盐胁迫下解盐促生菌提高棉花耐盐性及其促生机理的研究

论文摘要

以促进棉花种子在次生盐渍土壤中的发芽及提高出苗率为目的,从新疆含盐土壤的植物根际分离微生物215株,经过砂床及盆栽实验筛选得到4株较稳定的解盐促生菌,并对其中促生效果较好并且促生性能较稳定的Rs-198菌株进行生物学和生理生化特性鉴定,初步认为是一株假单胞属菌（Pseudomonas.sp）。通过对棉花发芽和苗期的抗性指标测定,经Rs-198处理后能明显降低棉苗体内丙二醛（MDA）的含量,提高了叶绿素和可溶性蛋白的含量,其中叶绿素a、b及总叶绿素的含量比盐处理对照分别提高了19.3%、36.7%和25.5%,可溶性蛋白的含量提高了13.1%。超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）3种抗氧化酶活性呈现不同的变化,SOD的活性呈波动变化,CAT、POD分别从发芽后第2d和第3d开始活性增大,且接菌处理棉花的酶活性大于盐处理对照。通过对Rs-198的溶磷性能、产有机酸、分泌生长素和嗜铁素的特性研究,分析了。菌株Rs-198对棉花的解盐促生机理。结果表明:Rs-198具有较强的溶解无机磷性能,但对卵磷脂类有机磷不能溶解。通过对其溶解无机磷磷动力学研究,在无机磷培养基中的可溶解磷的最大含量为82.41 mg·L-1。pH由7.48降低到4.54,其溶磷性与菌株产酸具有相关性。采用高效液相色谱法（HPLC）对菌株在溶磷培养基中产生有机酸的种类和含量进行了测定,发现Rs-198在溶磷过程中主要产生柠檬酸、葡萄糖酸、苹果酸、乳酸、乙酸和丙酸等六种有机酸,含量分别为50.95、1.02、1.38、1.11、14.56和7.21 mM?L-1,产酸种类最多以及最大产酸量出现在培养的前3天;其中柠檬酸的含量尤为高,约是其它种酸含量和的5-20倍,随培养时间不同各种酸含量出现不同层次的变化。Rs-198还具有分泌植物激素IAA的性能,培养液中的IAA含量在培养第96h达到10.77 mg·L-1,并一直保持较高水平。初步测定了菌株产生嗜铁素的情况,平板实验证明菌株Rs-198能够产生嗜铁素。菌株的分泌有机酸溶磷、分泌生长素和嗜铁素的特性可能是其促进棉花在盐胁迫下生长的重要原因。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 土壤盐碱化及植物的耐盐机理
• 1.1.1 新疆土壤盐碱化的发生情况
• 1.1.2 盐胁迫对植物生长限制的主要因子
• 1.1.3 棉花盐害特点、耐盐机理及其盐害的预防措施
• 1.1.3.1 棉花盐害特点
• 1.1.3.2 棉花的耐盐机理
• 1.1.3.3 棉花盐害的预防措施
• 1.2 植物促生菌的研究进展
• 1.2.1 植物促生菌的促生机理及应用现状
• 1.2.2 盐胁迫下磷元素的形态及微生物溶磷的研究进展
• 1.2.2.1 微生物的溶磷机理
• 1.2.2.2 有机酸对土壤磷的活化
• 1.2.3 盐胁迫对植物激素影响及微生物分泌IAA 的研究进展
• 1.2.3.1 盐胁迫对植物激素的影响
• 1.2.3.2 微生物产生IAA 的研究进展
• 1.2.4 微生物分泌嗜铁素的研究进展
• 1.2.5 植物促生菌的应用
• 1.3 研究意义及研究内容
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 论文研究内容
• 第二章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 土壤样品
• 2.1.2 供试菌株和棉花品种
• 2.1.3 棉花培养基质
• 2.1.4 培养基
• 2.2 方法
• 2.2.1 土壤分析
• 2.2.2 菌株的分离与纯化
• 2.2.3 棉花解盐促生菌株的初步筛选
• 2.2.4 人工气候室盆栽实验复筛
• 2.2.5 菌株的鉴定
• 2.2.5.1 生物学特性观察
• 2.2.5.2 生理生化特征测试
• 2.2.6 棉花耐盐性生理生化指标的测定
• 2.2.6.1 棉花发芽过程中丙二醛（MDA）含量的测定
• 2.2.6.2 棉花发芽过程中保护酶系统的测定
• 2.2.6.3 可溶性蛋白质的测定（考马斯亮蓝 G-250 法）
• 2.2.6.4 棉苗叶片中叶绿素和类胡萝卜素的测定
• 2.2.7 棉花解盐促生菌株的促生性能检测
• 2.2.7.1 菌株的溶磷性测定
• 2.2.7.2 有机酸的测定
• 2.2.7.3 植物激素的测定
• 2.2.7.4 嗜铁素的测定
• 第三章 棉花解盐促生菌的筛选和鉴定
• 引言
• 3.1 解盐促生菌的筛选
• 3.1.1 土样采集和微生物的分离与纯化
• 3.1.2 初步筛选棉花解盐促生菌
• 3.1.3 复筛棉花解盐促生菌
• 3.2 棉花解盐促生菌的鉴定
• 3.2.1 生物学特性观察
• 3.2.2 生理生化特性测试
• 3.3 小结
• 第四章 棉花解盐促生菌提高棉花耐盐性机理的研究
• 引言
• 4.1 解盐促生菌对盐胁迫棉花发芽过程生理生化的影响
• 4.1.1 对盐胁迫下棉花种子发芽期丙二醛含量的影响
• 4.1.2 对抗氧化酶活性的影响
• 4.1.2.1 对超氧化物歧化酶（SOD）活性变化的影响
• 4.1.2.2 对过氧化氢酶（CAT）活性变化的影响
• 4.1.2.3 对过氧化物酶（POD）活性变化的影响
• 4.2 解盐促生菌对盐胁迫棉花苗期生理的影响
• 4.2.1 对盐胁迫棉花苗期可溶性蛋白含量的影响
• 4.2.2 对盐胁迫棉花苗期叶绿素含量的影响
• 4.2.3 对类胡萝卜素含量的影响
• 4.3 小结
• 第五章 棉花解盐促生菌促生性能的研究
• 引言
• 5.1 棉花解盐促生菌 RS-198 的溶磷性能
• 5.1.1 溶磷性定性判断
• 5.1.2 连续培养菌株的溶磷动力学研究
• 5.1.2.1 菌株生长与溶磷性的关系
• 5.1.2.2 菌株溶磷性与pH 值变化的关系
• 5.2 棉花解盐促生菌RS-198 产生有机酸种类和含量
• 5.2.1 有机酸标准曲线的制作
• 5.2.2 解盐促生菌Rs-198 产生有机酸种类和含量
• 5.3 棉花解盐促生菌 RS-198 分泌植物激素的性能
• 5.3.1 IAA 标准曲线的制作
• 5.3.2 菌株连续培养产生IAA 的动力学研究
• 5.4 棉花解盐促生菌RS-198 产生嗜铁素的初步研究
• 5.5 小结
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 解盐促生菌的筛选和生理生化鉴定
• 6.2 解盐促生菌提高棉花的耐盐性研究
• 6.3 解盐促生菌自身的促生性能的研究
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 附录
• 石河子大学硕士研究论文指导教师意见表