玉米内生固氮菌的分离鉴定及其对小麦幼苗的促生效应研究

论文摘要

采用研磨法从健康的玉米植株根、茎、叶内分离得到42株内生固氮菌,说明玉米内生菌具有一定的生物多样性。对这42株内生固氮菌进行固氮酶活性分析,并对其中固氮酶活性最高的4株菌的产IAA能力、溶磷能力及生防特性进行了研究。结果显示这4株菌均具有不同程度的产IAA能力,L1A1和L2A2具有溶解有机磷的能力。以玉米弯孢病菌(Curvulavia lunata)、苹果腐烂病菌(Valsa mali)、烟草赤星病菌(Alternaria alternata)、番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)和棉花枯萎病菌(Fusarium oxysporum)为指示病原真菌,分别采用平板对峙法、滤纸条法和生长速率法研究了玉米内生固氮菌的生防特征,结果表明菌株L2A2具有体外拮抗玉米弯孢病菌、苹果腐烂病菌、烟草赤星病菌、番茄灰霉病菌和棉花枯萎病菌的能力,L1A4具有微弱的体外拮抗小麦赤霉病菌的能力,L1A4和L1B9对上述指示菌无拮抗作用。通过分析可知生长速率法为测定菌株生防特性的最佳试验方法。对L1A4、L1B9、L1A1和L2A2进行形态学、生理生化特征研究;扩增其16S rDNA序列,进行测序,并将测得序列提交genbank,获得登录号依次为:HQ739092、HQ739093、HQ739094和HQ739095。根据16S rDNA序列构建系统发育树,并结合菌株形态学及生理生化特征将以上4株菌分别鉴定为:L1A4为鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas panni),L1B9为鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas yabuuchiae),L1A1为约氏不动杆菌(Acinetobacter johnsonii)L2A2为巴氏葡萄球菌(Staphylococcus pasteuri)。其中约氏不动杆菌和巴氏葡萄球菌首次作为玉米内生固氮菌被发现。在限菌条件下将4株内生固氮菌进行小麦盆栽回接实验,以未接菌小麦做为阴性对照组,以施加氮肥的小麦做为阳性对照组。结果显示接种待测菌小麦在苗高、根长、鲜重和干重这4个指标的数值均比阴性对照组CK1高,并且差异显着(p<0.05)。可见菌株L1A1、L1A4、L1B9和L2A2在农艺性状上对小麦有着明显的促进作用,可以使小麦幼苗长势良好,植株更加健壮。同时接种内生菌还可以提高小麦幼苗叶片的可溶性蛋白含量、POD活性和SOD活性,说明接种内生菌可以提高小麦幼苗的抗干旱胁迫的能力。结论:玉米内生固氮菌有一定的生物多样性,部分菌株具有潜在的植物促生作用和生防特性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 生物固氮研究进展
• 1.1.1 氮素的重要性
• 1.1.2 生物固氮的主要形式
• 1.1.2.1 共生固氮作用
• 1.1.2.2 联合固氮作用
• 1.1.2.3 自生固氮作用
• 1.2 植物内生固氮菌研究进展
• 1.2.1 植物内生菌固氮菌的定义
• 1.2.2 植物内生固氮菌多样性及其宿主植物多样性
• 1.2.2.1 植物内生固氮菌的多样性
• 1.2.2.2 植物内生固氮菌宿主植物的多样性
• 1.2.3 植物内生固氮菌的来源
• 1.2.4 植物内生菌的侵染与定殖
• 1.2.4.1 植物内生固氮菌的侵染途径
• 1.2.4.2 植物内生菌固氮菌的定殖
• 1.2.4.3 植物内生菌定殖的研究方法
• 1.2.5 植物内生菌对宿主植物的相互作用
• 1.2.5.1 植物对内生固氮菌的作用
• 1.2.5.2 内生固氮菌对宿主植物的作用
• 1.3 研究目的及研究内容
• 1.3.1 本研究的目的意义
• 1.3.2 本研究的内容
• 1.3.2.1 玉米内生固氮菌的分离纯化
• 1.3.2.2 玉米内生固氮菌促生生防特性研究
• 1.3.2.3 玉米内生固氮菌的鉴定
• 1.3.2.4 供试菌对小麦幼苗的促生作用研究
• 第二章 玉米内生固氮菌的分离及植物促生特性研究
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 植物材料
• 2.1.2 培养基
• 2.1.3 供试指示病原真菌
• 2.1.4 仪器
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 玉米内生固氮菌菌的分离纯化
• 2.2.2 乙炔还原法测固氮酶活性
• 2.2.3 产IAA 能力分析
• 2.2.4 溶磷能力测定
• 2.2.5 菌株生防特性研究
• 2.2.5.1 平板对峙法
• 2.2.5.2 滤纸条法
• 2.2.5.3 生长速率法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 玉米内生菌的分布
• 2.3.2 固氮酶活性分析
• 2.3.3 产IAA 能力分析
• 2.3.4 溶磷能力分析
• 2.3.5 菌株生防特征分析
• 2.3.5.1 菌株生防能力分析
• 2.3.5.2 三种拮抗试验方法的比较
• 第三章 玉米内生固氮菌的鉴定
• 3.1 试验材料
• 3.1.1 供试菌
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 供试仪器
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 玉米内生固氮菌的生理生化鉴定
• 3.2.2 玉米内生固氮菌的16SrDNA 鉴定
• 3.2.2.1 菌体DNA 提取
• 3.2.2.2 PCR 扩增16SrDNA
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 形态及生理生化特征
• 3.3.3 16Sr DNA 序列分析
• 第四章 玉米内生固氮菌对小麦幼苗的生长促进作用研究
• 4.1 材料
• 4.2 玉米内生固氮菌盆栽回接小麦试验
• 4.2.1 小麦种子表面消毒及催芽处理
• 4.2.2 供试栽培基质及培养钵的准备
• 4.2.3 供试菌株菌液的准备
• 4.2.4 小麦幼芽的移植
• 4.2.5 小麦幼苗的培养
• 4.2.6 生长特征数据记录及分析
• 4.2.7 小麦叶片叶绿素含量的测定
• 4.2.8 小麦叶片可溶性蛋白含量的测定
• 4.2.9 小麦叶片过氧化物酶（POD）活性的测定
• 4.2.10 小麦叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定
• 4.2.11 小麦叶片丙二醛（MDA）含量的测定
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 接种内生固氮菌对小麦幼苗生长特征的影响
• 4.3.2 接种内生固氮菌对小麦幼苗抗胁迫能力的影响
• 第五章 讨论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 讨论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介