植物促生菌培养优化及作用机理研究

论文摘要

论文以本实验室分离保存的一株兼具固氮和溶磷能力的植物促生菌SZ7-1作为研究对象,首先对其发酵培养基配方和发酵参数条件进行了优化;在此基础上,进行植株接种实验,检测接种促生菌后植株的生长变化;并将已转入荧光蛋白质粒的SZ7-1*菌株接种植株,考察其侵染事实,观察其在桉树根部的附着位置以及计数其定殖的活菌数量;另外,再利用15N示踪法通过盆栽试验测定了促生菌SZ7-1接菌桉树的固氮效率。得出以下结论:采用响应面分析法对红树林植物促生菌SZ7-1菌株发酵培养基进行了优化。首先利用Plackett-Burman （PB）设计对影响SZ7-1生长的11个营养因素进行评价,并筛选出显著影响因子:玉米糖浆、酵母膏和K2HPO4;其次用最陡爬坡实验逼近以上三因素最优水平;最后采用响应面法对该3个显著因素的最佳水平范围进行研究,得到的最佳浓度为:玉米浆28 g/L、酵母膏14 g/L和K/2HPO4 2.2 g/L。在此最优条件下,培养20 h后SZ7-1菌数达到2.6×1010CFU/mL,与优化前基础培养基、LB和牛肉膏蛋白胨培养基中生长的菌数相比,分别提高了12.4、2.4和5.5倍。以植物促生菌SZ7-1为研究对象,采用单因素试验设计及响应曲面分析法,优化了SZ7-1的培养条件,并在5L自动发酵罐中扩大培养。通过单因素分析,确定最适于促生菌SZ7-1菌株生长的环境条件范围:pH4.5-7.5、装液量10%-30%和接菌量1%-5%。在此基础上,利用响应曲面法综合考虑3因素对SZ7-1生长的影响,得到了最优培养条件为:pH6.02、接菌量2.41%和装液量10%。在5L自动发酵罐中扩大培养,分析了优化前后不同培养条件下SZ7-1菌株的生长情况,结果表明:优化后的培养条件更利于菌株的生长,活菌数达到1.31×1010cfu/mL,是优化前的1.62倍。相关性分析显示:菌数对数值lg、OD值以及pH值相互呈极显著相关。用转入荧光质粒的菌株SZ7-1*分别接种尾叶桉幼苗,培养12周后,研磨尾叶桉的根,SZ7-1*处理的样品其汁液在特定培养基上发现有荧光菌落长出。荧光显微镜下可以观察到接菌处理的尾叶桉根表分布有发荧光的斑点,电镜观察结果也表明处理组与对照组有明显差别。有效活菌的计数结果表明,SZ7-1*菌株能很好的生活于尾叶桉根际、根表和根内,并依次成递减趋势。通过进一步的(150N同位素示踪试验,接种后处理组的尾叶桉生长情况明显优于对照组,两组的各项指标（生物量,N吸收量,P吸收量等）都存在显著差异（P<0.05）,证明了促生菌有很好的促生能力。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 国内外研究现状及评述
• 1.2 研究的目标和主要内容
• 1.2.1 关键的科学问题与研究目标
• 1.2.2 主要研究内容
• 1.3 研究技术路线
• 第二章 植物促生菌的培养基优化
• 2.1 试验材料与方法
• 2.1.1 试验材料
• 2.1.2 试验方法
• 2.1.3 实验设计
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 关键因素的确定
• 2.2.2 最佳爬陡坡实验
• 2.2.3 响应曲面的培养基优化及分析结果
• 2.2.4 模型的验证
• 2.2.5 SZ7-1 菌株在优化培养基与常规培养基生长的比较
• 2.3 讨论
• 第三章 植物促生菌的发酵条件优化研究
• 3.1 试验材料和方法
• 3.1.1 试验材料和仪器
• 3.1.2 菌体培养
• 3.1.3 分析测定方法
• 3.1.4 响应曲面试验设计
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 不同接菌量对菌体生长的影响
• 3.2.2 不同初始pH 值对菌体生长的影响
• 3.2.3 不同装液量对菌体生长的影响
• 3.2.4 三因素组合试验结果
• 3.2.5 5L 自动发酵罐培养
• 3.3 结论
• 第四章 植物促生菌的接种试验
• 4.1 试验材料和方法
• 4.1.1 试验材料
• 4.1.2 试验方法
• 4.2 试验结果和分析
• 4.2.1 SDZ7-1*菌株在桉树根的定植观察
• 4.2.2 定植菌落计数
• 4.2.3 接种SZ7-1*菌株促进桉树生长的作用
• 4.3 讨论
• 15N 示踪法测定植物促生菌对桉树的生物固氮能力'>第五章¹⁵N 示踪法测定植物促生菌对桉树的生物固氮能力
• 5.1 试验材料与方法
• 5.1.1 试验材料
• 5.1.2 方法
• 5.2 结果与分析
• 5.2.1 施氮水平与促生菌对尾叶桉生物量的影响
• 5.2.2 施氮水平和促生菌对尾叶桉氮吸收的影响
• 5.2.3 施氮水平和促生菌对尾叶桉磷吸收的影响
• 5.2.4 施氮水平对尾叶桉氮素来源的影响
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 6.3 展望
• 参考文献
• 在读期间的学术研究
• 致谢
• 摘要
• Abstract