引进的俄罗斯高效大豆根瘤菌培养基的选择与优化
大豆根瘤菌剂应用技术培训
世界主要大豆生产国:非常重视根瘤菌的应用
根瘤菌剂在国外主要大豆生产国应用十分普遍:美国、巴西、阿根 廷、加拿大、印度、新西兰、澳大利亚等主要大豆种植国,根瘤菌 接种面积占大豆种植面积的 50%~90%。巴西、阿根廷在大豆种 植过程中不施化学氮肥。美国仅在根瘤形成前施很少量的氮肥,以 供大豆前期使用。
每个根瘤就像是一座微型氮肥厂,源源不断地把氮素输送给植株利用。
图A 大豆根瘤
图 B 大豆根瘤菌
大豆根瘤共生固氮的重要性—— 应发挥根瘤固氮作用,减少化学氮肥的施用
据测算,大豆根瘤所固定的氮可以提供大豆一生所需氮 素营养的 50%~80%,甚至是100%。
在大豆的种植中,如能充分发挥大豆根瘤的固氮功能, 就可以大幅度减少化学氮肥的施用量,同时达到节约大 豆生产成本,并减少氮肥施用所带来的环境污染的目的。
应用大豆根瘤菌取得显著效益:在大豆种植中,接种高效根瘤菌, 不施或少施化学氮肥不仅获得高产,而且大幅节约了生产成本。如 巴西接种大豆根瘤菌,节省氮肥带来的经济利益每年超过了 25亿 美元。
我国现状:大豆种植中不重视接种根瘤菌, 依赖化学氮肥的施用,浪费严重
据2008年统计,我国大豆根瘤菌接种面积不超过 200万亩,约占 大豆种植总面积的 1%;远低于国外大豆主要生产国的接种比例。
使用液体根瘤菌剂拌种过程
1. 按照说明用量量取根瘤菌剂
大豆根瘤菌HH103菌株培养基的筛选与优化
大豆根瘤菌HH103菌株培养基的筛选与优化
肖亦农;徐琼
【摘要】Quick-growing soy bean rhizobium (Rhizobium fredii) HH103 was used as a tested strain, and adopted single factor nitrogen source utilization experiment and orthogonal design experiment to confirm the optimum medium and its formula. The results showed that the strain grew well on YMA, the optimum carbon source was sucrose, and the optimum nitrogen was yeast extract with the optimum medium formula as follows (in g/L) : sucrose 11, yeast extract 0.9, K2HPO40.5, MnSO4 0.005, CaCl2 0.1, KH2PO40.5, MgSO40.2, KNO30.77, (NH4)2HPO4 0. 33, FeCl3 0.005, andpH7.2.%以快生型大豆根瘤菌HH103菌株为供试菌株,采用单因素碳氮源利用试验和正交设计试验,确定最佳培养基及其配方.结果表明:该菌株在YMA中生长良好,最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为酵母膏,最佳培养基成分配方(g/L):蔗糖11,酵母膏0.9,K2HPO4 0.5,MnSO40.005,CaCl2 0.1,KH2PO4 0.5,MgSO4
大豆根瘤菌的筛选及分离鉴定
大豆根瘤菌的筛选及分子鉴定
韩孝强
(天津农学院农学系)
1 前言
根瘤菌是可以与豆科植物共生形成根瘤,将空气中的氮还原成氨,提供植物营养并能促使植物异常增生的一类革兰氏阴性菌。如根瘤菌属和慢性根瘤菌属都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤,并在根瘤内成为分枝的多态细胞,称为类菌体[1]。常制成细菌制剂即一种生物肥料在田间施用,作为作物或牧草增产的一种手段。
美国、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度及非洲的一些国家,至少有70多个国家研究、生产和应用豆科根瘤菌,不仅面积不断扩大,而且应用的豆科植物种类也日益繁多。在美国、巴西等大豆种植的主要国家,根瘤菌接种率达到95%以上[2]。世界各国一直在研究与豆科作物及其品种相匹配的优良根瘤菌生产用菌株,根瘤菌剂产品在稳步提高[3]。我国微生物肥料的研究始于20世纪40年代,其研究与应用已有几十年的历史,在我国的农业生产中起了非常重要的作用。最早研究应用的是根瘤菌制剂,代表和奠基人有张宪武先生、陈华癸院士和樊庆笙先生等[4]。
众所周知,大豆是富含蛋白质的一种作物,构成蛋白质的主要元素就是氮,而空气有80%都是由氮气组成的,根瘤菌正是利用了这种最廉价的原料来满足了大豆生长过程中氮元素的需要[5]。
而且根瘤菌产生的氨态氮没有环境污染,吸收率相当高,使用过程中没有氮流失,而人工施用化学氮肥流失率往往大于50%,且氮肥为产酸肥料,施用后会造成土壤酸化问题[6]。因此使用了根瘤菌后可以不施或大量减少化学氮肥的用量,在显著提高亩产量的同时还能减少因使用化肥对土壤结构造成的破坏和对水源的污染,节省能源、改良土壤、实现可持续发展的目标[7]。
不同大豆根瘤菌基因工程菌株接种对大豆的增产效果
不同大豆根瘤菌基因工程菌株接种对大豆的增产效果
戚胜方1,朱国富2,王 敏1
(1,安徽省寿西湖农场,寿县232200;2,安徽省种子公司,合肥230001)
关键词:增产效果;大豆根瘤菌;固氮
中图分类号:S144.3 文献标识码:A 文章编号:1007-7731(1999)02-0054-02
近年来应用基因工程手段培育的高效固氮大豆根瘤菌基因工程菌株,有侵染早、结瘤多等特点,在东北等大豆主产区试验示范,均表现出显著增产效果[2、3、4]。本试验旨在进一步明确不同基因工程根瘤菌菌株对大豆生育、结瘤性状及产量的效应,筛选出供我省大豆生产应用的最佳菌株。1 材料与方法
1.1 材料 本试验接种的根瘤菌菌株为黑龙江省农科院筛选的又经接种外源DNA的优良慢生型大豆根瘤菌22-10基因工程菌株;华中农大利用快生型根瘤菌B52的基因文库转移到慢生型大豆根瘤菌22-10中所构建的基因工程菌株HN-32、HN-33和来自国外的的快生型根瘤菌剂TA -11,以上四种根瘤菌剂均由华中农大生物系提供。
供试大豆品种为我省沿淮地区大面积推广的皖豆13号,试验于1996年在寿西湖农场农科所进行,土壤为黄潮土,系种过大豆的“老区”,土壤有机质含量1.7%,速效N、P、K含量分别为86.
6、15和190m g/kg.
1.2 试验设计 设6个处理,1.菌株22-10;
2. HN-32;
3.HN-33;
4.TA-11;
5.不接种,加施磷酸二铵135kg/h a(CK2);
6.不接种,不施化肥(CK1)。3次重复,随机区组设计。每小区10行,行距0.5m,行长8m,小区面积40m2。
大豆根瘤菌结瘤固氮效率的演化机制与启示
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。
俄罗斯根瘤菌对大豆黑河17号的增产效果
俄罗斯根瘤菌对大豆黑河17号的增产效果
张 雷
(黑龙江省农科院黑河农科所 164300)
摘 要 利用从俄罗斯引进根瘤菌2号及18号,进行了田间试验研究,研究其在大豆上的增产效果,结果表明,施用根瘤菌肥后,单株鲜重、根瘤数、根瘤鲜重及其干重都有增加的趋势;在生育后期使百粒重增加,增产幅度均达10%以上,以根瘤菌18号应用效果最好。
关键词 大豆 根瘤菌 产量
俄罗斯全俄大豆研究所大豆根瘤菌研究室提供的根瘤菌在俄罗斯已广泛应用,用以提高大豆自身的固氮能力,减少化学氮肥的使用量,提高大豆产量,改善产品品质。大豆是黑河地区主栽作物之一,而根瘤菌在生产上应用极少。为此,于2001—20022号及18号,研究其在大豆上的增产效果,进行了田间试验研究。
1 材料与方法
111 试验材料
根瘤菌2号,根瘤菌18号(俄罗斯提供)。试验用品种为黑河17号。
112 试验地点
试验于2001—2002年在黑河农科所试验地进行。供试土壤为粘质中层草甸暗棕壤,0~20cm土壤有机质含量3176%、全氮为01185%、全磷为01148%、水解氮为6418mg/kg、速效磷为2410mg/kg、速效钾为128mg/kg,肥力中等。
113 试验设计与方法
试验处理:根瘤菌2号,根瘤菌18号,对照(不拌根瘤菌)。根瘤菌肥的使用剂量为3g/m2(即公顷施菌肥30kg)。采用小区试验,随机区组,3次重复,5m垅长,4行区, 6617cm垅距。
114 根瘤菌培养模式
培养基:蔗糖10g,甘露醇2g,K3PO4011g,KH2PO40137 g,MgSO4・7H2O0118g,NaCl0106g,(NH4)2HPO4011g,Ca2 SO4・2H2O0104g,CaCO30125g,酵母1g,加入1000ml水,搅拌至完全溶解,分装入8个250ml三角瓶中,加棉塞。
大豆根瘤菌示范推广项目实施方案
一、项目背景
大豆根瘤菌是一种对大豆生长有益的微生物,能够与大豆根系共生,固氮、供应植物所需的氮源,提高大豆的产量和品质。然而,由于大豆根瘤菌的种类繁多,且对环境条件要求较高,导致其在实际生产中应用较少。为了推广大豆根瘤菌的应用,提高大豆产量和质量,制定了大豆根瘤菌示范推广项目实施方案。
二、项目目标
1. 推广大豆根瘤菌的应用,提高大豆产量和质量。
2. 培育适应不同环境条件的大豆根瘤菌品种。
3. 建立大豆根瘤菌示范推广模式,为农民提供技术指导和支持。
三、项目内容
1. 大豆根瘤菌品种筛选:根据不同地区的土壤条件和大豆品种特点,筛选适应性强、固氮效果好的大豆根瘤菌品种。
2. 大豆根瘤菌培养技术研究:研究大豆根瘤菌的培养方法和培养基配方,提高大豆根瘤菌的培养效率和质量。
3. 大豆根瘤菌示范推广:选择几个典型的大豆种植区域,开展大豆根瘤菌的示范推广工作,包括培训农民、提供种苗和技术指导等。
4. 大豆根瘤菌应用效果评估:对示范推广区域的大豆产量和品质进行评估,分析大豆根瘤菌的应用效果。
四、项目实施步骤
1. 确定示范推广区域和参与农户:选择几个适宜种植大豆的地区作为示范推广区域,并与当地农民合作,确定参与项目的农户。
2. 大豆根瘤菌品种筛选:根据示范推广区域的土壤条件和大豆品种特点,筛选适应性强、固氮效果好的大豆根瘤菌品种。
3. 大豆根瘤菌培养技术研究:研究大豆根瘤菌的培养方法和培养基配方,提高大豆根瘤菌的培养效率和质量。
4. 大豆根瘤菌示范推广:在示范推广区域开展大豆根瘤菌的示范推广工作,包括培训农民、提供种苗和技术指导等。
大豆根瘤菌剂技术的推广应用
表 l
作物
品种
大 豆 根 瘤 菌 试 验 生 长期 间 问 调 查 表 ( 6且 2 4目) 试 验 站
处理 无肥 常规 株 根瘤 数 4 1 . { 7 0 0 1 0 0 I 7 5 2 4 7
7 0 6 1 6 O
根瘤重
鲜孽 g 于重 g
地 植株
鲜重 g
地F 植株
干重 g 鲜重 g 干重 g l 0 6 】l 2 1 4 2 1 8 4
☆牛
5 o
常 规+ 龋剂 5 0 % 氮肥+ 等世 磷 钾 肥+ 菌剂 瞵钾 肥t 菌 剂 5 l 4
6 4 5
表 2
作物
乩种 址理
七肥
叶片
根瘾 数
根瘤 重
鲜重 g 干重 g
地t 植 株
Hale Waihona Puke Baidu鲜重 g 重g
地 F 植株
- 一
、
菌试验处理的 田间调查看 ,大豆出苗期应用 大豆根 瘤菌剂拌种的 地块 , 苗出的特别整齐 , 健壮 , 色泽浓绿 。 通过大豆整个生育期调查结果来看 : 应用大豆根瘤 菌剂 , 可以 促进大豆植株健壮生长 ,增加 大豆根瘤数 ,提高大 豆生 物固氮效 应, 但在促早熟上 , 没有表现 出明显的促早熟现状 。 2 、 做好秋季测产 , 总结试验示 范结果 为 了综合 分析 大豆根 瘤菌 剂在 我县 不 同地块 的应 用效 果 , 2 01 3年我县对试验站 、 柳树镇小 区试 验地及 古城镇 、 朱家镇 、 青I l 』 乡、 奎 山乡示范 田的不 同处 理进 行秋季测产 、 室 内考种 ( 见表 3、 4、 5 、 6 ) , 对全县大豆根瘤菌应 用区进行产量测评及效益分 析汇总( 见 附表 1 、 2 、 3 ) 。 3 、 结合配方施肥 , 适 当减少氮肥 的用量 通过对 5 0 %氮肥 + 等量磷钾肥+ 菌剂处理分 析来看 : 减半氮 肥 拌菌剂与常规施肥对 比 ,株高平均增高 3 . 9 c m,株荚数平均增 加 7 . 6 荚/ 株, 株粒数 增加 1 5 . 6 粒, 株, 亩 平均增 产 1 1 . 9 7 k g . 增 产率 在 7 . 9 %; 因此对 土壤速效氮含量在 1 8 0 p p m以上的地块 , 建议结合测 土配方施 肥项 目, 氮肥减半施用 。大豆采用根瘤菌剂拌种 , 中后期 有高效 的固氮 能力 , 播种 时每亩可 以适 当减少一定量尿素 的用量 , 这样既满足了大豆苗期对氮 营养 的需要 , 又可减少氮肥 的投 入 , 降 低生产成本 , 既增 产又增效 。 ( 三) 对大豆 重迎茬种植病 害较重的地块应用 , 减轻根 际病 害 的发病 率 应 用大豆根瘤菌剂拌种 ,对种植大豆重迎茬地块或根腐病 发 病较重地块有一定 的缓解 效果 , 减少病 害发生率 , 提高大豆品质 。 在大豆拌完种衣剂 3 0 分钟后 即可拌菌种 , 因为添加 了菌种缓 冲保 护剂 , 受化肥种衣剂 干扰变小 。应用大豆根瘤菌剂后 , 不仅能促进 大豆根 际有效根瘤 的增 多,还能有效降低大豆根腐病和食心虫 的 虫食率 , 促 进大豆健壮生长 , 因此特别建议农 民在这些地块 上尽 量 应用大豆根瘤 菌剂或在拌完种衣剂 的情况下加拌大豆根瘤菌剂。
高效大豆根瘤菌的筛选
高效大豆根瘤菌的筛选
作者:张欣,李玉文转贴自:本站原创
(1.东北林业大学林学院;2.黑龙江省科学院生物肥料研究中心,黑龙江哈尔滨150086)
摘要:将选取的10株大豆根瘤菌菌株(HLJN1001,HLJN1002,HLJN1003,HLJN1004,HLJN10 05,HLJN1006,HLJN1007,HLJN1008,HLJN1009,HLJN10010)与在黑龙江省大面积栽培的5 个大豆品种(垦农18号,垦鉴豆25号,合丰25号,疆丰21-1381号,绥农4号)进行最佳共生匹配双瓶筛选试验,测定了大豆植株株高、叶片颜色、结瘤数、瘤干重和植株地上部分干重等生物学指标并进行统计分析,从中筛选出共生固氮结瘤能力强的优良菌株HLJN1001和HLJN 1003。
关键词:大豆根瘤菌;大豆品种;共生匹配;筛选
中图分类号:S565.1 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2011)10—0125—03
根瘤菌(Rhizobium)是一类广泛分布于土壤中的革兰氏阴性细菌,它可以侵染豆科植物根部,形成根瘤,固定空气中的分子态氮形成氨,为植物提供氮素营养。但根瘤菌与豆科植物独立存在时,不能利用大气中的N2,而当根瘤菌侵入豆科植物的根细胞并在其中迅速增殖后,可产生类菌体,并在根瘤内出现豆血红蛋白,同时具备类菌体和豆血红蛋白的根瘤便具有固氮能力。研究表明,不同的根瘤菌与大豆品种间的共生固氮能力存在着较大的差异[1,2] 。因此,筛选与豆科作物品种匹配、固氮能力好、竞争结瘤能力强的优良菌株,是提高根瘤菌应用效果的重要途径[3]。现选取10株大豆根瘤菌菌株,与5个在黑龙江省大面积栽培的大豆品种进行共生匹配性研究,从中筛选出优良菌株,为大豆育种材料的选择和共生固氮作用的发挥提供依据。
大豆根瘤菌生产工艺流程
大豆根瘤菌生产工艺流程
大豆根瘤菌是一种对大豆植株有益的固氮菌,其生产工艺流程
通常包括以下几个主要步骤:
1. 菌种培养,首先需要选择高效的大豆根瘤菌菌种,然后在适
当的培养基上进行培养,以获得大量的活菌种。
2. 发酵生产,将培养好的菌种接种到发酵罐中,加入适量的培
养基和其他营养物质,控制好发酵温度、pH值和通气量等参数,进
行发酵培养,以获得高活性的大豆根瘤菌发酵液。
3. 分离提取,将发酵液进行分离提取,通常采用离心、过滤等
方法,获得纯净的大豆根瘤菌菌体或发酵液。
4. 菌剂制备,将提取得到的大豆根瘤菌菌体或发酵液进行浓缩、干燥等处理,制成大豆根瘤菌菌剂,以便于储存和运输。
5. 质量控制,在整个生产过程中,需要对菌种培养、发酵生产、分离提取和菌剂制备等环节进行严格的质量控制,确保产品的质量
稳定。
除了以上主要步骤外,大豆根瘤菌生产工艺流程还涉及原料准备、设备清洁消毒、生产环境控制等多个方面。同时,针对不同菌株和不同产品形式(如固体菌剂、液体菌剂等),生产工艺流程也会有所差异。总的来说,大豆根瘤菌生产工艺流程需要严格控制各个环节,确保产品质量,并且需要根据实际情况灵活调整,以达到高效、稳定、可控的生产目标。
高效大豆根瘤菌筛选的初步研究
高效大豆根瘤菌筛选的初步研究
吴萍;何庆元;李正鹏;史钧;祝嫦巍
【摘要】采用CR-YMA培养基对新鲜的大豆根瘤提取物进行根瘤菌的分离、纯化培养,获菌落为圆形乳白色,表面凸起,直径0.4 ~0.5cm,革兰反应阴性,显微观察显示为短杆状的根瘤菌26株,并对26个菌株进行蛭石盆栽试验,接种效果显示:接种根瘤菌的大豆植株都有结瘤;与对照相比在结瘤数、鲜瘤重、瘤干重及植株地上部分干重分别增加了14.6%~ 1330.4%,6.3%~461.9%,28.6%~
492.9%,10.2%~86.3%,植株全氮量在9.188%和12.563%之间.初步筛选出与大豆品种“南农1138-2”最佳共生匹配的根瘤菌菌株分别是:AF1、AF9、AH10.【期刊名称】《安徽科技学院学报》
【年(卷),期】2013(027)003
【总页数】4页(P29-32)
【关键词】根瘤菌;大豆;共生固氮;筛选
【作者】吴萍;何庆元;李正鹏;史钧;祝嫦巍
【作者单位】安徽科技学院应用微生物研究所,安徽凤阳 233100;安徽科技学院应用微生物研究所,安徽凤阳 233100;安徽科技学院应用微生物研究所,安徽凤阳233100;安徽科技学院应用微生物研究所,安徽凤阳 233100;安徽科技学院应用微生物研究所,安徽凤阳 233100
【正文语种】中文
【中图分类】S182
根瘤菌(Rhizobium)是一类广泛分布于土壤中的革兰氏阴性细菌,它能侵染豆科植物根部后形成根瘤,固定空气中的分子态氮形成氨,为植物提供氮素营养。因此,研究和利用根瘤菌与豆科植物的共生固氮体系,在减少化学氮肥施用、保护生态环境、促进农业可持续发展等方面均有重要意义[1-3]。大豆与大豆根瘤菌的共
俄罗斯高效大豆根瘤菌肥对大豆主要性状及产量的影响
[ 1 ] 廖
琴, 赵
虹, 马志强 , 等.N Y / T 1 3 0 1 -2 0 0 7农 作物 品种 ( 小
雯, 等. 苗期低温胁迫对扬麦 l 6叶片抗氧化
麦) 区域试验技术规程 [ s ] . 2 0 0 7 . [ 2 ] 李春燕 , 陈思思 , 徐
2 2 9 8.
株 高 效大 豆 根 瘤 菌 , 并 研 制 出大 豆 高效 根 瘤 菌 肥 G F 1和
收稿 1 3 期: 2 0 1 3— 0 5—1 5 基金项 目: 黑龙江省 留学归国科 学基金 ( 编号 : L C 2 0 0 9 C 0 6 ) 。
田间试验在黑龙江省农业科学 院试 验地进行 , 试验 地为 黑 土。共设 3个处理 : 处理 A为对 照( C K) , 种肥施磷酸 二铵 1 5 0 k g / h m ; 处理 B为 G F 1菌肥 ; 处理 C为 G F 2菌肥 。菌肥
施 用量 3 5 k g / h m , 与种肥 同施于种下 3— 8 c m。试 验采用 田
间小区对 比法 , 随机 区组设计 , 3次重复 , 小区面积 1 7 . 5 m 。
1 . 4 田 间调 查
作 者简介 : 赵念力 ( 1 9 6 3 一) , 男, 黑龙江哈尔滨人 , 博 士, 研究员 , 主要
大豆品种黑农 4 4 , 由黑 龙 江省农 业 科学 院 大豆研 究所
大豆根瘤菌的筛选及分离鉴定
大豆根瘤菌的筛选及分子鉴定
韩孝强
(天津农学院农学系)
1 前言
根瘤菌是可以与豆科植物共生形成根瘤,将空气中的氮还原成氨,提供植物营养并能促使植物异常增生的一类革兰氏阴性菌。如根瘤菌属和慢性根瘤菌属都能从豆科植物根毛侵入根内形成根瘤,并在根瘤内成为分枝的多态细胞,称为类菌体[1]。常制成细菌制剂即一种生物肥料在田间施用,作为作物或牧草增产的一种手段。
美国、澳大利亚、新西兰、日本、意大利、奥地利、加拿大、法国、荷兰、芬兰、泰国、韩国、印度及非洲的一些国家,至少有70多个国家研究、生产和应用豆科根瘤菌,不仅面积不断扩大,而且应用的豆科植物种类也日益繁多。在美国、巴西等大豆种植的主要国家,根瘤菌接种率达到95%以上[2]。世界各国一直在研究与豆科作物及其品种相匹配的优良根瘤菌生产用菌株,根瘤菌剂产品在稳步提高[3]。我国微生物肥料的研究始于20世纪40年代,其研究与应用已有几十年的历史,在我国的农业生产中起了非常重要的作用。最早研究应用的是根瘤菌制剂,代表和奠基人有张宪武先生、陈华癸院士和樊庆笙先生等[4]。
众所周知,大豆是富含蛋白质的一种作物,构成蛋白质的主要元素就是氮,而空气有80%都是由氮气组成的,根瘤菌正是利用了这种最廉价的原料来满足了大豆生长过程中氮元素的需要[5]。
而且根瘤菌产生的氨态氮没有环境污染,吸收率相当高,使用过程中没有氮流失,而人工施用化学氮肥流失率往往大于50%,且氮肥为产酸肥料,施用后会造成土壤酸化问题[6]。因此使用了根瘤菌后可以不施或大量减少化学氮肥的用量,在显著提高亩产量的同时还能减少因使用化肥对土壤结构造成的破坏和对水源的污染,节省能源、改良土壤、实现可持续发展的目标[7]。
微生物学课程论文--根瘤菌与大豆的共生关系
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.
大豆根瘤菌实施方案
大豆根瘤菌实施方案
大豆根瘤菌是一种对大豆生长有益的微生物,它能够与大豆根系共生,并固氮,为大豆提供养分。因此,对大豆根瘤菌的实施方案具有重要意义。本文将对大豆根瘤菌实施方案进行详细介绍,以便广大农户和农业专业人士能够更好地了解和应用这一方案。
首先,大豆根瘤菌的选择非常重要。在选择大豆根瘤菌时,应优先选择对大豆生长有益的优质菌种,确保其对大豆的固氮效果良好。同时,还应注意菌种的适应性和稳定性,以便在不同环境条件下都能够发挥作用。此外,要注意避免使用过期或劣质的菌种,以免对大豆生长造成不良影响。
其次,大豆根瘤菌的施用方法也需要注意。一般来说,大豆根瘤菌可以通过种子浸种、根部浇灌或土壤施用等方式进行施用。在选择施用方法时,应根据具体情况进行综合考虑,确保菌种能够有效接触到大豆根系,并且能够在根系附近迅速生长和定殖。此外,施用时需要注意适量适时,避免过量施用或施用时间不当导致浪费或影响效果。
另外,合理的管理措施也是大豆根瘤菌实施方案中不可忽视的一部分。在大豆栽培过程中,应注意合理施肥、灌溉和病虫害防治等措
施,以创造良好的生长环境,为大豆根瘤菌提供良好的生长条件。
此外,还应注意避免对大豆根瘤菌造成不利影响的农药使用,保证
菌株能够正常生长和固氮。
最后,对大豆根瘤菌的效果进行监测和评估也是实施方案中的重要
环节。在大豆生长期间,应定期对大豆根系和根瘤进行观察和检测,了解大豆根瘤菌的定殖情况和固氮效果。同时,也可以通过土壤和
植株组织的化验分析等方法,对大豆根瘤菌的效果进行评估,及时
调整和改进实施方案。
俄罗斯大豆根瘤菌与不同大豆品种的生态适应性
蒙 豆 9号 ( 黑龙 江省农 科院黑 河分 院大豆 室提 供 ) 。 供试菌株 : 株大豆根瘤菌 H与 K 由俄罗斯全 2 ( 俄大 豆所 提供 ) 。 1 2 试 验设 计 . 试 验 在 黑龙 江省 农 科 院黑 河 分 院试 验地 进行 , 土壤类 型为 草甸 暗棕壤 。 试 验处 理包 括 2个 根 瘤 菌 剂 ( K) 一个 清 H、 和 水对 照 ( K) C 。其 中 , 理分 别为黑 河 3 处 8号 H、 黑河 3 8号 K和黑河 3 8号 C 黑河 4 K; 8号 H、 黑河 4 8号 K 和黑河 4 8号 C 合 丰 4 K; 2号 H、 丰 4 合 2号 K和合 丰 4 2号 C 蒙 豆 9号 H、 豆 9号 K和 蒙豆 9号 C 。 K; 蒙 K 采 用随机 区组设 计 , 重 复 。3行 区 , 长 2 小 3次 垄 m, 区面积 36 .m 。使 用 相 同剂 量 的 两种 根 瘤 菌剂 ( H 和 K) 理相 同数 量 的大豆 种子 , 处 即大豆 用种 量均为 7 k/ m , 5gh 使用 该 菌 剂 标 准 与 清 水 均 为 70/ m , 5 gh 均匀包 衣在 种子 表 面 。各 处 理 的保 苗株 数 为 3 3万 彬 h m 。采 用 人 工 开 沟 , 工 点 播 , 器 覆 土 、 人 机 镇 压 。生育期 管理按 当地大 田标 准方式 进行 。
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引进的俄罗斯高效大豆根瘤菌培养基的选择与优化
作者:赵念力等
来源:《江苏农业科学》2014年第03期
摘要:将引进的俄罗斯高效大豆根瘤菌GF菌株在YMA、TY、PA、BSE、SM 5种培养基中进行培养,相关生长情况的试验结果表明,该菌株在YMA培养基中生长较快。在YMA 培养基中进行的碳源利用试验表明,在葡萄糖为碳源的培养基中根瘤菌生长得最好。按L9(34)正交设计表对YMA培养基中的4个组分比例进行优化,对结果进行分析可得最优的培养基配方(1 L)为:10.0 g葡萄糖+0.8 g酵母粉+0.2 g MgSO4·7H2O+0.8 g K2HPO4+0.1 g NaCl+0.01 g CaCl2,去离子水补足至1 000 mL。
关键词:俄罗斯大豆根瘤菌;培养基;优化
中图分类号: Q93-335 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2014)03-0069-02
根瘤菌与豆科植物能形成共生的固氮体系,在自然界中,这个体系不但具有最高的固氮效率,而且具有最多的固氮量[1]。大豆根瘤菌与大豆共生可以形成根瘤,能将空气中的氮固定转化成为大豆可以直接吸收利用的铵。大豆与根瘤菌的共生固氮作用既能直接改善大豆的氮素营养状况、提高大豆的产量和品质,又能将更多的固定氮素释放到土壤中,从而起到培肥地力的作用[2]。目前,接种根瘤菌剂已经成为世界各国豆科作物增产、减少化肥施用的一项技术措施,在许多国家都有大规模商品菌剂的生产和出售,应用面积也不断扩大。随着无公害农业的发展,接种高效大豆根瘤菌将产生更显著的社会与环境效益[3]。俄罗斯对根瘤菌的研究已有近百年的历史,具有了一定的理论基础并积累了丰富的实践经验[4-5]。2009年黑龙江省农业科学院从全俄大豆科学研究所引进了十多个高效大豆固氮根瘤菌株,并结合黑龙江省的生态环境特点和大豆主栽品种进行综合研究、开发和应用。大豆根瘤菌通常选用YMA培养基进行分离培养,但其生长较慢,不适合在生产上加以应用,因此有必要研究、改良培养基配方,选择最适合俄罗斯大豆根瘤菌生长的培养基配方,提高大豆根瘤菌的培养速度。本研究主要通过优化俄罗斯高效大豆根瘤菌培养基,筛选出最适合根瘤菌生长的培养基配方,为实现高密度发酵培养提供基础和依据。
1 材料与方法
1.1 试验菌株
试验菌株为引进的俄罗斯大豆根瘤菌GF菌株,为大豆快生根瘤菌,由俄罗斯全俄大豆科学研究所提供。
1.2 培养基
试验用培养基有YMA、SM、TY、PA、BSE 5种,配方如下。(1)YMA培养基(1 L):10 g甘露醇/蔗糖,1 g酵母粉,0.2 g MgSO4 ·7H2O,0.5 g K2HPO4,0.1 g NaCl,0.05 g CaCl2 ·6H2O,4 mL Rh 微量元素液(将5 g H3BO3、5 g Na2MnO4溶解于1 000 mL去离子水中制成),加去离子水至1 000 mL,调节pH值6.8~7.0。(2)SM培养基(1 L):10 g甘露醇,0.5 g K2HPO4,0.2 g MgSO4 ·7H2O,0.1 g NaCl,0.5 g KNO3,0.1g CaCl2 ·6H2O,4 mL Rh微量元素液,1 mL混合维生素液(将10 mg硫胺、10 mg烟酰胺、10 mg泛酸钙、1 mg生物素溶解于100 mL去离子水中制成),加去离子水至1 000 mL,调节pH值6.8~7.0。(3)TY培养基(1 L):5 g胰蛋白胨,3 g酵母粉,1.3 g CaCl2 ·6H2O,加入去离子水至1 000 mL,调节pH值为7.0。(4)PA培养基(1 L):2 g蛋白胨,0.5 g MgSO4 ·7H2O,加入去离子水至1 000 mL,调节pH值 6.8~7.0。(5)BSE培养基(1 L):10 g甘露醇,0.2 g MgSO4 ·7H2O,0.5 g K2HPO4,0.1 g NaCl,0.1 g CaCl2 ·6H2O,4 mL Rh微量元素液,加入去离子水至1 000 mL。
1.3 试验方法
1.3.1 根瘤菌菌种的活化、传代、接种将根瘤菌在斜面培养基上28 ℃的条件下培养2 d后接种到YMA培养液中,再置于28 ℃、150 r/min的摇床中振荡培养4 d,制成接种液。
1.3.2 根瘤菌的培养将培养好的接种液按照体积比1%的接种量接入5种液体培养基中,250 mL三角瓶的装液量为100 mL,在28 ℃、150 r/min的摇床中培养。
1.3.3 培养基的比较在600 nm下测定不同培养时间的吸光度,绘制大豆根瘤菌在5种培养基中的生长曲线。
1.3.4 不同碳源的筛选试验在培养基选择试验的基础上,进一步在生长较好的培养基上进行碳源的筛选试验。用等量的甘油、乳糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖替换YMA培养基中的甘露醇,同时保持其他成分不变。接种根瘤菌于液体培养基上,接种量为1%,于28 ℃、150 r/min 的条件下振荡培养,分别在培养12、24、36、48h时测定D600 nm。
1.3.5 培养基的优化在常规培养基的基础上对大豆根瘤菌的培养基进行进一步优化。进行碳源筛选之后,采用L9(34)正交设计方案对培养基的主要营养成分进行优化,正交设计见表1。
3 结论
通过对5种培养基的筛选表明,YMA培养基较适于俄罗斯大豆根瘤菌GF菌株的生长。碳源利用试验表明,葡萄糖为最优碳源。正交试验得到GF菌株的最优培养基配方为:10.0 g 葡萄糖+0.8 g酵母粉+0.2 g MgSO4 ·7H2O+0.8 g K2HPO4+0.1 g NaCl+0.05 g CaCl2+4 mL Rh微
量元素液,加水补至1 000 mL。优化的根瘤菌YMA培养基在避免资源浪费和降低生产成本的前提下,实现了根瘤菌的大量、快速生长,为根瘤菌工业生产奠定了基础[6]。
参考文献:
[1]刘保平,周俊初. 根瘤菌菌剂研究[J]. 湖北农业科学,2006,45(1):57-61.
[2]谭娟. 接种俄罗斯大豆根瘤菌对大豆生长和产量的影响[J]. 作物杂志,2007(4):36-37.
[3]李阜棣,胡正嘉. 微生物肥料在持续发展农业中的应用[M]. 北京:中国科技出版社,1994.
[4]张武. 俄罗斯大豆根瘤菌与不同大豆品种的生态适应性[J]. 作物杂志,2010(3):54-55.
[5]李艳杰. 接种大豆根瘤菌对大豆生长及产量的影响[J]. 黑龙江农业科学,2013(1):50-53.
[6]吴红慧,周俊初. 根瘤菌培养基的优化和剂型的比较研究[J]. 微生物学通报,2004,31(2):14-19.