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鳗草根际固氮菌的分离鉴定及培养条件的筛选

中国水产科学 2017年第4期24卷 791-801页

作者：王琦李文涛张沛东张秀梅中国海洋大学海水养殖教育部重点实验室青岛海洋科学与技术国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室

为了解鳗草(Zostera marina)根际微生物的共生固氮功能,并分离得到对海草有潜在促生效果的功能微生物,以山东荣城天鹅湖鳗草为研究对象,采用选择性固氮培养基从其根际分离得到了两株具较高固氮酶活性的菌株(3A和4G),从形态学、生理生化... 详细信息

为了解鳗草(Zostera marina)根际微生物的共生固氮功能,并分离得到对海草有潜在促生效果的功能微生物,以山东荣城天鹅湖鳗草为研究对象,采用选择性固氮培养基从其根际分离得到了两株具较高固氮酶活性的菌株(3A和4G),从形态学、生理生化特性、16S rDNA和固氮基因nifH等方面对菌株进行筛选和鉴定,探讨菌株的最佳培养条件并获得了菌株典型生长曲线。结果表明,菌株3A为海旋菌(Thalassospira),革兰氏阳性菌,菌落圆形桔黄色,可利用的碳源:D-甘露糖,D-松三糖,L-鼠李糖等,最佳培养条件:盐度2.585%,pH 8.18,温度31.49℃;菌株4G为芽孢杆菌(Bacillus),革兰氏阴性菌,菌落圆形乳白色,可利用的碳源:D-纤维二糖,D-葡萄糖,D-麦芽糖,蔗糖,D-甘露醇,D-海藻糖等,最佳培养条件:盐度2.920%,pH 7.99,温度37.27℃。利用乙炔还原法测定二者的固氮酶活性,分别为252.21 nmol C2H4/(mL·h)和196.31 nmol C2H4/(mL·h)。研究证实两株菌株具有良好的固氮性能,可用于海草固氮肥的研制,在海草床生态系统恢复研究领域具有潜在的应用前景。

关键词：鳗草固氮菌 16S rDNA 固氮酶活性芽孢杆菌海旋菌

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根瘤菌与固氮菌联合对毛叶苕子的促生效果

草业学报 2021年第5期30卷 94-102页

作者：魏志敏孙斌方成代子雯刘满强焦加国胡锋李辉信徐莉南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095

利用前期筛选的具有优良固氮活性的巨大芽孢杆菌菌株N3和豌豆根瘤菌菌株Vic5,研究单一及复合接种对毛叶苕子的促生效果及对土壤性质的影响。结果表明:相比不接菌处理CK,单一接种N3能显著提高毛叶苕子根瘤固氮酶活性,单一接种Vic5能显著... 详细信息

利用前期筛选的具有优良固氮活性的巨大芽孢杆菌菌株N3和豌豆根瘤菌菌株Vic5,研究单一及复合接种对毛叶苕子的促生效果及对土壤性质的影响。结果表明:相比不接菌处理CK,单一接种N3能显著提高毛叶苕子根瘤固氮酶活性,单一接种Vic5能显著提高毛叶苕子地上部生物量、结瘤数和根瘤固氮酶活性,Vic5处理下毛叶苕子地上部生物量、结瘤数、根瘤固氮酶活性及根系形态学指标包括根系总长、根表面积、根体积及根尖数较N3处理分别增加了72.55%、121.20%、47.22%、21.46%、50.48%、53.85%和47.42%。相比CK,接种N3处理土壤全磷、速效磷和速效钾含量显著提高,Vic5处理土壤铵态氮和硝态氮含量显著提高,复合接菌处理下土壤有机质和全氮含量显著提高。接种N3能显著提高土壤固氮酶活性,接种Vic5能显著提高土壤基础呼吸、微生物量碳、氮含量和土壤固氮酶活性,复合接种处理下土壤基础呼吸强度最大、微生物量碳、氮含量最高,土壤固氮酶活性最高,用乙炔还原法测得固氮酶活性为C_2H_453.77 nmol·g^(-1)·h^(-1)。综上所述,相比单一接种,复合接种自生固氮菌N3和豌豆根瘤菌Vic5表现出对毛叶苕子更优的促生作用和对土壤具有更好的改良作用,可为后期毛叶苕子专性生物菌肥的开发利用奠定基础。

关键词：固氮菌根瘤菌毛叶苕子生物菌肥

基于RFLP技术的鹿角杯形珊瑚共附生固氮菌多样性分析

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生态学报 2014年第20期34卷 5875-5886页

作者：黄小芳陈蕾张燕英凌娟龙丽娟张偲董俊德中国科学院热带海洋生物资源与生态重点实验室中国科学院南海海洋研究所广州510301 中国科学院南海海洋研究所海南热带海洋生物实验站三亚572000 中国科学院大学北京100049

对三亚湾鹿回头与西沙石岛的常见鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)的固氮酶nif H基因多样性进行了分析,并对其共附生固氮微生物多样性进行了比较。利用Taq I和HaeⅢ两种限制性内切酶分别对三亚湾珊瑚的粘液(SYN)、组织(SYZ)和西沙... 详细信息

对三亚湾鹿回头与西沙石岛的常见鹿角杯形珊瑚(Pocillopora damicornis)的固氮酶nif H基因多样性进行了分析,并对其共附生固氮微生物多样性进行了比较。利用Taq I和HaeⅢ两种限制性内切酶分别对三亚湾珊瑚的粘液(SYN)、组织(SYZ)和西沙珊瑚组织(XSZ)的阳性克隆子进行聚合酶链反应-限制性片段长度多态性(PCR-RFLP)分析,得到了23,25和13个OTUs,文库的覆盖率分别为90.3%,87.5%和94.1%,多样性指数Shannon-Wiener指数(H)分别为2.28,3.02和2.08,Evenness指数(E)分别为0.5,0.65和0.56。研究结果表明:1)3个文库重要组成部分都是绿菌门(Chlorobia)和变形菌门(Proteobacteria)α-亚门、γ-亚门、δ-亚门细菌;2)3个文库绝大部分OTUs的最相似序列来自珊瑚礁、海绵、水体、沉积物等环境中的不可培养细菌,反映鹿角杯形珊瑚组织和粘液可能蕴含着丰富的尚未被培养的固氮菌资源;3)发现了两大重要的类群——分别与绿菌门和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)细菌序列最相似的类群,它们通过为珊瑚共生体提供有机氮源参与到珊瑚白化的调节或恢复过程中,在珊瑚共生体营养物质的循环中充当重要角色;4)从多样性指数分析可以看出,SYZ的固氮微生物多样性高于SYN,SYZ的固氮微生物多样性高于XSZ,反映了鹿角杯形珊瑚生活的地理位置不同,固氮菌共附生的生态位不同(如珊瑚粘液、组织等不同部位),都将导致珊瑚共附生固氮菌多样性的差异。

关键词：鹿角杯形珊瑚固氮菌固氮酶基因nifH PCR-RFLP 生物多样性

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固氮菌的筛选及其对菜场垃圾堆肥化的影响

东北农业大学学报 2012年第11期43卷 77-80页

作者：王晓辉姜虎刁婥张立菲张颖东北农业大学资源与环境学院哈尔滨150030 黑龙江省环境保护科学研究院哈尔滨150056

分别以可溶性淀粉、鼠李糖、蔗糖为唯一碳源的无氮培养基,从校园土壤中分离到褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum)、维涅兰得固氮菌(A.vinelandii)和拜氏固氮菌(A.beijerinckii)三种菌种各2株菌株。将3种菌种单独及混合分别投加到菜场... 详细信息

分别以可溶性淀粉、鼠李糖、蔗糖为唯一碳源的无氮培养基,从校园土壤中分离到褐球固氮菌(Azotobacter chroococcum)、维涅兰得固氮菌(A.vinelandii)和拜氏固氮菌(A.beijerinckii)三种菌种各2株菌株。将3种菌种单独及混合分别投加到菜场垃圾堆肥装置中。结果表明,接种混合固氮菌的菜场垃圾废物堆肥的全氮、铵态氮、硝态氮的含量最高,堆肥化所用的时间最短。接种一种固氮菌(褐球固氮菌、拜氏固氮菌或维涅兰得固氮菌)的也有所提高。

关键词：固氮菌菜场垃圾堆肥有效氮

高CO2浓度和固氮菌对斜纹夜蛾幼虫食物利用效率的影响

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生态学报 2015年第2期35卷 333-339页

作者：朱敏孟玲李保平南京农业大学植物保护学院、农作物生物灾害综合治理教育部重点实验室南京210095

"补偿取食"假说认为CO2浓度升高后植食性昆虫会增大取食量以弥补植物组织中氮素营养的不足。但实证研究并非都支持该假说。用人工智能气候箱设置CO2浓度(390μL/L和780μL/L)和固氮菌(有、无)等2因素4处理,种植菜豆饲喂刚蜕皮进入4龄的... 详细信息

"补偿取食"假说认为CO2浓度升高后植食性昆虫会增大取食量以弥补植物组织中氮素营养的不足。但实证研究并非都支持该假说。用人工智能气候箱设置CO2浓度(390μL/L和780μL/L)和固氮菌(有、无)等2因素4处理,种植菜豆饲喂刚蜕皮进入4龄的斜纹夜蛾幼虫,测定其取食和食物利用效率。协方差分析结果表明,CO2浓度与固氮菌互作对斜纹夜蛾幼虫取食量具有显著影响,在无固氮菌处理下,斜纹夜蛾幼虫对高CO2浓度处理的菜豆取食量明显高于当前CO2浓度处理的;而在有固氮菌处理下,斜纹夜蛾幼虫对高CO2浓度下菜豆的取食量又比当前CO2浓度处理下的低。固氮菌对斜夜蛾4龄幼虫最终体重没有显著影响,但高CO2浓度处理的4龄幼虫终体重大于当前CO2浓度处理的幼虫。CO2浓度、固氮菌及其互作对斜纹夜蛾幼虫的相对取食率(RCR)和相对生长率(RGR)具有显著影响,在当前CO2浓度处理下,斜纹夜蛾4龄幼虫的RCR和RGR在有、无固氮菌处理之间没有显著差异;但在升高CO2浓度下,无固氮菌处理下的RCR和RGR显著大于有固氮菌处理。CO2浓度及其与固氮菌互作显著影响近似消化率(AD),在无固氮菌处理下,CO2浓度升高使AD增大;但在有固氮菌、CO2浓度升高下,其AD略有降低。CO2浓度和固氮菌双因素处理对消化食物转化率(ECD)无显著影响。研究结果支持"补偿取食"假说。

关键词： CO2浓度升高固氮菌食物利用害虫治理气候变化生物学

“99%难培养”微生物的概念与初步评价：以固氮菌为例

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微生物学报 2021年第4期61卷 903-922页

作者：杨丽洁贾仲君中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室中国科学院大学

【目的】以固氮菌为例,厘清"99%难培养"的概念,定量评价土壤中可培养固氮菌的比例。【方法】直接提取土壤中所有微生物DNA,同时,利用传统微生物富集技术获得固体和液体培养基第一代和第二代菌体及其DNA,高通量测序nifH和16S rRNA基因,... 详细信息

【目的】以固氮菌为例,厘清"99%难培养"的概念,定量评价土壤中可培养固氮菌的比例。【方法】直接提取土壤中所有微生物DNA,同时,利用传统微生物富集技术获得固体和液体培养基第一代和第二代菌体及其DNA,高通量测序nifH和16S rRNA基因,通过系统发育分类方法,明确固氮菌富集物的物种组成及可培养比例。【结果】文献分析表明,"99%难培养"并未有严格的定量实验证据,是"平板计数异常"的同义词,即采用显微计数法的微生物数量远高于平板计数法。针对典型旱作潮土中的固氮菌,微生物属水平的nifH基因分析发现,可培养固氮菌占比为(22.4±4.5)%–(28.4±6.3)%,而16SrRNA的结果为(31.6±3.4)%–(41.4±13)%。nifH基因分析发现土壤中固氮菌共67属,其中39属可在固体和液体培养形成菌落,但仅有4属得到显著富集,固体培养基富集了Proteobacteria门Azotobacter属,相对丰度高达(98.2±0.94)%;而液体培养基极显著富集了Firmicutes门的Paenibacillus和Clostridium属,相对丰度高达(76.7±3.9)%和(21.7±4.0)%。16S rRNA基因分析发现,土壤中所有固氮菌共计14门、255属,其中248属可在固体和液体培养基形成菌落被培养,但高达6门、226属尚未获得纯菌株或固氮生理报道,并且固体培养基仅显著富集了Proteobacteria门6个属;液体培养基则富集了Firmicutes门5个属。【结论】"99%难培养"是"平板计数异常"的同义词。nifH基因发现土壤中58.2%固氮菌属可培养;而16S rRNA基因则发现高达97.3%固氮菌属可在培养基上形成菌落,但其中91.1%的固氮菌尚未获得纯菌株或固氮生理报道。同时,绝大部分固氮菌为数量占弱势的稀有属,69.5%的nifH基因属丰度固氮菌,遗漏了绝大部分已形成菌落但尚未被分离纯化的固氮菌属。"不可培养"微生物的表述并不合理,未来亟需创新培养策略,定向分离传统培养基上被遗漏的微生物,获得更多"难培养"或"尚未培养"微生物。

关键词：可培养微生物固氮菌固氮 nifH基因

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极耐盐碱固氮菌的分离鉴定及固氮特性研究

微生物学报 2021年第11期61卷 3483-3495页

作者：曹晶晶熊悯梓钞亚鹏赵盼汪志琴仲乃琴宁夏大学农学院宁夏银川750021 中国科学院微生物研究所北京100101 内蒙古自治区马铃薯肥料农药高效利用技术企业重点实验室内蒙古呼伦贝尔021000 中国科学院农业微生物先进技术工程实验室北京100101

我国盐碱土面积约9913万hm2,其中pH值高于9、盐含量大于0.6%的重度盐碱地每年以1.4%的速率增长。利用固氮微生物改善植物根际环境,提高作物产量,是盐碱地改良的重要方法。【目的】从来自海南省三沙市热带珊瑚岛礁的土壤中,分离鉴定自生... 详细信息

我国盐碱土面积约9913万hm2,其中pH值高于9、盐含量大于0.6%的重度盐碱地每年以1.4%的速率增长。利用固氮微生物改善植物根际环境,提高作物产量,是盐碱地改良的重要方法。【目的】从来自海南省三沙市热带珊瑚岛礁的土壤中,分离鉴定自生固氮菌,为极端盐碱地改良提供候选菌株。【方法】通过形态学观察、生理生化特征分析和16S rRNA序列测定等方法进行菌种鉴定,分析其固氮、耐盐碱和促生长特性,盆栽试验验证其对玉米主要农艺性状的影响。【结果】获得1株极端耐盐碱的固氮细菌DJ-1,其菌落呈圆形,菌体杆状,大小(0.5–1.3)μm×(0.3–0.5)μm,革兰氏染色阴性,与根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的16S rRNA序列高度同源,确定其为根癌土壤杆菌。DJ-1在pH 9、NaCl含量为1%–4%的培养基上可正常生长,能耐受pH 12、NaCl含量8%的环境。从中克隆到固氮酶基因nifH。盆栽试验结果表明,DJ-1可显著促进玉米生长。【结论】菌株DJ-1能耐受极端盐碱条件,且具有较强的固氮和促生长能力,有可能作为贫瘠盐碱耕地改良功能菌剂的候选菌株。

关键词：盐碱土固氮菌根癌土壤杆菌促生长

固氮菌J-25利用味精废水产生絮凝剂的研究

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环境化学 2003年第6期22卷 582-587页

作者：尹华余莉萍彭辉叶锦韶张娜暨南大学环境工程系广州510632

考察了微生物絮凝剂产生菌AzotobacterJ 2 5在味精废水中发酵产生絮凝剂的絮凝特性 .实验表明 ,味精废水经预处理后 ,加入有机碳源对絮凝剂产生菌AzotobacterJ 2 5进行培养 ,菌体在生长过程中产生絮凝剂 ,并将其分泌到细胞外 ,培养液的... 详细信息

考察了微生物絮凝剂产生菌AzotobacterJ 2 5在味精废水中发酵产生絮凝剂的絮凝特性 .实验表明 ,味精废水经预处理后 ,加入有机碳源对絮凝剂产生菌AzotobacterJ 2 5进行培养 ,菌体在生长过程中产生絮凝剂 ,并将其分泌到细胞外 ,培养液的絮凝活性最高达 98%以上 .该絮凝剂在偏碱性的条件下 ,对高岭土悬浊液的絮凝效果最好 .实际废水的净化实验表明 ,该微生物絮凝剂对多种废水具有良好的净化效果 ,尤其对石化废水处理效果最好 ,CODCr,SS ,色度的去除率分别为 66 7% ,98 3% ,93 7% .

关键词：味精废水絮凝剂发酵固氮菌废水处理

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固氮菌的孢囊

微生物学通报 1999年第5期26卷 370-372页

作者：贾小明陈声明浙江大学生命科学学院杭州310029

在特定条件下,自生固氮菌(Azt)tobaclersp.)的营养细胞会转变成一卵圆形或球形的休眠体,称为抱囊(Cyst)。‘l抱羹的形态结构固氮菌的抱囊为球形或卵圆形,大小为1.SX2.opm[‘],体积大约为营养细胞的一半,其结构在光学显微镜下至少可分为... 详细信息

在特定条件下,自生固氮菌(Azt)tobaclersp.)的营养细胞会转变成一卵圆形或球形的休眠体,称为抱囊(Cyst)。‘l抱羹的形态结构固氮菌的抱囊为球形或卵圆形,大小为1.SX2.opm[‘],体积大约为营养细胞的一半,其结构在光学显微镜下至少可分为3部分:中心体(centalbody)、内壁层(inhne)和外壁层(exine)。Pope等l’]用钉红染色可见外壁层外还有荚膜.抱囊的中心体是收缩的细胞质部,往往内含数个折射的颗粒,为聚卜羟基丁酸盐(PHB)颗粒。紧绕着中心体的为细胞质膜,…

关键词：固氮菌孢囊中心体形态学