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豌豆根瘤菌SCAU P10的接种效果、促生特性及系统发育研究

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四川农业大学学报 2024年第2期42卷 306-314页

作者：张艳琴陈远学 PENTTINEN Petri 刘明吴超徐开未四川农业大学资源学院成都611130

【目的】为获得共生固氮能力强、抗逆促生效果好、宿主识别范围广的高效豌豆根瘤菌。【方法】以前期初筛的优良豌豆根瘤菌SCAU P10为材料,在四川省成都市金堂县和广元市剑阁县验证SCAU P10的田间接种效果,采用常规方法测定菌株的抗逆促... 详细信息

【目的】为获得共生固氮能力强、抗逆促生效果好、宿主识别范围广的高效豌豆根瘤菌。【方法】以前期初筛的优良豌豆根瘤菌SCAU P10为材料,在四川省成都市金堂县和广元市剑阁县验证SCAU P10的田间接种效果,采用常规方法测定菌株的抗逆促生能力,用水培法研究菌株与四川主要豌豆品种“长寿仁”“中豌6号”“无须豆尖1号”“云豌91号”的共生匹配性,通过16S rRNA基因、持家基因、共生基因序列分析研究菌株的系统发育地位。【结果】金堂县豌豆接种供试菌株SCAU P10的鲜豌豆籽粒(青豌豆)显著增产32.3%,两试验地接种供试菌株的根瘤数、株高、绿肥产量(植株鲜重)、饲草产量(植株干重)、植株氮钾积累量均较不接种对照(CK)显著增加。抗逆促生特性试验表明,菌株耐酸耐碱能力均较强,可在pH 4.0~10.0条件下生长,耐盐能力较差,仅能在NaCl浓度0.01%~0.6%条件下生长,能分泌生长素(IAA),具有较强的溶磷(卵磷脂、磷酸钙、磷酸铁、磷酸铝)和溶钾能力。匹配性试验表明,供试菌株SCAU P10与四川4个主要豌豆品种均高效匹配。16S rRNA基因、持家基因和共生基因综合分析表明,菌株SCAU P10归属于Rhizobium sophorae,且经历了共生基因的水平转移。【结论】豌豆根瘤菌Rhizobium sophorae SCAU P10与四川主要豌豆品种共生匹配性好,具有溶磷溶钾和分泌IAA的能力,pH生长范围较广,可有效促进豌豆生长及养分吸收。研究结果可为四川地区豌豆根瘤菌菌剂的研制、推广和应用提供一定的科学依据。

关键词：豌豆根瘤菌田间验证抗逆促生性共生匹配性系统发育

Integrated rice management simultaneously improves rice yield and nitrogen use efficiency in various paddy fields

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Pedosphere 2020年第6期30卷 863-873页

作者： Yujiao DONG Fanwen ZENG Jiang YUAN Guangbin ZHANG yuanxue chen Xuejun LIU Padilla HILARIO Tusheng REN Shihua LU College of Resources and Environmental Sciences China Agricultural UniversityBeijing 100193China Soil and Fertilizer Institute Sichuan Academy of Agricultural SciencesChengdu 610066China Bureau of Agriculture in Shehong County Suining CitySichuan ProvinceShehong 629200China State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture Institute of Soil ScienceChinese Academy of SciencesNanjing 210008China Sichuan Agricultural University Wenjiang 611130China Kadoorie Farm and Botanic Garden Hong Kong 999077China

The hilly area of Southwest China is a typical rice production area which is limited by seasonal droughts and low temperature in the early rice growth period.A field experiment was conducted on three typical paddy fields(low-lying paddy field,medium-elevation paddy field,and upland paddy field)in this ***(N)treatment(180 kg N ha-1 year-1)was compared to a control treatment(0 kg N ha-1 year-1)to evaluate the effects of integrated rice management(IRM)on rice growth,grain yield,and N *** rice management integrated raised beds containing plastic mulch,furrow irrigation,and triangular *** comparison to traditional rice management(TRM),IRM promoted rice tiller development,with 7–13 more tillers per cluster at the maximum tillering stage and 1–6 more tillers per cluster at the end of tillering *** rice management significantly increased the rice aboveground biomass by 34.4%–109.0%in different growth periods and the aboveground N uptake by 25.3%–159.0%.Number of productive tillers significantly increased by 33.0%,resulting in a 33.0%increase in grain yield and 8.0%improvement of N use efficiency(NUE).Grain yields were significantly increased in all three paddy fields assessed,with IRM being the most important factor for grain yield and productive tiller *** of paddy field type and N level on N uptake by aboveground plants were reflected in the rice reproductive growth period,with the effects of IRM more striking due to the dry climate *** conclusion,IRM simultaneously improved rice yield and NUE,presenting a valuable rice management technique in the paddy fields assessed.

关键词： grain yield hilly area nitrogen uptake paddy field type plastic mulch traditional rice management

减磷配施有机肥对丛枝菌根真菌群落的复杂度和稳定性的短期效应

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微生物学报 2023年第10期63卷 3793-3810页

作者：谢小雨刘顺莉陈远学陈新平郎明西南大学资源环境学院重庆市土肥资源高效利用重点实验室重庆400715 西南大学长江经济带农业绿色发展研究中心重庆400715 西南大学农业科学研究院重庆400715 四川农业大学资源学院四川成都611130

【目的】探究减磷配施有机肥条件下土壤中丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落特性、网络复杂性及群落的稳定性之间的关系,揭示有机肥替代背景下,土壤理化性质与AM真菌的群落结构对网络特征和群落稳定性的短期效应。【方法】在2... 详细信息

【目的】探究减磷配施有机肥条件下土壤中丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌群落特性、网络复杂性及群落的稳定性之间的关系,揭示有机肥替代背景下,土壤理化性质与AM真菌的群落结构对网络特征和群落稳定性的短期效应。【方法】在2012年开始的无机磷肥长期定位试验的基础上,于2018年实施减磷配施有机肥裂区试验,共设6个处理:施无机磷0、75、150 kg/hm^(2);无机磷肥施用量减少30%,即0、52.5、105 kg/hm^(2),并配施有机肥(猪粪)3187 kg/hm^(2),每个处理重复3次。通过高通量测序和生物信息学分析,探究减磷配施有机肥对土壤中AM真菌群落的网络特征及稳定性的短期效应。【结果】相比于无机磷施用,减磷配施有机肥整体上降低了AM真菌群落的α多样性,各处理中的AM真菌优势类群均为球囊霉属(Glomus)和类球囊霉属(Paraglomus)。网络的平均度、平均加权度在无机磷肥及减磷配施有机肥处理中均在适量施磷下达到最大值,且无机磷肥处理大于减磷配施有机肥处理;网络负相关连接线数在无机磷肥处理中随施磷量增加而增加,而在减磷配施有机肥处理中随施磷量增加而减少。减磷配施有机肥通过抑制AM真菌群落间正相互作用来提高负正凝聚力比值,从而促进群落稳定性。相比于AM真菌的指示物种(indicator species)和关键类群(keystone taxa),优势类群(dominant taxa)与AM真菌群落的稳定性密切相关。【结论】在酸性紫色土中,短期减磷配施有机肥通过改变土壤pH、速效磷和有机质,调控AM真菌群落的α多样性和优势类群,进而影响AM真菌群落的网络复杂度和群落稳定性。

关键词：丛枝菌根真菌配施有机肥群落多样性网络复杂度群落稳定性

长期施氮对酸性紫色土氨氧化微生物群落及其硝化作用的影响

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中国农业科学 2022年第3期55卷 529-542页

作者：邹温馨苏卫华陈远学陈新平郎明西南大学资源环境学院/重庆市土肥资源高效利用重点实验室四川农业大学资源学院

【目的】研究长期施氮对酸性紫色土壤中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落特征的影响，揭示氨氧化微生物群落的驱动因子及其调控硝化作用的微生物学机制。【方法】依托四川雅安玉米体系施氮长期定位试验(始于2010年)，试验处理包括... 详细信息

【目的】研究长期施氮对酸性紫色土壤中氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落特征的影响，揭示氨氧化微生物群落的驱动因子及其调控硝化作用的微生物学机制。【方法】依托四川雅安玉米体系施氮长期定位试验(始于2010年)，试验处理包括5个供氮水平，即0(N0)、90(N90)、180(N180)、270(N270)和360(N360)kg N·hm-2，通过Illumina Miseq高通量测序技术测定AOA和AOB的群落，探究长期施氮对氨氧化微生物群落介导的硝化作用的影响。【结果】长期施氮影响AOA和AOB的α-多样性(包括丰富度指数和香农-威纳指数)、群落结构和群落组成。其中，随着施氮量的增加，AOA丰富度指数无显著变化，香农-威纳指数显著降低，AOB丰富度指数和香农-威纳指数均显著增加；长期不同供氮水平显著影响AOA和AOB的群落结构，供氮水平的增加显著降低AOB优势类群中Nitrosospira Cluster 3a.1的相对丰度(P<0.05)，同时显著增加了Cluster 3a.2、Cluster 9和Cluster 1的相对丰度(P<0.05)，而对AOA优势类群无显著影响。土壤p H、全氮(TN)、有机质(SOM)、NH4~+-N和NO3~--N均显著影响AOA和AOB的α-多样性，其中，p H与AOB丰富度指数和香农-威纳指数呈显著负相关(P<0.01)，而与AOA香农-威纳指数呈显著正相关，而TN、SOM、NH4~+-N和NO3~--N与AOB丰富度指数和香农-威纳指数呈显著正相关，与AOA香农-威纳指数呈显著负相关。同时，p H、TN、NO3~--N、SOM和NH4~+-N显著影响AOA和AOB的群落结构(P<0.05)。结构方程模型(SEM)的结果表明，长期施氮通过降低土壤p H、提高TN和NO3~--N含量、改变AOA和AOB的α-多样性和群落结构，进而提高了土壤的硝化势。【结论】长期施氮通过改变酸性紫色土壤p H、TN、NH4~+-N和NO3~--N和氨氧化微生物的α-多样性和群落结构进而影响了硝化势。

关键词：酸性紫色土供氮水平氨氧化细菌氨氧化古菌硝化势

川中丘陵地区大豆根瘤菌遗传多样性与系统发育关系

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微生物学报 2014年第6期54卷 616-623页

作者：熊峰陈远学张思兰游芳周欢徐开未四川农业大学资源环境学院四川成都611130

【目的】研究分离自川中丘陵地区大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育。【方法】采用16S rDNA PCR-RFLP和16S rRNA基因、glnII、共生基因(nodC)系统发育分析的方法进行研究。【结果】供试未知菌的16S rDNA用4种限制性内切酶(HaeⅢ、HinfⅠ... 详细信息

【目的】研究分离自川中丘陵地区大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育。【方法】采用16S rDNA PCR-RFLP和16S rRNA基因、glnII、共生基因(nodC)系统发育分析的方法进行研究。【结果】供试未知菌的16S rDNA用4种限制性内切酶(HaeⅢ、HinfⅠ、MspⅠ及TaqⅠ)酶切后获得5种16S遗传图谱类型。16S rDNA PCR-RFLP结果表明,所有供试菌株在83%水平分为慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)和中华根瘤菌属(Sinonrhizobium)两大类群,而75%的菌株为中华根瘤菌。6个代表菌株的16S rDNA、glnII和nodC三个位点基因的系统发育结果基本一致,4株与*** USDA205T相似度最高;有2株分别与*** CCBAU10071T、*** USDA110T相似度最高。4个Sinonrhizobium代表菌株16S rDNA、glnII序列相似度分别为98.3%-99.9%、98.2%-100%,但它们的nodC基因序列完全相同。【结论】川中丘陵地区大豆根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,***为优势种。

关键词：大豆根瘤菌 PCR-RFLP 16S rDNA glnⅡ nodC 遗传多样性

不同播期玉米籽粒灌浆特性及其与气象因子的关系

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第7期30卷 1134-1142页

作者：彭丹丹吴超徐开未陈大刚朱豪刘圆圆陈远学四川农业大学资源学院成都611130

为探讨吐丝后玉米百粒重和籽粒灌浆参数与气象因子之间的关系,为成都平原区玉米适期播种及高产高效栽培提供参考依据,本研究以广适玉米品种‘仲玉3号’为供试材料,设置6个播期处理(3月27日、4月6日、4月16日、4月26日、5月6日、5月16日)... 详细信息

为探讨吐丝后玉米百粒重和籽粒灌浆参数与气象因子之间的关系,为成都平原区玉米适期播种及高产高效栽培提供参考依据,本研究以广适玉米品种‘仲玉3号’为供试材料,设置6个播期处理(3月27日、4月6日、4月16日、4月26日、5月6日、5月16日),研究不同播期下籽粒干物质积累及灌浆特性。结果表明:随播期推迟,玉米生育时期缩短,籽粒产量和百粒重显著降低;产量下降主要由粒重引起,而引起粒重降低的原因主要与灌浆速率和灌浆速率达最大值的粒重有关,而灌浆速率和灌浆速率达最大值的粒重受吐丝后有效积温、日平均温度和降雨量的显著影响。在试验范围内,籽粒灌浆速率、灌浆速率达最大值的粒重和最终百粒重随日平均温度的升高而增高,随有效积温的增加呈增大的趋势。延迟播种,因玉米灌浆期大量降雨引起灌浆速率降低,粒重减小;积温是影响籽粒灌浆和百粒重的主要气象因子,适时早播玉米生育时期相对延长,吐丝后有效积温增多有利于籽粒灌浆。在当地气候条件下,4月6日播种吐丝后有效积温达863.36℃时,灌浆性能较好,可获得较高的粒重和产量。生产上应根据不同种植制度选择适宜的播种日期,春播应尽量安排在3月底至4月初播种,对于需要晚播的区域,应考虑与前茬作物的关系,争取在5月上旬完成播种,避免后期气象因子异常对籽粒灌浆造成不利的影响。

关键词：玉米播期气象因素籽粒灌浆粒重

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施氮对单作和套作小麦产量和氮素利用特征的影响

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中国生态农业学报 2016年第7期24卷 845-852页

作者：赵亚妮王科王佳锐陈远学杨昱四川农业大学资源学院成都611130

小麦/玉米套作是四川主要的旱作模式,研究小麦的氮素吸收利用效率及套作玉米对小麦的影响有助于进一步提示套作小麦的增产优势、养分高效利用及了解玉米小麦间相互作用机理。本研究通过田间试验研究了不同氮水平下[0 kg(N)·hm-2、60 kg... 详细信息

小麦/玉米套作是四川主要的旱作模式,研究小麦的氮素吸收利用效率及套作玉米对小麦的影响有助于进一步提示套作小麦的增产优势、养分高效利用及了解玉米小麦间相互作用机理。本研究通过田间试验研究了不同氮水平下[0 kg(N)·hm-2、60 kg(N)·hm-2、120 kg(N)·hm-2和180 kg(N)·hm-2,分别记为N1、N2、N3和N4]小麦单作、小麦/空带和小麦/玉米套作3种模式中小麦的产量、氮素吸收利用特征和玉米对小麦的影响。结果表明:在不同的氮处理下,与单作小麦相比,小麦玉米套作的小麦始终表现出明显的产量优势,其生物量和籽粒产量比单作小麦平均增加15.7%和17.8%;套作小麦边行优势明显,其边行的地上部生物量、产量、吸氮量和氮肥偏生产力比单作行分别增加23.8%、27.3%、48.9%和19.1%,说明套作小麦比单作小麦对氮利用效率更高。不施氮(N1)和低氮(N2)处理小麦/玉米套作模式中小麦的生物量、产量比小麦/空带模式平均低6.5%和5.7%,但在中氮水平(N3)时小麦/玉米套作模式中小麦产量、地上部生物量、地上部吸氮量和氮肥偏生产力分别比小麦/空带模式高14.1%、5.0%、6.8%和4.5%。说明在小麦/玉米套作模式中套入玉米在施氮不足时小麦生长受到抑制,而在施氮充足时小麦生长得到促进。因此,套作小麦有边行优势和产量优势,小麦行间套作玉米时需要配施一定量的氮肥以消除小麦、玉米间的氮素竞争从而促进小麦的生长。

关键词：小麦/玉米套作氮素管理产量优势边行优势吸氮量氮肥偏生产力

密度对川中丘陵区春玉米籽粒灌浆及脱水特性的影响

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南京农业大学学报 2021年第1期44卷 42-49页

作者：龙玲徐开未胡月秋蒋帆周元莫太相陈远学四川农业大学资源学院四川成都611130 四川省德阳市中江县农业农村局四川德阳618100

[目的]本文旨在为四川丘陵区密植高产宜机收春玉米栽培提供理论依据。[方法]于2017和2018年,在川中丘陵区中江县开展田间试验,以全国耐密品种‘郑单958’(ZD958)和西南耐密宜机收品种‘仲玉3号’(ZY3)为试验材料,2017年设置5.25、6.00、... 详细信息

[目的]本文旨在为四川丘陵区密植高产宜机收春玉米栽培提供理论依据。[方法]于2017和2018年,在川中丘陵区中江县开展田间试验,以全国耐密品种‘郑单958’(ZD958)和西南耐密宜机收品种‘仲玉3号’(ZY3)为试验材料,2017年设置5.25、6.00、6.75、7.50、8.25万株·hm^-25个密度处理,2018年设置4.50、6.00、7.50、9.00万株·hm^-24个密度处理,测定籽粒灌浆和含水量动态变化。[结果]籽粒平均灌浆速率和收获期百粒重均随种植密度的增加呈降低趋势,密度每增加0.75万株·hm^-2,ZD958和ZY3籽粒灌浆速率平均减少1.66%和3.36%,百粒重分别减少1.66%和3.32%;密植对玉米籽粒灌浆中后期的干物质积累影响较大。ZD958和ZY3从吐丝到生理成熟时所需有效积温分别为1133.0和1074.7℃,到收获期所需有效积温分别为1316.0和1279.5℃。ZD958和ZY3生理成熟时籽粒含水量均在30%以上;达到适宜机收条件(籽粒含水量28%和25%)时所需有效积温因密度增加而增加,密度每增加0.75万株·hm^-2,ZD958有效积温平均增加26.98和35.95℃,ZY3有效积温平均增加5.35和19.65℃;ZY3籽粒总脱水速率较ZD958大,到达适宜机收的时间较ZD958短。收获期百粒重、籽粒总脱水速率、生理成熟后籽粒脱水速率均与有效积温显著或者极显著正相关,而生理成熟期和收获期籽粒含水量与有效积温极显著负相关。[结论]种植密度增加会导致玉米籽粒灌浆性能及脱水速率降低,适宜密植可获高产。ZY3籽粒灌浆及脱水速率受密度影响小,到达生理成熟及适宜机收条件所需灌浆期有效积温低,总脱水速率快,更适合作为川中丘陵区密植宜机收推广品种。

关键词：玉米种植密度籽粒灌浆特性籽粒脱水特性有效积温

凉山州新银合欢根瘤菌的共生有效性及遗传多样性

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微生物学报 2014年第5期54卷 498-508页

作者：徐开未张小平陈远学古飞越周德海唐成义四川农业大学资源环境学院四川成都611130

【目的】研究分离自四川凉山州新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性。【方法】采用16S rRNA RFLP、BOX-PCR、AFLP、多位点持家基因序列的联合分析及无氮水培法对33株供试新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性进行研究。【结果】... 详细信息

【目的】研究分离自四川凉山州新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性。【方法】采用16S rRNA RFLP、BOX-PCR、AFLP、多位点持家基因序列的联合分析及无氮水培法对33株供试新银合欢根瘤菌的遗传多样性和共生有效性进行研究。【结果】分析表明,3种方法在属水平的分群结果具有较好的一致性,有1个Mesorhizobium属的菌株、3个Bradyrhizobium属的菌株、3个Rhizobium属的菌株,26个相似度较高的菌株属Sinorhizobium。16S rRNA-recA-atpD-glnII序列联合构建的新银合欢根瘤菌系统发育树表明,SCAU203、SCAU211可能分别是Rhizobium和Bradyrhizobium的新类群,另外3个代表菌株分别位于Sinorhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium分支,分别与***、***、***亲缘关系最近。无氮水培接种试验筛选出2个共生固氮效果好、与不接种对照处理差异达显著水平的菌株SCAU229和SCAU307,有3个菌株不仅不具共生有效性,甚至不利于宿主的生长,其余84%的供试菌为低效或无效菌株。【结论】凉山州新银合欢根瘤菌具有丰富的遗传多样性,分布于4个属:Rhizobium、Bradyrhizobium、Mesorhizobium、Bradyrhizobium,79%为Sinorhizobium属的菌株,优势菌群为Sinorhizobium。该区的新银合欢根瘤菌大多数的共生有效性差。

关键词：银合欢根瘤菌持家基因遗传多样性多位点基因序列分析共生有效性