科研产出
伯克霍尔德菌通过改善生理适应性及调节铝响应基因的表达增强甘蔗对铝胁迫的耐受性
《植物生态学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：多种因素可影响植物生长并提高其抗逆性,其中植物根际促生菌（PGPR）可能扮演着极其重要的角色。为挖掘耐铝性良好的根际微生物资源并探讨其缓解甘蔗（Saccharum officinarum）铝毒害的作用,该研究从甘蔗根际土壤中分离出一批耐铝细菌,分析它们的促生特性、耐酸性、耐铝性以及对Al3+的去除能力,筛选出优势PGPR并检测其对甘蔗的促生长效应,对比接种和不接种PGPR的甘蔗在铝胁迫下植株体内的铝积累量、生理代谢情况以及耐铝相关基因的表达量。分离筛选到的3株优势甘蔗根际细菌——伯克霍尔德菌（Burkholderia）, A1、A23、X6具有较强的耐酸性（pH 3.8）和耐铝性(4或5 mmol·L-1),3株细菌均具有溶磷、分泌胞外多糖（EPS）、固氮和去除Al3+的能力,X6能够产生少量吲哚乙酸, A1和X6可分泌较多的铁载体, A23和X6具有1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶活性, A1、A23、X6菌株组合可显著提高甘蔗株高、叶面积及地上部分鲜质量。接种组合菌对植株地上部分与地下部分氮、磷、钾的含量无明显影响,但显著增加了0.5、1 mmol·L-1铝胁迫下甘蔗地上部分的铝含量和显著降低了1 mmol·L-1铝胁迫下甘蔗地下部分的铝含量,总体表现为降低甘蔗体内的总铝含量。接种处理对植株超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性以及脯氨酸、可溶性蛋白含量无显著影响,但显著降低了铝胁迫下甘蔗根尖的丙二醛含量,显著提高了根尖的过氧化氢酶活性,显著增加了甘蔗根尖MAPK和GST基因以及叶片PEPC基因的表达量。这些结果表明,耐铝伯克霍尔德菌对甘蔗生长、铝的吸收积累和植株抗氧化防御能力及耐铝基因表达产生显著影响,这些影响共同作用提高了甘蔗的耐铝毒能力。
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广西河八王种质资源考察收集与鉴定评价
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：广西地跨南亚热带和中亚热带，北回归线横贯中部，属亚热带季风气候区，孕育了丰富的野生甘蔗种质资源。2016—2023年，广西农业科学院甘蔗研究所组织考察队对广西河八王种质资源开展系统调查和收集工作，考察队在广西8个地级市18个县（市、区）43个乡镇共收集到河八王种质资源58份。调查结果表明：广西河八王种质资源主要分布在海拔60.0～602.5 m，北纬23°08′02″～26°01′43″，东经107°08′01″～111°32′02″的区域；广西河八王种质资源20个描述型质量性状的遗传多样性指数在0～1.2044之间，平均值为0.5557，其中曝光后节间颜色的多样性最高，木栓较低，而茎形、气根、水裂3个性状无多样性体现；不同收集地区的广西河八王种质资源遗传多样性指数在0.1040～0.4911之间，贺州最高，百色最低；广西河八王种质资源表型性状变异丰富，6个数量性状的变异系数为17.3%～53.6%，平均为34.8%；不同收集地区的广西河八王种质资源变异系数在29.4%～36.9%之间，河池最大，桂林最小。聚类分析结果显示，58份广西河八王种质资源被分为六大类，与地理来源无密切关系，其中第Ⅰ类群中的材料综合性状较好，生物量和品质性状优良。本次考察收集扩充了广西甘蔗种质资源圃的资源数量，为甘蔗育种和遗传改良提供了优良基因资源。
关键词： 河八王 甘蔗 种质资源 表型性状 鉴定评价 遗传多样性
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第2年宿根蔗根围土壤丛枝菌根真菌多样性研究
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：本研究旨在探究不同施肥水平下第2年宿根蔗根围土壤丛枝菌根（arbuscular mycorrhizal, AM）真菌的多样性，为AM真菌在甘蔗上的应用提供理论依据。本研究以甘蔗品种桂糖29号（GT29）和桂糖58号（GT58）为试验材料，设4个施肥水平：0.0 kg/hm2（A）、562.5 kg/hm2（B）、1125.0 kg/hm2（C）、2250.0 kg/hm2（D）。研究结果表明：不同施肥水平对GT29的根系菌根侵染率有显著影响，而对GT58影响不显著。随着施肥水平的提高，AM真菌多样性和丰富度均显著下降。不同施肥水平的GT29根围土壤中共获得185个OTUs,GT58根围土壤中共获得175个OTUs。不同施肥水平下2个甘蔗品种根围土壤的优势AM真菌均为球囊霉属（Glomus）。在OTU水平对不同施肥水平甘蔗根围土壤AM真菌群落进行差异物种分析，发现GT29的2个差异物种均为球囊霉属，而GT58中的3个差异物种均为近明球囊霉属（Claroideoglomus）。经Mantel检验，发现土壤中的Ca、Mg含量与4个AM真菌属之间均呈极显著正相关，土壤pH与3个AM真菌属间也呈显著正相关。因此，过量施肥会使增产效果大幅降低，且造成土壤酸化及磷元素过剩，同时使甘蔗根围土壤AM真菌群落组成改变，多样性和丰富度降低，但品种间有差异；适量施肥有助于丰富土壤AM真菌的多样性，促进甘蔗产业的可持续发展。
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钾肥对甘蔗根际微生物多样性和群落构建过程的影响
《应用生态学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：微生物丰富种群和稀有种群在生态系统中发挥着防止病原体传播、控制养分循环和促进污染物降解等关键作用，但目前在农田生态系统中关注较少。本研究使用高通量测序技术和构建生态模型系统评估了不同施钾量(0、75、150、225和300 kg·hm-2)对甘蔗根际土壤细菌和真菌的丰富种群及稀有种群多样性、驱动因素和群落构建过程的影响。结果表明：施钾肥能够显著改变甘蔗土壤养分含量和酶活性特征，在施钾量为300和225 kg·hm-2时土壤养分含量和酶活性分别达到最高。甘蔗根际土壤微生物的丰富种群集中在几个优势类群中，施钾肥能够极显著改变根际微生物物种组成和群落结构。施钾肥条件下土壤脲酶、有机质和过氧化氢酶等是影响细菌和真菌丰富种群与稀有种群群落结构的主要限制性因子。同时施钾肥对根际细菌群落的影响大于真菌，对丰富种群的影响大于稀有种群。施钾肥后甘蔗根际细菌和真菌群落构建过程主要由确定性过程驱动，细菌群落中异质选择占主导过程，而真菌群落中同质选择占主导过程，同时细菌和真菌丰富种群和稀有种群的群落构建也受确定性过程驱动。综上表明，施钾对甘蔗土壤养分和酶活性存在显著影响，增施钾肥有助于增加细菌和真菌丰富种群及稀有种群的多样性，调控甘蔗根际土壤微生物群落构建过程。
关键词： 甘蔗 钾肥 根际微生物群落 微生物丰富种群 微生物稀有种群 群落构建 土壤酶活性
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不同甘蔗品种根际土壤微生物群落结构及酶活性差异分析
《热带农业科学 》 2025
摘要：探究大田条件下不同甘蔗品种根际土壤微环境的差异，为探讨根际土壤微生物组在不同甘蔗品种对栽培土壤的适应性和土壤改良方面的作用提供参考。以3个不同甘蔗品种（GR2、ROC22、LC05136）为材料，利用Illumina MiSeq高通量测序等技术分析其大田甘蔗分蘖盛期根际土壤及未种植甘蔗的空白土壤（CK）细菌和真菌群落结构、酶活性的差异。土壤酶活性检测结果表明，3个不同甘蔗品种根际土壤与空白土壤的酶活性存在极显著差异（p<0.01，下同），不同甘蔗品种间的脲酶及酸性磷酸酶活性差异也达到极显著水平。高通量测序结果表明，根际土壤与空白土壤的优势细菌门均为Proteobacteria、Acidobacteria、Bacteroidetes、Chloroflexi和Actinobacteria，丰度占比在78.36%～82.42%；优势真菌门均为Ascomycota及Basidiomycota，丰度占比在41.356%～55.52%。不同品种间的根际土壤微生物群落结构有一定差异，从聚类分析结果来看，品种GR2的根际土壤微生物群落结构与品种ROC22的较为相近。研究初步阐明了大田条件下不同甘蔗品种根际土壤微生物群落结构及酶活性的差异，可为后续深入探讨优良品种的特定关键微生物菌群提供科学参考。
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特早熟高糖高产自动脱叶甘蔗新品种桂糖76号的选育及其区域生产能力表现
《热带作物学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：提高糖厂效益和增加蔗农收入是蔗糖产业发展的根本目的.本研究介绍特早熟高糖高产自动脱叶甘蔗新品种桂糖76号的选育过程及其在不同区域的生产性能表现,为该品种高效服务甘蔗生产提供技术依据.桂糖76号以早熟、高糖、高产作为基础指标,以强宿根、整齐度高、耐旱耐瘠、抗病性强和自动脱叶作为主要性状目标,通过"五圃制"选育程序选拔,后进入广西甘蔗新品种区域试验进行区域生产性能综合考察和评价选育而成.主要过程如下:2010年4月将组合CP81-1254×ROC22获得的220株实生苗定植于杂种圃;2011年2月将从杂种圃选出的5个优良单株种植于选种圃,同年12月从选种圃中选出2个株系进入鉴定圃;2013年1月从鉴定圃选出1个株系(确定选种号为桂糖10-2118)进入预备品比圃;经观察筛选,2014年3月被选入品比圃,后入选2021-2023年广西甘蔗新品种区域试验(1 a新植蔗2a宿根蔗试验).区试结果表明:桂糖10-2118茎径在2.5~3.0 cm之间,属中大茎品种;平均有效茎数比ROC22多8140条/hm2;新植蔗产量比ROC22降低7.72%,但第1年宿根蔗比ROC22增产7.28%,第2年宿根蔗比ROC22增产15.24%,3年平均产量比ROC22增产5.24%;11月-翌年3月平均甘蔗蔗糖分为15.04%,较ROC22增加1.32%.此外,多年试验表明桂糖10-2118还具有植株高大、节间长、自动脱叶、宿根性强、适应性广、高抗黑穗病和梢腐病等其他优良特性.目前,桂糖10-2118已被登记为桂糖76号.本研究还对桂糖76号的栽培技术要点进行了介绍,为其推广应用提供技术支撑.
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施钾对根际土壤微生物群落和甘蔗生长的影响
《中国农业科学 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：【目的】探明甘蔗分蘖期不同施钾水平根际土壤细菌、真菌群落与功能变化特征及对甘蔗生长的影响，为分蘖期甘蔗施钾提供理论依据和生产指导。【方法】以新品种云蔗1696为研究材料，连续3年在甘蔗分蘖期研究不同钾肥（K2O）施用水平(0、75、150、225和300 kg·hm-2)对甘蔗生长速率、根际土壤细菌、真菌群落结构及甘蔗产糖量的影响。【结果】（1）在分蘖期施用钾肥的2个月内，随施钾水平的提高甘蔗绝对生长速率先增强后减弱；连续3年施用不同钾肥处理后，新植、宿根一年和宿根二年甘蔗生长表现一致，均为随施钾量增大，甘蔗产量和蔗糖分先增后减，且生长速率、产量和蔗糖分在施钾150 kg·hm-2表现最优。（2）不同施钾水平对根际土壤细菌和真菌丰度影响不同，且影响群落结构和多样性。细菌菌落丰度差异主要集中在变形菌门、酸杆菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门、厚壁菌门；真菌菌落丰度差异主要集中在担子菌门、子囊菌门、壶菌门。根际细菌和真菌群落丰度和多样性随施钾水平增加呈先降后升的趋势，存在施肥拐点(150 kg·hm-2)。（3）不同施钾水平的主要微生物群落丰度与甘蔗产糖量相关性分析表明，细菌的放线菌门、变形菌门和真菌的担子菌门、子囊菌门、壶菌门丰度与甘蔗产糖量呈显著相关关系。这些菌落在土壤固氮、有机质分解、养分循环和抑制病原菌等方面发挥积极作用。【结论】分蘖期合理施钾可以改善根际土壤微生物群落结构，进而促进甘蔗生长。不同施钾水平对甘蔗产量、蔗糖分及根际土壤细菌和真菌等功能菌群的影响存在差异，其中施钾量150 kg·hm-2对土壤微生物群落结构优化及甘蔗产糖量的提升效果最明显。
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不同宿根性甘蔗品种根际土壤微生物学特性分析
《江苏农业科学 》 2024 北大核心
摘要：分析不同宿根性甘蔗品种根际土壤微生物的群落组成及多样性，了解根际土壤微生态与宿根性的关系，为评价甘蔗宿根潜力及促进我国甘蔗产业的可持续发展提供参考依据。采用盆栽种植甘蔗品种桂热2号(GR2,设为处理1)、柳城05136(LC05136,设为处理2)和新台糖22号(ROC22,设为处理3),于分蘖期采集其根际土壤及未种植甘蔗的盆土(CK),利用传统培养法结合高通量测序等技术，分析其微生物区系及土壤酶活性。结果表明，4个处理间可培养微生物群落结构存在一定差异，在数量方面均表现为细菌>放线菌>真菌，细菌与真菌比表现为处理1>处理3>处理2>CK;UE、SC、ACP活性在4个处理间存在极显著差异，CAT活性在不同甘蔗品种的根际土壤间存在极显著差异；高通量测序结果表明，4个处理的细菌优势菌门相似，主要包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、黏球菌门(Myxococcota)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),各处理间优势菌门的丰度存在差异，其中占比最高的变形菌门表现为处理1(43.17%)>处理3(40.66%)>处理2(37.28%)>CK(35.44%);4个处理的真菌优势菌门主要为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota),此外，丰度排名前10位的其余菌门在不同处理间占比也存在一定差异，如处理1根际土壤的被孢霉门(Mortierellomycota)占比高于其他品种，而蛙粪霉门(Basidiobolomycota)占比低于其他品种。冗余分析结果表明，土壤酶活性与土壤微生物群落有着较强的相关性。综上表明，种植甘蔗改变了原土壤的生态环境，不同宿根性甘蔗品种根际土壤微生物群落结构和酶活性存在一定差异，初步推测宿根性强的甘蔗品种在分蘖期其根际化学反应相对较强，且其根际微生物群落结构较理想。本研究结果可为“甘蔗―根际微生物”的互作在甘蔗宿根性上的研究提供理论依据。
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长期施氮对甘蔗根际土壤真菌和根系内生真菌群落结构的影响
《热带作物学报 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：探究长期施氮对甘蔗根际土壤真菌和根系内生真菌的影响，为甘蔗生产的可持续发展和科学合理利用氮肥提供理论依据。基于高通量测序技术，分析长期4个施氮处理（CK、L、M、H对应的施氮量分别为0、96、482、964 kg/hm2）对甘蔗根际土壤和根系内生真菌群落结构组成的影响。结果显示：与不施氮（CK）处理相比，不同施氮处理均能显著提高甘蔗根际土壤真菌丰富度（P＜0.05），其中L、M、H处理分别提高39.58%、24.04%和35.33%，但对甘蔗根际土壤真菌多样性无显著影响。不同施氮处理对甘蔗根系内生真菌多样性和丰富度均无显著影响；不同施氮处理均提高了甘蔗根际土壤中沙蜥属（Saitozyma）、木霉属（Trichoderma）、unclassified＿p＿＿Ascomycota、镰刀菌属（Fusarium）等优势真菌属的相对丰度，降低了篮状菌属（Talaromyces）、unclassified＿f＿＿Herpotrichiellaceae、梨孢霉属（Coniosporium）、青霉属（Penicillium）、刺球菌属（Chaetosphaeria）、毛壳菌属（Chaetomium）、unclassified＿o＿＿Hypocreales等优势真菌属的相对丰度；不同施氮处理亦提高了unclassified＿k＿＿Fungi、unclassified＿p＿＿Ascomycota等优势甘蔗根系内生真菌属的相对丰度，降低了篮状菌属、毛壳菌属和unclassified＿f＿＿Strophariaceae等优势甘蔗根系内生真菌属的相对丰度。结果表明，长期单一的施氮处理容易诱导甘蔗根际土壤或根系内生真菌群落组成趋向单一，具有降低甘蔗植株抵御外界胁迫能力的潜在风险。基于维护甘蔗根际土壤生态健康的视角，适宜甘蔗的施氮量以低氮处理（L）的施用量（96 kg/hm2）为佳。
关键词： 甘蔗 氮肥 根际土壤真菌 根系内生真菌 高通量测序
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1株根瘤菌在甘蔗体内的定殖及固氮效率分析
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究根瘤菌在甘蔗根内的定殖特点、根瘤菌接种对甘蔗生长的影响及与甘蔗的联合固氮效率，为根瘤菌在甘蔗生产中的应用提供理论依据。【方法】采用三亲结合法，将含有绿色荧光蛋白（GFP）基因和四环素抗性片段的pPROBE-pTetr-TT质粒导入分离自广西野生割手密根系的根瘤菌Rhizobium sp. CZGRD1，将标记GFP的根瘤菌CZGRD1与新台糖22号（ROC22）和RB928064（B9）甘蔗组培苗共培养，用激光共聚焦显微镜检测其在甘蔗根内的定殖特点。用15N同位素法研究盆栽条件下，CZGRD1对B9和ROC22组培苗和种茎苗的促生作用和固氮效率。【结果】CZGRD1对庆大霉素和氯霉素有抗性，对氨苄青霉素、链霉素、壮观霉素和四环素等抗生素敏感。CZGRD1与B9和ROC22甘蔗组培苗共培养过程中，能从根的裂缝、侧根伸出部位和根冠细胞侵入根内。接种CZGRD1使B9和ROC22甘蔗组培苗植株干重较不接种菌株对照分别增长12.11%和4.48%，氮含量分别增长25.00%和7.97%，植株从空气中获得的固氮百分率分别为12.35%和8.30%。接种CZGRD1使B9和ROC22甘蔗种茎苗植株干重较不接种菌株对照分别增长14.31%和10.26%，氮含量分别增长20.07%和10.90%，植株从空气中获得的固氮百分率分别为12.77%和10.28%。【结论】根瘤菌Rhizobium sp. CZGRD1能定殖在甘蔗根内，可促进B9和ROC22组培苗和种茎苗生长，并与甘蔗联合固氮。
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