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中国土壤与肥料 2024年第3期 198-208页

作者：朱倬漪姜昕马鸣超曹凤明王佳馨中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室北京100081

多环芳烃(PAHs)是土壤中最常见的典型持久性有机污染物,蒽作为其典型代表,常被用作降解PAHs的模型化合物和检测PAHs污染的指示物。采集北京郊区受污染土样,通过驯化和富集,分离出185株具有蒽降解潜力的菌株,采用高效液相色谱法定量测定... 详细信息

多环芳烃(PAHs)是土壤中最常见的典型持久性有机污染物,蒽作为其典型代表,常被用作降解PAHs的模型化合物和检测PAHs污染的指示物。采集北京郊区受污染土样,通过驯化和富集,分离出185株具有蒽降解潜力的菌株,采用高效液相色谱法定量测定菌株的蒽降解效率,筛选获得一株可高效降解蒽的菌株R4004-2。经菌落形态观察、16S rRNA和gyrB基因系统发育分析、基因组框架图ANI、DDH和dDDH值分析,确定R4004-2为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。菌株R4004-2以蒽为唯一碳源,对蒽的降解率可达82.3%,在肉汤培养基中的生长速度最快。在蒽含量为0.25 mg/kg的污染土壤中,施氏假单胞菌R4004-2可以有效定殖,具有修复污染土壤的潜力。基于转录组以及代谢组结果,施氏假单胞菌R4004-2通过双加氧酶进行对蒽的第一步氧化,后续分别通过蒽醌的氧化以及1-羟基-2-萘甲酸酯的分解两个途径完成对蒽的降解,初步解析了其降解机制。

关键词：蒽降解菌降解机制组学分析

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芽孢杆菌与根瘤菌复合包衣对大豆结瘤固氮能力的影响

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中国土壤与肥料 2022年第7期 222-227页

作者：赵宇宾关大伟邢鹏飞王天舒马鸣超姜昕李俊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室北京100081

为了探究不同芽孢杆菌与根瘤菌复合包衣对大豆结瘤固氮的影响,通过盆栽试验,设置不接菌对照(CK)、根瘤菌单独包衣(R)、阿氏芽孢杆菌(RB)和胶质类芽孢杆菌(RP)2种促生菌分别与根瘤菌双包衣以及3种菌混合包衣(RBP)共5个处理,测定大豆根瘤... 详细信息

为了探究不同芽孢杆菌与根瘤菌复合包衣对大豆结瘤固氮的影响,通过盆栽试验,设置不接菌对照(CK)、根瘤菌单独包衣(R)、阿氏芽孢杆菌(RB)和胶质类芽孢杆菌(RP)2种促生菌分别与根瘤菌双包衣以及3种菌混合包衣(RBP)共5个处理,测定大豆根瘤数量、干重、根瘤固氮酶活性及植株氮、磷、钾含量,筛选根瘤菌剂最佳组合。结果表明,接种菌剂的处理均能够促进大豆结瘤固氮,其中RB处理效果最好,能够获得最高的大豆植株干重、根瘤数量、根瘤干重、固氮酶活性、全氮含量,比CK分别提高51.80%、14.44%、53.33%、44.36%、25.61%,3种菌包衣并没有比双接种促生效果更好。相关性分析表明,根瘤干重与固氮酶活性、根瘤数量及植株干重都呈显著正相关关系,说明根瘤的质量可能比数量更能准确评价共生固氮效率。此结果为根瘤菌剂应用于机械化种植提供可能性,为进一步推广根瘤菌剂的规模化生产应用提供了科学依据。

关键词：大豆根瘤菌芽孢杆菌包衣促生

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基于生物化学和基因组学方法的Bacillus velezensis 19573-3生防潜力评价

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植物营养与肥料学报 2021年第6期27卷 1068-1079页

作者：高晓丹马鸣超曹凤明朱倬漪李俊姜昕中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室北京100081

【目的】筛选具有防病促生功能的芽孢杆菌优良菌株,为植物病原菌生物防治提供生态绿色、环境友好的菌种资源。【方法】采用菌丝生长速率抑制法和离体叶片防效筛选拮抗多种病原菌的高效菌株,通过HPLC法检测抑菌活性物质,借助基础生物学及... 详细信息

【目的】筛选具有防病促生功能的芽孢杆菌优良菌株,为植物病原菌生物防治提供生态绿色、环境友好的菌种资源。【方法】采用菌丝生长速率抑制法和离体叶片防效筛选拮抗多种病原菌的高效菌株,通过HPLC法检测抑菌活性物质,借助基础生物学及UPLC-MS法,测定其产生植物激素等代谢物能力水平,并初步解析其促生防病相关特性。通过Biolog系统鉴定、多序列系统进化和全基因组序列分析,明确菌株19573-3的分类地位,并对其可能产生的相关次级代谢产物基因簇进行注释分析。【结果】菌株19573-3对于灰霉菌、腐霉菌、疫霉菌、镰刀菌等多种病原真菌具有良好的拮抗能力,具有广谱抑菌活性,且该菌株对番茄灰霉病有显著的防效,经HPLC检测发现该菌株能够产生抑菌活性物质丰原素(fengycin)。此外,该菌株兼具产生纤维素酶、蛋白酶和铁载体的能力,还可产生水杨酸、细胞分裂素和生长激素等与植物促生密切相关的物质。通过生理生化指标、16S rRNA与gyrA基因序列系统进化分析以及基于基因组水平的ANI分析鉴定,菌株19573-3属于贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。*** 19573-3基因组全长3990203 bp,G+C含量为46.56%,共编码基因4164个,编码区总长度占全基因组的比例90.03%,染色体上存在86个tRNA,27个rRNA和8个sRNA。利用antiSMASH预测菌株*** 19573-3基因组中可能存在合成丰原素(fengycin)、表面活性素(surfactin)、铁载体(bacillibactin)等与拮抗和促生相关的13个次级代谢产物合成基因簇。【结论】细菌19573-3属于Bacillus velezensis,对引起植物病害的灰霉菌、腐霉菌和疫霉菌等多种病原真菌均具有良好的拮抗能力,菌株代谢物显示了根际促生和生物防治功能。19573-3菌株由一个环状染色体构成,不含质粒,基因组全长3990203 bp,G+C含量为46.56%。在*** 19573-3基因组序列之中,注释到了一个长度为37669 bp的基因簇,包含fenA、fenB、fenC、fenD、fenE、fenF等基因,负责产生丰原素(Fengycin),注释到了合成铁载体(bacillibactin)的基因簇以及与生长激素合成相关的基因ysnS和yhcX,从基因角度证实了*** 19573-3具备产生激素的能力。

关键词：贝莱斯芽孢杆菌抗病原菌潜力基因组次级代谢产物

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新形势下微生物肥料产业运行状况及发展方向

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植物营养与肥料学报 2020年第12期26卷 2108-2114页

作者：李俊姜昕马鸣超中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室(北京)/农业农村部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心北京100081

随着质量兴农、绿色兴农、品牌强农战略逐渐成为中国农业发展的主旋律,作为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品—微生物肥料,相关产业迎来了迅猛发展的黄金时期。本文综述了我国微生物肥料产业的规模、运行状况以及产业发展特征,... 详细信息

随着质量兴农、绿色兴农、品牌强农战略逐渐成为中国农业发展的主旋律,作为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品—微生物肥料,相关产业迎来了迅猛发展的黄金时期。本文综述了我国微生物肥料产业的规模、运行状况以及产业发展特征,并分别从产业层面、政府层面、市场层面、企业层面和用户(使用者)层面指出了产业发展中存在的痛点和难点,提出了未来5~10年产业优先研发的新技术和新产品,为推动我国微生物肥料的科技创新和产业健康有序发展提供参考。

关键词：微生物肥料产业规模技术瓶颈创新发展

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一株耐干燥大豆根瘤菌菌株的筛选与固氮效果评价

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大豆科学 2020年第1期39卷 90-96页

作者：王鹏辉姜昕马鸣超关大伟曹凤明刘尧康耀卫李俊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室北京100081 科技部科技评估中心北京100081 肇庆学院生命科学学院广东肇庆526061

为解决干燥环境致使大豆种子根瘤菌包衣后根瘤菌快速死亡,降低根瘤菌使用效果,极大程度限制根瘤菌应用的问题,本研究以分离自我国不同大豆主产区的100株大豆根瘤菌为供试材料,选用目前广泛使用的商业化菌株Bradyrhizobium diazoefficien... 详细信息

为解决干燥环境致使大豆种子根瘤菌包衣后根瘤菌快速死亡,降低根瘤菌使用效果,极大程度限制根瘤菌应用的问题,本研究以分离自我国不同大豆主产区的100株大豆根瘤菌为供试材料,选用目前广泛使用的商业化菌株Bradyrhizobium diazoefficiens USDA110和Bradyrhizobium japonicom USDA6为参比菌株,采用玻璃珠干燥法和蛭石盆栽试验,筛选耐干燥且生物固氮性能优良的大豆根瘤菌菌株,并对菌株进行耐干燥筛选和固氮性能评价。玻璃珠干燥法筛选试验结果显示:经过24 h干燥后,根瘤菌菌株5873在玻璃珠上的存活率达到0.44%,显著高于其它菌株,表明该菌株能够耐受干燥胁迫。经16S rDNA序列系统发育分析和ANI计算,初步确定菌株5873属于日本慢生大豆根瘤菌(***)。进一步采用蛭石盆栽试验验证菌株5873的共生匹配性和与大豆品种宿主的选择性,并评价其结瘤固氮效果。结果显示:菌株5873与供试的9个大豆品种都能结瘤,表明该菌株具有广谱的结瘤匹配性。其中滇豆5号、徐豆18和冀豆17接种根瘤菌5873后,大豆植株的干重、全氮含量、叶绿素含量与不接种对照相比均显著提高,表现出明显的促生效果。本研究筛选获得一株耐干燥且生物固氮能力优良的大豆根瘤菌菌株5873,可作为根瘤菌包衣专用菌种,也为大豆根瘤菌包衣技术在黄淮海和南方地区的应用提供了菌株资源保障。

关键词：耐干燥大豆根瘤菌主栽大豆品种匹配性

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黑龙江省大庆地区根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术研究

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大豆科技 2021年第5期 10-13页

作者：周长军李建英吴耀坤于吉东马兰李俊关大伟黑龙江省农业科学院大庆分院/国家大豆产业技术体系大庆综合试验站黑龙江大庆163316 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室北京100081

为探究根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对黑龙江省大庆地区大豆植株生物量及产量的影响,探索该地区减氮增效的施肥方式,在2021年设置3种不同施肥处理(T1:常规施肥;T2:根瘤菌和包衣剂按1:1混合拌种,氮肥用量较T1减施30%,磷钾肥同T1;... 详细信息

为探究根瘤菌与促生菌复合包衣减氮增效技术对黑龙江省大庆地区大豆植株生物量及产量的影响,探索该地区减氮增效的施肥方式,在2021年设置3种不同施肥处理(T1:常规施肥;T2:根瘤菌和包衣剂按1:1混合拌种,氮肥用量较T1减施30%,磷钾肥同T1;T3:根瘤菌、促生菌、包衣剂按1:1:1混合拌种,氮肥用量较T1减施30%,磷钾肥同T1),分析不同施肥处理对大豆植株盛花期生物量、产量及产量构成因素的影响,明确产量与其他农艺性状的相关性。结果表明,T3处理单株荚数、单株粒数值最高,T3与T2处理差异不显著,T3与T1处理差异显著(P<0.05);T1、T2、T3处理百粒重差异不显著;T3处理产量为2628.9 kg/hm^(2),较T2和T1处理分别增加3.78%、6.70%,T3与T1处理差异显著(P<0.05);产量与单株粒数极显著相关(r=1.00,P<0.01),产量与根瘤鲜干重、单株荚数、百粒重呈正向相关但不显著。因此,根瘤菌与促生菌复合包衣,同时氮肥减施30%通过增加单株粒数等性状提高大豆产量,是该地区节本增效的施肥方式。

关键词：根瘤菌促生菌减氮增效显著相关

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我国微生物肥料产业需求与技术创新

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中国土壤与肥料 2019年第2期 1-5页

作者：李俊姜昕马鸣超关大伟曹凤明李力中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室(北京) 北京100081

在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品,必将在新时代迎来更好的发展机遇。本文在分析我国微生物肥料行业现状与标准体系特点基础上,阐述了微生物肥料具备的多功能、主... 详细信息

在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品,必将在新时代迎来更好的发展机遇。本文在分析我国微生物肥料行业现状与标准体系特点基础上,阐述了微生物肥料具备的多功能、主动响应、信号调控、绿色环保等方面特征,提出了下一步发展的技术创新与新产品名录。

关键词：微生物肥料产业需求技术创新

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生物有机肥生产菌种安全分析及管控对策研究

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农产品质量与安全 2019年第6期 57-61页

作者：马鸣超姜昕曹凤明李俊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所农业农村部微生物产品质量安全风险评估实验室

首次系统地对我国生物有机肥产品中使用菌种进行了汇总分析,摸清了主要生产菌种的使用情况,对重点关注的生产菌株进行了菌种分类复核鉴定、溶血反应测试和毒理学实验,评估了菌种的生物安全风险现状,确定了菌种风险等级,明确了25种禁用... 详细信息

首次系统地对我国生物有机肥产品中使用菌种进行了汇总分析,摸清了主要生产菌种的使用情况,对重点关注的生产菌株进行了菌种分类复核鉴定、溶血反应测试和毒理学实验,评估了菌种的生物安全风险现状,确定了菌种风险等级,明确了25种禁用的生产菌种,提出了风险管控建议,并对施用生物有机肥后葡萄、桃和京白梨等水果有害微生物进行了检测和安全性评价,为从源头上把好生产菌种质量安全关提供了技术支撑。

关键词：生物有机肥生产菌种生物安全风险评价

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长期施用氮肥和磷肥对东北黑土丛枝菌根真菌群落组成的影响

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中国农业科学 2018年第17期51卷 3315-3324页

作者：王庆峰姜昕马鸣超关大伟赵百锁魏丹曹凤明李力李俊中国农业科学院农业资源与农业区划研究所黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所农业部微生物产品质量安全风险评估实验室

【目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在促进作物养分吸收、提高作物抗病和抗逆性等方面具有重要意义,探讨长期施用化学氮肥和磷肥对东北黑土AM真菌的影响及其主效环境因子,为进一步揭示AM真菌对化肥的响应机制,指导农田施... 详细信息

【目的】丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizae,AM)真菌在促进作物养分吸收、提高作物抗病和抗逆性等方面具有重要意义,探讨长期施用化学氮肥和磷肥对东北黑土AM真菌的影响及其主效环境因子,为进一步揭示AM真菌对化肥的响应机制,指导农田施肥以及利用AM真菌提高土壤养分有效性提供依据。【方法】以长期定位试验为平台,选取5种不同处理:不施肥(CK),单施常量氮肥(N),混施常量氮肥和磷肥(NP),单施2倍常量氮肥(N),混施2倍常量氮肥和磷肥(NP)。采用Illumina Miseq高通量测序技术研究连续施用37年氮肥和磷肥的AM真菌群落组成差异,并对AM真菌群落组成与环境因子进行相关性分析。【结果】随着氮、磷施用量的增加,黑土p H和速效钾含量显著降低,而全氮、硝态氮、铵态氮和有机质含量显著提高。单施氮肥(N和N)对黑土中AM真菌多样性影响不显著(P>0.05);然而氮、磷混施(NP和NP)显著降低黑土中AM真菌多样性(P<0.05)。土壤中AM真菌以Glomeraceae科为主,占AM真菌45.5%。在属水平上,施肥降低Funneliformis和Septoglomus丰度,而提高Paraglomus丰度;在N和N基础上施磷显著提高Glomus和Funneliformis丰度,而降低Gigaspora和Paraglomus的丰度。非度量多维度分析表明,长期施用氮、磷肥改变了土壤中AM真菌群落组成。不施肥处理、单施氮肥处理和氮、磷混施处理AM真菌群落差异显著,且磷肥影响较为显著。冗余分析表明,土壤p H,有效磷含量是影响黑土中AM真菌群落组成的主效环境因子(P<0.05)。【结论】长期施用氮肥以及氮、磷肥混施改变了黑土中AM真菌群落组成,单施氮肥对黑土中AM真菌多样性影响不大,而氮、磷肥混施降低其多样性,施肥导致的土壤p H和有效磷含量变化是主要因素。

关键词：长期施肥东北黑土丛枝菌根真菌群落组成 Illumina Miseq测序

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大豆连作条件下施肥对东北黑土细菌群落的影响

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中国农业科学 2017年第7期50卷 1271-1281页

作者：高圣超关大伟马鸣超张伟李俊沈德龙中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部微生物产品质量安全风险评估实验室(北京) 吉林省农业科学院大豆研究所

【目的】表征大豆连作条件下不同施肥处理土壤细菌的群落结构特征和组成差异,并侧重分析接种根瘤菌处理的不同之处;与土壤化学性质进行关联分析,探讨引起黑土细菌菌群变化的主效环境因子,为进一步了解连作条件下东北耕地土壤中细菌群落... 详细信息

【目的】表征大豆连作条件下不同施肥处理土壤细菌的群落结构特征和组成差异,并侧重分析接种根瘤菌处理的不同之处;与土壤化学性质进行关联分析,探讨引起黑土细菌菌群变化的主效环境因子,为进一步了解连作条件下东北耕地土壤中细菌群落结构的变化以及大豆的高效种植和氮肥减施提供理论支持。【方法】依托5年大豆连作定位试验,选取不施肥(CK)、磷钾肥(PK)、氮磷钾肥(NPK)、磷钾肥+接种根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum 5821)处理(PK+5821)共4个处理的耕层土壤为研究对象,采用高通量测序(Illumina HiSeq)和real-time PCR技术,以16S rRNA基因V4区为分子标靶,解析不同施肥处理土壤细菌的菌群变化,并对细菌群落结构与环境因子进行相关性分析。【结果】与CK相比,施肥明显增加了大豆的产量和土壤养分的含量,但单施化肥降低了土壤的pH。接种*** 5821显著增加了土壤细菌的基因拷贝数,提高了土壤细菌的丰度。细菌门水平和纲水平的群落分析发现,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)为土壤中的3大优势菌群,占所有优势菌门的70%以上;施肥明显降低了土壤中放线菌门的相对丰度,这与细菌纲水平的分析一致。多样性分析发现,CK处理与3个施肥处理的丰富度和多样性指数不同,且主坐标分析(PCoA)显示,3个施肥处理的细菌群落结构在PC1轴上聚在一起,而与CK处理是分开的,表明施肥明显改变了土壤细菌的群落构成。冗余分析(RDA)显示,全氮(F=3.2,P=0.002)对土壤细菌群落结构的影响最大,解释了24%的群落变化,各因子的贡献率依次为全氮>有效磷>速效钾>有机质>p H;Spearman相关性分析也表明,5项土壤化学指标均与不同优势菌门存在密切的相关关系。【结论】施肥改变了大豆连作条件下土壤细菌的群落结构。全氮是影响土壤细菌群落结构变化的主效环境因子。接种根瘤菌明显提高了大豆产量,同时保持了良好土壤化学性状和土壤菌群结构,很大程度地减少了化学氮肥的施用,对大豆的高效种植和氮肥减施具有重要意义。

关键词：高通量测序黑土根瘤菌土壤化学性质细菌群落结构

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