3种典型荒漠灌木内生固氮菌及固氮酶基因nifH多样性分析

具有特殊生境的内生固氮菌,对改善植物营养、增强植物抗逆性及群落稳定性具有重要作用,是一类潜力巨大、尚待开发的微生物资源。以新疆3种典型荒漠灌木多枝柽柳（Tamarix ramosissima）、黑果枸杞（Lycium ruthenicum）、盐穗木（Halostachys caspica）为材料,从根和枝条组织中分离筛选获得137个内生固氮菌菌株,采用16S rDNA PCR-RFLP、16S rDNA序列测定、BOXAIR-PCR指纹图谱、nifH PCR-RFLP等方法分析其遗传多样性及系统发育关系。结果表明：分离菌株经16SrDNA PCR-RFLP酶切图谱聚类划分为9个遗传类型。序列测定和系统发育分析显示,代表菌株分属于拉恩氏菌属（Rahnella）、假单胞菌属（Pseudomonas）、泛菌属（Pantoea）、芽孢杆菌属（Bacillus）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）和申氏杆菌属（Shinella）,其中Rahnella为优势种群。一个测定菌株的16SrDNA序列同源性低于97%,提示可能为一个潜在的新种。BOXAIR-PCR分析优势种群的基因组结构特征,获得12种指纹图谱类型,显示出该种群具有丰富的基因组多样性。nifH PCR-RFLP分析分离内生固氮菌菌株固氮酶基因nifH的分子多态性,将其划分为3种基因型,体现了nifH具有高度保守性,同时在不同固氮微生物种群和菌株间也存在一定的多样性。研究结果丰富了固氮微生物物种资源库和基因库,对于内生固氮菌资源的保护和利用奠定了科学基础。     

北极斯瓦尔巴群岛冰川流域可培养细菌的系统发育多样性及固氮菌初步研究

从北极斯瓦尔巴群岛冰川流域的上、中、下游采集了5种代表性土壤和冰川融水样品(MT、AT、TN、BT、MS),采用常规LB和严格无氮培养基低温培养方法,对其中的可培养细菌和潜在固氮细菌进行了总菌计数以及菌株的富集、分离与纯化。经菌落菌体形态观察、16S r RNA基因初步测序排重、固氮基因nif H的PCR检测,分别选取48株可培养分离细菌和31株潜在固氮菌进行了基于16S r RNA基因全序列测定的系统发育分析。目的是初步了解该特殊生境中可培养细菌(包括潜在固氮菌)的多样性及其分布状况,为进一步研究它们在此生境中的生态功能奠定基础。实验结果表明,可培养细菌在5个采集样品中的总菌数为BTTNATMT=MS,严格无氮培养基分离菌总菌数为BTATMTTNMS。48株可培养代表菌分属于Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes 4个门的7纲、14属之中,它们在5个样品中的多样性程度为BT(6纲、6属)MT(4纲、6属)AT、MS(均为3纲、3属)TN(2纲、3属),优势菌群主要分布在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属(20.8%,集中在AT、BT、MS样品中)和β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属(35.4%,集中在MS样品中),表现出一定程度的系统发育多样性。潜在固氮菌实验结果表明,能在严格无氮培养基上生长且可检测到nif H的31株代表菌具有极为单一的系统发育多样性。其中90.32%菌株集中在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属,仅在MT和MS样品中有3株菌分布在α-proteobacteria纲的Rhizobium属、β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属和Actinobacteria纲的Arthrobacter属,它们与分离自其他极端环境的相关标准菌株具有高度16S r RNA基因同源性。另外,本实验还发现有8株菌的16S r RNA基因序列与相关标准菌株的相似度低于98.50%,推测它们具有成为该特殊生境下新种的潜质。     

荒漠灌木内生固氮菌对环境因子的适应性研究

 以塔里木河下游荒漠灌木多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb.)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)组织中分离获得的5个内生固氮菌株为材料,研究了pH值、温度、含盐量、化合态氮含量、干旱对其生长和固氮能力的影响。结果表明,测定菌株对酸碱、温度适应范围广,在pH值5.0～10.0和15～40 ℃温度范围内均能生长并表达固氮酶活性; 菌株能耐受0.1%～5.0%NaCl、0.5～4 mmol·L-1NH+4、-0.3～-0.15 mPa渗透势,表现出较强的抗逆性能,但各菌株之间存在一定差异。     

沙漠生物土壤结皮演替对微生物群落结构和土壤酶活力的影响

为了解沙漠生物土壤结皮（BSCs）演替过程中微生物群落结构及土壤酶活力变化特征,以库布齐沙漠不同演替阶段BSCs（对照样地、藻结皮、藻藓混生结皮和藓结皮）为研究对象,通过高通量测序分析BSCs中细菌、固氮菌和真菌群落组成、多样性以及土壤酶活力变化,探讨不同演替阶段BSCs对土壤微生物群落结构和土壤酶活力的影响。结果表明：随BSCs演替等级提高,优势细菌由蓝细菌门（对照样地：36.1%;藻结皮：46.9%;藻藓混生结皮：30.7%）转变为变形菌门（藓结皮：36.2%）;优势固氮菌由伪枝藻属（藻结皮：80.2%）转变为斯科曼氏球菌属（藓结皮：60.6%）;真菌担子菌门丰度（藻结皮：1.0%;藻藓混生结皮：5.0%;藓结皮：13.5%）随BSCs正向演替逐渐提高。藓结皮中细菌、固氮菌和真菌特有OTU数量较对照样地、藻结皮和藻藓混生结皮分别提高1.8～8.3、1.9～33.0倍和1.8～33.0倍;沙漠BSCs正向演替阶段微生物多样性提高顺序为固氮菌>细菌>真菌;土壤微生物多样性增加显著提高了土壤参与碳、氮循环的纤维素酶、蔗糖酶和脲酶活力（P<0.05）。随着沙漠BSCs演替...     

干旱及盐双胁迫下内生固氮菌接种对多枝柽柳实生苗生理特性的影响

采用盆栽试验法研究了在干旱及盐双胁迫下内生固氮菌接种对多枝柽柳实生苗生理特性的影响。结果表明：接菌植株较未接菌植株SOD酶活性在水盐胁迫条件下平均提高68．3％,在非胁迫条件下平均提高52．0％,随着胁迫时间延长和胁迫强度增加,SOD酶活性维持在275．82～561．49u／g。POD酶活性在水盐胁迫条件下呈现先上升后...     

一株红树林根际固氮菌的分离、鉴定以及固氮活性测定

采用选择性无氮培养基从红树林根际土壤中分离出一株具有高效固氮活性的固氮细菌,通过形态学,生化鉴定,G+C摩尔分数含量和16S rRNA以及固氮基因nifH的序列分析,初步鉴定为短小芽孢杆菌Bacillus pumilus.其特征是该菌为革兰氏阳性,直杆状,固体培养基上形成圆形白色菌落(直径3-4mm),与短小芽孢杆菌标准菌株相比较,它们在碳源利用,水解以及生长温度盐度等方面具相似程度很高,G+C摩尔分数含量为44.6%,以16S rRNA为基础构建的系统进化树分析其与短小芽孢杆菌B.pumilus B402的进化距离最近,相似性为99.6%,利用乙炔还原法对其固氮活性进行测定,具有较高的固氮活性,为156.32nmol C2H4·H-1·mL-1.     

海水中铁的来源形态及其与浮游植物的相互关系

铁是浮游植物生长所必须的微量营养元素。铁在浮游植物对氮的吸收、固氮菌对N2的固定、叶绿素的合成、卟啉生物合成、光合作用电子的传输等生物过程发挥着非常重要的作用。浮游植物的光合作用固定了占全球近40％的碳，因此研究海洋中的铁的来源、形态及其与浮游植物的关系具有重要意义。本文论述了海水中铁的来源、形态及不同形态铁的相互转化，以及浮游植物需铁的生物过程、吸铁的方式、缺铁的生理生化指示和铁对浮游植物生长及群落组成的影响。