紫花苜蓿高效根瘤菌筛选及田间鉴定方法研究

适应当前农业结构调整的需要，苜蓿产业在我国得以迅猛发展。国外豆科作物发展的经验证明，在豆科作物大发展的时期，接种高效根瘤菌是非常重要的技术环节。本研究从我国未来发展苜蓿典型地区、典型土壤入手，研究紫花苜蓿高效根瘤菌的筛选，进行田间试验，检验田间接种效果。并利用分子生物学方法对筛选菌株进行田间占瘤率研究，以期建立一套根瘤菌筛选体系，为根瘤菌在紫花苜蓿生产上应用打下基础。研究的主要结果如下： 1、苜蓿土著菌数量多少是影响接种效果的重要因素，本研究首次从我国不同类型土壤、同一类型土壤不同作物及同一作物不同地区开展土著菌分布状况研究，结果表明，我国未来发展苜蓿地区苜蓿土著菌数量普遍偏低。苏南丘陵区不同作物地中苜蓿土著菌数量为30-250个／克干土；黄土高原区苜蓿土著菌数量2.5×10～3—4.5×10～5个／克干土，除吴桥土壤外，其它地区土壤中根瘤菌数量在40—3000个／克干土范围内变动。上述研究结果表明，在发展苜蓿的地区进行根瘤菌接种，可望获得较好的接种效果。 2、分别以中苜一号、RS、Vector和WL323苜蓿品种进行品种与菌种互作试验，结果表明，接种根瘤菌可以显著提高紫花苜蓿单株干物质产量和单株有效根瘤菌数。不同苜蓿品种接种不同菌种，相互间差异较大，与中苜一号匹配较好的菌系是NM006、30085和45236，；与RS匹配较好的菌系是30015、QH180和45236；与Vector匹配较好的菌系有45236、30015和30085；与WL323匹配较好的菌系是30015、45236和25132。上述品种接种与之匹配较好的菌系后，地上部分干物质重比对照增加5-11倍。 3、分别利用河北吴桥、内蒙古通辽、江苏句容及山西的土壤开展相应土壤的根瘤菌筛选工作。初步筛选了一批优良菌株，分别是适合吴桥土壤Vector苜蓿品种的CCBAUN210、CCBAU30138、CCBAU96077和CCBAU96068；适合通辽地区敖汉苜蓿品种和Runner苜蓿品种根瘤菌分别有CCBAUNMG048-3、CCBAUNMG038-2、CCBAUNMG006和CCBAUNMG024-2、CCBAUNMG038-2、CCBAUNMG099-1；适合黄土高原区的高效菌株分别是CCBAUNMG048-3和CCBAUNMG048-2；适合苏南丘陵区土壤的根瘤菌有CCBAU43191和CCBAU3008。 4、以吴桥作为典型，开展土壤筛选菌的田间接种效果验证，结果表明：接种CCBAU30138、CCBAU96077和CCBAUN210后，全年干草产量分别比对照增产11.9％、13.7％和10.2％；粗蛋白产量增产幅度分别为19.63％、13.59％和15.63％。在紫花苜蓿与禾本科草混播条件下接种CCBAU30138结果同样表明，紫花苜蓿—高羊茅、紫花苜蓿—无芒雀麦及紫花苜蓿——年生黑麦草三组组合全年生物量分别比对照增加16.3％、20.5％和6.8％。 5、首次应用RAPD分子标记技术对CCBAU30138田间占瘤率开展研究，结果表明，接种CCBAU30138菌株140天后，在苜蓿单播条件下，CCBAU30138田间占瘤率为47.7％，在紫花苜蓿—高羊茅混播条件下其田间占瘤率为48.6％，说明该菌具有较强的结瘤竞争能力，可望进行推广应用。 6、本研究充分发挥学科交叉优势，利用农学、牧草学、微生物学及分子生物学方面知识，通过试验研究及田间实践，初步完成高效苜蓿根瘤菌筛选技术体系的构建。