东!宋清晖!王晓慧!等/含枯草芽孢杆菌肥料对大豆叶片光合作用及土壤酶活性的影响&7'/土壤与作物!!"!&!&""&#$(()&"%/Y X O T ZZ8!N9T ZnY!R O T ZQY!W+F G/D B B W6+>H B B W]?+=G=0W]>6H2+F=2=2S Q$"'))(//(S#')'/H2,*H+H>32+*W>=>H B>H35W F2G W F`W>F2^>H=G W203E W F6+=`=+=W>&7'/41')/$.A9&1O/!!"!&!&""&#$(()&"%/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&#'K柏琼芝!肖石江!王晓瑞!等/化肥减量配施生物有机肥对秋马铃薯产量的影响&7'/土壤与作物!!"&(!C"!#$&$C)&<$/i O:ne!Q:O9N7!R O T ZQa!W+F G/D B B W6+H B]W^V6W^6*W E=6F G B W]+=G=0W],G V>5=H G H S=6F G B W]+=G=0W]H2F V+VE2,H+F+H3=W G^&7'/41')/$.A9&1O/!!"&(!C"!#$&$C)&<$/"=2\*=?2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&''K刘江苇!刘颖!徐婷!等/水稻内生菌研究进展及展望&7'/生命科学研究!!"!&!!$"##$!#!)!#(/P:X7R!P:X@!Q X[!W+F G/O^`F26W>F2^,]H>,W6+>H B]=6W W2^H,*3+W>&7'/V'2*4"'*."*J*/*$&",!!"!&!!$"##$!#!)!#(/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&$'Kj O a8Y O a O7X P ON!NU eO!U a:NY T O_a O NO8j X a X U9T?8ON N!W+F G/_G F2+S]H.+*,]H E H+=2S W2^H,*3+W>F2^+*W=]=2+W]?F6+=H2.=+*,G F2+>+H F G G W`=F+W F5=H+=6>+]W>>&7'/9(&&*.#Q'1#*",N.1)1%8!!"&%!<"##$!$!)!<#/&<'K_D:QO!a O g v a D e?i O Y D T Og Y!j D P w e n X D eD!W+F G/i F6+W]=F G F>>H6=F+=H2>.=+*G W S VE W>&7'/9&'#'"$)J*7'*R/'.G)$.#4"'*."*/!!"&$!#'"&-!-##$&%)'!/&%'Ke Y O9PA!Q X@7!NX Ta!W+F G/:^W2+=B=6F+=H2F2^6*F]F6?+W]=0F+=H2H B+*W W2^H,*3+=6,G F2+S]H.+*,]H E,+W]Q$"'))(/9*N&*(/>+]F=2E J!#=>H G F+W^B]H E41O,1&$O G H,W6V]H=^W>]H H+2H^?VG W>&7'/Q&$:')'$.L1(&.$)123'"&1S'1)1%8!!"&&!'!"!#$$<%)$%$/&C'Ke Y O9PA!8D T ZeN!@O T ZR n!W+F G/8=`W]>W]*=0H5=FF>>H6=F+W^.=+*41O,1&$$)1O*"(&1'A*/S]H.2=2^=B B W]W2+]W S=H2>H B P H W>>_G F+W F V=2\*=2F&7'/48/#*C$#'"$.A!O O)'*A3'"&1S'N1)1%8!!"&"!##"C#$'<C)'%%/&('K赵龙飞/我国大豆根瘤内生菌资源多样性研究&7'/广东农业科学!!"&'!'&"(#$&$)&(/e Y O9P A/a W>W F]6*H2]W>H V]6W^=`W]>=+3H B>H35W F2&H)8"'.*C$5"P/#g W]]'2H^VG W W2^H,*3+W>=2\*=2F&7'/H($.%A1.%!%&'"()#(&$)4"'*."*/!!"&'!'&"(#$&$)&(/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&&"'K钟宇舟!余秀梅!陈强!等/四川盆地大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及促生效果&7'/应用与环境生物学报!!"&%!!#"&#$'<)$#/e Y9T Z@e!@XQg!\Y D Tn!W+F G/:>H G F+=H2!=^W2+=B=?6F+=H2F2^,G F2+S]H.+*,]H E H+=H2F5=G=+3W`F G VF+=H2H B+*W W2?^H,*3+=65F6+W]=F=>H G F+W^B]H E>H35W F2]H H+2H^VG W=2N=6*VF2i F>=2&7'/9,'.*/*L1(&.$)12!O O)'*A$.A M.7'&1.C*.#$)Q'N1)1%8!!"&%!!#"&#$'<)$#/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5?>+]F6+#&&&'K赵龙飞!徐亚军!曹冬建!等/溶磷性大豆根瘤内生菌的筛选%抗性及系统发育和促生&7'/生态学报!!"&$!#$"&##$''!$)''#$/e Y O9P A!Q X@7!\O987!W+F G/N6]W W2=2S!]W>=>+F26W!,*3G H S W23F2^S]H.+*,]H E H+=2SH B,*H>,*H]V>>H G V5=G=0=2S5F6+W]=F=>H G F+W^B]H E>H35W F2]H H+2H^VG W>&7'/!"#$M"1)1%'N"$4'.'"$!!"&$!#$"&##$''!$)''#$/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&&!'KA D a\Y:\Y:T![9X U O i a:R!i9X P O a D NN g!W+F G/:?>H G F+=H2!=^W2+=B=6F+=H2F2^,G F2+S]H.+*,]H E H+=H2F5=G=+3H BW2^H,*3+=65F6+W]=F F>>H6=F+W^.=+*G V,=2W]H H+2H^VG W S]H.2-(#$&-孙秀娟!等/大豆根瘤内生细菌的分离鉴定及其对大豆植株的促生效应Copyright©博看网. All Rights Reserved.=2[V2=>=F2>H=G&7'/!&",'7*/123'"&1S'1)1%8!!"&(!!"&"&"#$&###)&#'(/&&#'K黄秀梨!辛明秀/微生物学实验指导&g'/!版/北京$高等教育出版社!!""C/&&''K李培根!要雅倩!宋吉祥!等/马铃薯根际产:O O芽孢杆菌的分离鉴定及促生效果研究&7'/生物技术通报!!"!"!#<"(#$&"()&&</P:_Z!@O9@n!N9T Z7Q!W+F G/:>H G F+=H2F2^=^W2+=B=?6F+=H2H B:O O?,]H^V6=2S Q$"'))(/>,H2,H+F+H]*=0H>,*W]W F2^=+>S]H.+*?,]H E H+=2S W B B W6+&7'/Q'1#*",.1)1%8Q())*#'.!!"!"!#<"(#$&"()&&</"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5?>+]F6+#&&$'K徐伟慧!吕智航!史一然!等/西瓜复合根际促生菌剂构建与促生效应研究&7'/浙江农业学报!!"&C!#""$#$%%C)%C</Q XR Y!P@Xe Y!NY:@a!W+F G/D>+F5G=>*E W2+H B6H E?,G W4S]H.+*?,]H E H+=2S]*=0H5F6+W]=FB H].F+W]E W G H2F2^,]H?E H+=2S W B B W6+H2.F+W]E W G H2]H H+>&7'/!"#$!%&'"()#(&$*+,*N-'$.%*./'/!!"&C!#""$#$%%C)%C</"=2\*=2W>W.=+*D2S?G=>*F5>+]F6+#&&<'K徐伟慧!刘泽平!符春敏!等/根际芽孢杆菌对水稻根系的促生效应&7'/河南农业科学!!"&C!'%"'#$$()<#/Q XR Y!P:Xe_!A X\g!W+F G/_]H E H+=2S W B B W6+H B Q$N"'))(/]*=0H5F6+W]=F H2]=6W]H H+&7'/L1(&.$)12[*.$.!%&'N"()#(&$)4"'*."*/!!"&C!'%"'#$$()<#/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&&%'K陈峥!刘波!邓文琼!等/&'株芽孢杆菌菌株的分子鉴定及其促生机理分析&7'/热带作物学报!!"!&!'!"##$%C()%((/\Y D Te!P:Xi!8D T ZR n!W+F G/g H G W6VG F]=^W2+=B=6F?+=H2F2^S]H.+*,]H E H+=2S E W6*F2=>E>H B&'Q$"'))(/>+]F=2>&7'/9,'.*/*L1(&.$)12D&1O'"$)9&1O/!!"!&!'!"##$%C()%((/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&&C'K薛晓昀!冯瑞华!关大伟!等/大豆根瘤菌与促生菌复合系筛选及机理研究&7'/大豆科学!!"&&!#""'#$<&#)<!"/KQ X DQ@!A D T ZaY!Z X O T8R!W+F G/N6]W W2=2S F2^F?2F G3>=>B H]W B B=6=W2+6H?=2H6VG F+=H2>3>+W E H B>H35W F2]*=0H5=FF2^,G F2+S]H.+*?,]H E H+=2S]*=0H5F6+W]=F&7'/418S*$.4"'N*."*!!"&&!#""'#$<&#)<!"/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&&('K李晶!蔡少丽!林金新/高效紫云英根瘤菌的选育&7'/南方农业!!"&C!&!"&C#$&C')&C$/P:7!\O:N P!P:T7Q/i]W W^=2S H B]*=0H5=F=>H G F+W^B]H E\*=2W>W E=G d`W+6*.=+**=S*W B B=6=W263&7'/41(#,9,'.$!%N&'"()#(&*!!"&C!&!"&C#$&C')&C$/"=2\*=2W>W#&!"'K邱并生/根瘤内生细菌&7'/微生物学通报!!"&#!'""##$$''/n:XiN/T H^VG W W2^H,*3+=65F6+W]=F&7'/3'"&1S'1)1%89,'N.$!!"&#!'""##$$''/"=2\*=2W>W#&!&'K张淑婷!周利华!赵文卓/植物内生细菌对植物健康的作用&7'/植物医生!!"!"!##"&#$<)&&/e Y O T ZN[!e Y9XP Y!e Y O9R e/[*W]H G W H B,G F2+W2?^H,*3+W>=2,G F2+*W F G+*&7'/G)$.#@1"#1&!!"!"!##"&#$<)&&/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!!'K刘杰!汪恩涛!陈文新/豆科植物根瘤内生细菌的发现及其研究进展&7'/微生物学报!!"&&!$&"C#$&""&)&""</KP:X7!R O T Z D[!\Y D T R Q/8=>6H`W]3F2^]W>W F]6*,]H S]W>>H B W2^H,*3+=65F6+W]=F=2+*W]H H+2H^VG W>H B G W S?VE W>$F]W`=W.&7'/!"#$3'"&1S'1)1%'"$4'.'"$!!"&&!$&"C#$&""&)&""</"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!#'K张翠绵!贾楠!马佳!等/番茄根际多功能益生芽孢杆菌的筛选与鉴定&7'/河北农业科学!!"&(!!#"'#$'%)$!/Ke Y O T Z\g!7:OT!g O7!W+F G/N6]W W2=2S F2^=^W2+=B=6F?+=H2H B E VG+=B V26+=H2F G5W2W B=6=F G Q$"'))(/=2+H E F+H]*=0H?>,*W]W>H=G&7'/L1(&.$)12[*S*'!%&'"()#(&$)4"'*."*/!!"&(!!#"'#$'%)$!/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!''Kg:P7O U9j:\8!g O a:T U9j:\7![O g:T8x:\Z!W+F G/D B B W6+H B,G F2+S]H.+*,]HE H+=2S Q$"'))(/>,,/H2S W]E=2F+=H2F2^>W W^G=2S S]H.+*H B>H35W F2&7'/V*%(C*J*/*$&",N$.0.N#*&.$#'1.$)L1(&.$)!!"!!!'$"'#$'C%)'(&/&!$'K李梦娇!彭晟!徐绍忠!等/克雷伯氏菌在农业与环境治理上的应用&7'/生物技术进展!!"&'!'"<#$'&$)'!"/P:g7!_D T ZN!Q XN e!W+F G/O,,G=6F+=H2H B U)*S/'*))$>,,/=2F S]=6VG+V]W F2^W2`=]H2E W2+F G E F2F S W E W2+&7'/9(&N&*.#Q'1#*",.1)1%8!!"&'!'"<#$'&$)'!"/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!<'K韩梅!罗培宇!肖亦农!等/玉米内生固氮菌的分离鉴定及其促生长作用研究&7'/沈阳农业大学学报!!"&"!'&"&#$(')(%/Y O Tg!P X9_@!Q:O9@T!W+F G/:>H G F+=H2H B W2^H,*3+?=6T!?B=4=2S5F6+W]=F H B6H]2]=6W F2^+*W=]B V26+=H2B H],]H E H?+=2S S]H.+*&7'/L1(&.$)124,*.8$.%!%&'"()#(&$)6.'7*&/'#8!!"&"!'&"&#$(')(%/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!%'KZ O a\v O?A a O:P D_!\O a a9P!a9i P D89g!W+F G/J,'N :1S'(C,]H E H+W>2H2?G W S VE W>S]H.+*F2^JVF G=+3=2>W`W]F G,]H^V6+=H2>+W,>$+H.F]^>F5=H B W]+=G=0F+=H2H B W^=5G W]F.`W S W?+F5G W>*W F G+*3B H]*VE F2>&7'/G V14?.*!!"&!!%"$#$W#C&!!/K&!C'K赵晓妍!曹越!董芮萌!等/一株野生大豆内生细菌@8Q&'菌株的分离%鉴定及促生效应研究&7'/大豆科学!!"!&!'""!#$!!')!#&/e Y O9Q@!\O9@!89T Zag!W+F G/:>H G F+=H2!=^W2+=B=?6F+=H2F2^S]H.+*,]H E H+=2S W B B W6+H B F2W2^H,*3+=65F6+W]=F@8Q&'=2.=G^>H35W F2&7'/418S*$.4"'*."*!!"!&!'""!#$!!')!#&/"=2\*=2W>W.=+*D2S G=>*F5>+]F6+#&!('K丁文珺!王珊珊!任婧祺!等/植物内生菌研究进展&7'/生物技术进展!!"&$!$"<#$'!$)'!C/-"'$&-浙江农业学报K第#$卷K第%期Copyright©博看网. 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根瘤菌与大豆的共生关系摘要:本论文主要讲述了大豆与根瘤菌的共生关系,其中有根瘤菌的概述,技术应用,应用前景,发展史等。
大豆为根瘤菌提供能量和安全的生长环境,根瘤能够为生物固氮过程提供必要的低氧条件。
宿主和根瘤菌之间的正确识别是所有根瘤共生系统形成的必需条件。
“扩大豆科植物—根瘤菌共生体系,是我国减少化学氮肥用量的最有效途径”众所周知,氮肥是高能耗产品,减少化学氮肥的投入,对于缓解我国的能源紧张有重大意义。
豆科生物固氮,是全世界都公认的有效技术,豆科植物—根瘤菌有固氮的功能,世界上凡是种植大豆的国家,无一不采用这项技术。
禾本科为豆科解决了氮阻遏的障碍,不仅增加固氮量,促进豆、禾双高产,还可减少病虫危害;如果从轮作过程观察,前茬豆科作物为后作提供了非常可观的氮肥,生物固氮的贡献更大。
关键词:根瘤菌豆类植物固氮共生关系前言:氮素作为农业生产中的重要化学元素,随着作物产量的不断提高,氮肥的使用量不断提高,造成作物种植成本提高,土壤质量下降,而根瘤的生物固氮可以为其宿主植物提供足够的氮源。
深入探究大豆与根瘤菌之间的共生原理,分析根瘤的形成过程,并初步运用基因工程方法构建转MYB基因烟草模型。
对农业生产中氮肥使用量的减少及土壤土质的提高具有重要作用,对降低农业生产成本亦有显著意义。
正文:大豆根瘤菌(拉丁名:Bradyrhizobium japonicum)为慢生根瘤菌科、大豆根瘤菌属。
是一种活的微生物制剂根瘤内的根瘤菌与豆科植物互利共生:豆科植物通过光合作用制造的有机物,一部分供给根瘤菌;根瘤菌通过生物固氮制造的氨,则供给豆科植物.大豆生产中使用根瘤菌是一项成熟的、广泛使用的技术,能够大幅度地提高大豆生长期中的自身固氮能力,供给充足的氮素,供大豆生产所需。
大豆根瘤菌有液体、固体两种剂型。
固体型根瘤菌采用拌种或土施方式应用。
液体型根瘤菌采用浸种方式使用。
也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌剂,但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配,不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。
根据大田示范结果,大豆应用根瘤菌,可以使大豆产量提高10%以上,同时大豆的蛋白质含量提高2%、粗脂肪含量提高1~2%,每亩净收入增加40~50元。
对于大豆根瘤菌的技术应用的要点大体有以下几点:1、选择合适的大豆根瘤菌品种采集大豆生产区的主要土壤类型,进行土壤、根瘤菌匹配试验,筛选活性强、效果好、适应当地土壤和气候的大豆根瘤菌品种。
2、采用适宜的施用方法根据大豆根瘤菌的剂型,固体菌剂采用拌种或造粒后随大豆种子、肥料穴施;液体菌剂采用浸种方式使用。
也可以在种子包衣时加入大豆根瘤菌菌剂,但是要注意包衣剂和根瘤菌剂之间应相互匹配,不能因种衣剂药效抑制根瘤菌的活性。
3、合理用量菌剂拌种时每亩用量0.5千克,菌剂造粒后随大豆种子、肥料穴施时每亩用量1~2千克;液体菌剂浸种时用量0.5千克;种子包衣时用量根据包衣剂要求的用量。
大豆根瘤菌是一种活的微生物制剂,在储藏、运输、使用过程中,要避免温度过高或者过低;同时不能与杀菌剂类农药混用。
在我国的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古以及黄淮海的大豆主产区,均可广泛使用大豆根瘤菌。
2002~2004年,在辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古的大豆生产区示范推广800万亩,取得很好效果,应用前景广阔。
“扩大豆科植物—根瘤菌共生体系,是我国减少化学氮肥用量的最有效途径”。
中国农业大学陈文新院士的报告,让与会者为之一振。
陈文新院士30年来她致力于大豆根瘤菌研究和推广,曾不止一次地向中央提出加强这方面研究和推广的建议。
建国初期,在回国的几位农业微生物学前辈的组织带领下,在我国较广泛地进行了大豆、花生、紫云英根瘤菌接种实验,效果很好,尤其紫云英接种效果极佳,根瘤菌接种事业有一段兴盛时期。
但是随着化肥的大量施用,生物固氮技术逐渐淡出不再受重视。
据有关方面统计,我国年消耗氮肥占世界的30%。
以2004年统计数据为例,我国生产氮肥3300万吨,需消耗1亿多吨标准煤,而氮肥的利用率仅为10%~30%;按2002年用肥量和种植面积计,我国平均施用氮肥量为美国的2.88倍、巴西的5.79倍、澳大利亚的8.85倍。
且不说过量施用化学氮肥的危害,仅从节约能源的角度出发,也应该大力提倡生物固氮技术。
中国农科院葛诚研究员大声疾呼:我们的石油总有用完的一天,到那时候我们到哪去找氮肥呢?众所周知,氮肥是高能耗产品,减少化学氮肥的投入,对于缓解我国的能源紧张有重大意义。
豆科生物固氮,是全世界都公认的有效技术,豆科植物—根瘤菌有固氮的功能,世界上凡是种植大豆的国家,无一不采用这项技术。
为什么我们不大力推广呢?大豆根瘤菌推广中,由产品到土壤的这一过程,称之为根瘤菌推广的“一公里”问题。
“试验示范是基础,宣传培训是重要手段,政策支持是关键,‘傻瓜化’集成才能真正技术到位”,这是黑龙江农垦的成功经验。
所谓“傻瓜化”集成,是指垦区总结的一套方便简单的施肥模式———大豆根瘤菌+磷酸二铵+钾肥”的模式。
令人振奋的是,自2003年起到2007年,黑龙江垦区共计推广应用大豆根瘤菌面积820万亩,共计减少尿素投入近4万吨,生物固氮的观念已日益为垦区广大职工所接受。
一是增产增效明显,是大豆振兴计划的一项推动性措施;二是在当前化肥价格飞涨的情况下,节本的效果是可观的。
目前需要解决的技术问题,一是延长在包装中的根瘤菌的存活时间或者说保质期;二是开放条件下,比如拌种后、播种前,延长根瘤菌存活时间和提高存活的数量。
大豆在种植业结构中的重要位置是不可取代的,在美国大豆的种植面积约占耕地面积的30%~40%,而我国尤其是在东北地区,大豆具有非常重要的地位。
近年来大豆价格的攀升,提高了农民种植的积极性;而化肥价格的飞涨,给根瘤菌推广提供了非常好的机遇。
农业部农业技术推广服务中心土壤肥料技术处处长高祥照说,近年来我国南方绿肥、北方大豆种植面积在减少,现在提出大面积普及此项技术是绝好时机。
一方面直接减少化学氮肥的投入,缓解我国能源压力;同时也为大豆产业的振兴推波助澜,提供技术支撑。
据统计,全球每年生物固氮约2亿吨,豆科固氮占65%~80%,给共生植物提供所需氮50%~100%。
陈院士多年研究表明,豆科植物与禾本科植物间作效应明显。
禾本科为豆科解决了氮阻遏的障碍,不仅增加固氮量,促进豆、禾双高产,还可减少病虫危害;如果从轮作过程观察,前茬豆科作物为后作提供了非常可观的氮肥,生物固氮的贡献更大。
目前,说起我国根瘤菌剂生产的产业化水平,最具代表性的还得数秦皇岛领先科技发展有限公司。
该公司经过多年的努力,2001年在豆科根瘤菌剂生产上实现了工艺设备创新和工艺技术突破;2006年“液体根瘤菌剂产业化工艺”通过省级科技成果鉴定;由该公司承担的国家高技术产业化示范工程项目———“年产2万吨豆科根瘤菌剂产业化示范工程项目”,于2007年6月在秦皇岛通过国家验收。
该生产线达到药品GMP生产标准,设备水平达到国际先进水平,完成了我国首家根瘤菌剂的产业化基地建设。
大豆属中度耐盐植物,盐胁迫可阻碍大豆种子萌发和植株生长,减少根瘤,抑制生物学产量的积累,导致产量下降。
农业部微生物肥料质量监督检验测试中心李俊主任认为,研究筛选耐盐、固氮效率高的大豆根瘤优良菌株,应用于生产实践中,是根瘤菌剂产业化的研究方向。
应有针对性地选育出适合某地区某土壤类型主栽品种的高固氮力,高竞争结瘤能力的优良菌株;确定菌株稳定、高产的发酵工艺,包括最佳发酵培养基配方、最佳发酵参数等,筛选适宜的载体和稳效助剂,使产品中功能菌株稳定存活,延长产品的保质期、降低成本。
陈院士认为,当前迫切需加强豆科育种及根瘤菌应用基础研究,如优选的豆科植物品种与高效根瘤菌匹配;突破根瘤菌剂能较长期保存的瓶颈;根瘤菌剂使用的最有效技术及相应机具改革等。
她认为,目前我国已为中国豆科作物接种根瘤菌准备了充足的种质资源和新的认识,大豆生物固氮的大面积推广指日可待。
建议在西部退耕还林还草事业中多种豆科植物接种根瘤菌;在广大农区,建立豆科植物———根瘤菌与禾本科及其它经济作物间套轮作体系,充分发挥生物固氮作用,将化学氮肥用量降至最低限。
李俊主任介绍说,目前实施的国家高技术产业化示范工程项目(发改委)和国家土壤有机质提升试点补贴项目(农业部),对推动根瘤菌剂产业化是有利的。
据悉,2008年国家将开始在山西、江西、湖南、广西、安徽5省(区)试点种植豆科绿肥5万亩,并进行财政补贴。
同时,生物产业发展已写入“十一五”规划———绿色农用生物产品专项实施方案:推动新型高效生物肥料产业化,开发高生物固氮是生命科学中的重大基础研究课题之一, 它在生产实际中发挥着重要作用: 为植物特别是粮食作物提供氮素、提高产量、降低化肥用量和生产成本、减少水土污染和疾病、防治土地荒漠化、建立生态平衡和促进农业可持续发展。
因此,二者之间的共生原理及固氮过程一直以来是人们研究的重要课题。
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