Klebsiella oxytoca Rs-5培养特性及其解盐促生效应研究

论文摘要

前期研究结果表明菌株能够显著提高盐胁迫下棉花的萌芽与生长,同时该菌株具有溶解Ca3（PO4）2和合成植物生长激素IAA的能力。为更好的开发利用该菌株的解盐促生功效,本论文针对菌株的培养特性、菌株对盐胁迫下棉花解盐促生作用、溶磷动力学及其溶磷机制,菌体合成IAA及其解盐促生效应、菌株解盐促生效应对不同盐胁迫效应的干扰与互作关系等进行了研究。菌株Rs-5在培养的第3h始进入对数生长期,第24h进入稳定期,并在之后的48h时间内保持相对稳定。菌株在玉米粉为碳源时生长最佳,菌体能够利用硝态氮和氨态氮,且无明显的选择性,大豆粉为菌体生长的最佳氮源,脲最差;最佳接种量为3ml;最适培养温度为30℃;最适pH 7;最佳转速180r/min,在250ml三角瓶中装盛70ml培养基时最有利于菌体的生长。菌株Rs-5处理棉种后,明显提高了盐胁迫下棉花的发芽率、生长量及其干物质的积累量;棉花根系脂质过氧化的程度明显降低,棉苗根系组织脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量明显增加;内源IAA含量明显增高, IAA氧化酶活性则有所降低,说明菌株Rs-5在一定程度上缓解了盐胁迫对棉苗的抑制效应。以Ca3（PO4）2为供试磷源时,菌株Rs-5的溶磷动力学模型为生长耦联型;菌体溶磷过程中,溶磷量与培养基pH值呈显著负相关,说明菌体在溶磷过程中产生某些酸性物质,而这些酸性物质与菌体溶磷相关。HPLC检测发现菌株Rs-5溶磷过程中能够产多种有机酸,主要产柠檬酸和苹果酸,且柠檬酸、苹果酸含量与菌体溶磷量呈显著性正相关,说明产柠檬酸和苹果酸是菌株Rs-5溶磷的主要原因。添加外源色氨酸能够显著提高菌体Rs-5合成IAA的含量。菌体生长至稳定期后,色氨酸的消耗量显著增加,IAA合成量随之迅速升高,二者呈显著线性负相关,利用菌株Rs-5培养液中不同组分处理棉种,盆栽实验结果表明在菌株Rs-5培养液中,菌体及其所合成的IAA是其解盐促生的关键因子之一。不同IAA浓度实验结果表明,外源IAA处理棉种能够显著缓解盐胁迫对棉花内源IAA含量的抑制。不同盐胁迫强度对棉花生长的实验结果表明,随着盐胁迫强度的不断增大,棉花萌芽及其生长能力逐渐下降;而菌体的解盐促生效应在不同程度上缓解了不同盐胁迫对棉花萌芽及其生长的抑制效应;当菌体浓度OD≤0.3时,棉花萌芽及生长量随菌体浓度的升高而增高,但菌体浓度OD>0.6对棉花有一定的抑制作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 次生盐碱化的发生及其对作物的危害
• 1.1.1 新疆耕地次生盐碱化的概况
• 1.1.2 盐碱胁迫对作物的危害
• 1.1.3 盐碱胁迫对棉花的危害
• 1.2 植物的耐盐机制
• 1.2.1 与耐盐相关的离子调节机制
• 1.2.2 与耐盐相关的渗透调节机制
• 1.2.3 与耐盐相关的激素调节机制
• 1.2.4 耐盐相关基因的表达与调控
• 1.3 应对次生盐渍化危害的主要措施
• 1.3.1 培育作物耐盐品种
• 1.3.2 次生盐渍化土壤改良
• 1.3.3 改进栽培措施提高植物耐盐性
• 1.4 根际微生物提高植物耐盐性的机制
• 1.4.1 营养调控机制
• 1.4.2 激素调控机制
• 1.5 根际微生物的研究及应用现状
• 1.5.1 根际微生物的研究现状
• 1.5.2 根际微生物的应用现状
• 1.6 立论依据
• 1.7 主要研究内容
• 第2章 材料与方法
• 2.1 材料
• 2.1.1 菌株来源
• 2.1.2 棉花品种
• 2.1.3 培养基及营养液
• 2.1.4 仪器
• 2.1.5 试剂
• 2.2 方法
• 2.2.1 菌体Rs-5 的培养与计数方法
• 2.2.2 棉种处理及盆栽实验条件
• 2.2.3 发芽率及干重测定
• 2.2.4 丙二醛含量测定
• 2.2.5 脯氨酸含量测定
• 2.2.6 可溶性糖含量测定
• 2.2.7 可溶性蛋白含量测定
• 2.2.8 色氨酸及合成IAA 的高效液相色谱测定
• 2.2.9 植物内源IAA 的提取、纯化与测定
• 2.2.10 IAA 氧化酶活性测定
• 2.2.11 菌体Rs-5 溶磷能力的测定
• 2.2.12 菌体Rs-5 产有机酸的高效液相色谱检测
• 第3章 菌体RS-5 培养特性研究
• 引言
• 3.1 生长曲线的测定
• 3.2 营养条件研究
• 3.2.1 不同碳源对菌体生长的影响
• 3.2.2 不同氮源对菌体生长的影响
• 3.3 培养条件研究
• 3.3.1 接种量对菌体生长的影响
• 3.3.2 温度对菌体生长的影响
• 3.3.3 培养基初始pH 对菌体生长的影响
• 3.3.4 转速对菌体生长的影响
• 3.3.5 装液量对菌体生长的影响
• 3.4 小结
• 第4章 菌株RS-5 对棉花的解盐促生特性研究
• 引言
• 4.1 菌株Rs-5 对盐胁迫下棉花萌芽及生长的影响
• 4.1.1 对盐胁迫下棉花萌芽的影响
• 4.1.2 对盐胁迫下棉花生长及物质积累的影响
• 4.2 对棉花与耐盐相关生理的影响
• 4.2.1 对棉花脂质过氧化程度的影响
• 4.2.2 对脯氨酸含量的影响
• 4.2.3 对可溶性糖含量的影响
• 4.2.4 对可溶性蛋白含量的影响
• 4.3 对盐胁迫下棉花生长激素的影响
• 4.3.1 对棉花内源IAA 含量的影响
• 4.3.2 对IAA 氧化酶活性的影响
• 4.4 小结
• 第5章 菌株RS-5 溶磷动力学及其溶磷机制研究
• 引言
• 5.1 菌株的培养与其溶磷动力学研究
• 5.1.1 菌株生长与其溶磷的关系
• 5.1.2 培养液酸度变化与其溶磷的关系
• 5.2 菌株Rs-5 的溶磷机制研究
• 5.2.1 溶磷过程中产酸种类的检测分析
• 5.2.2 菌株Rs-5 培养过程中各有机酸含量与溶磷量关系
• 5.3 小结
• 第6章 菌体RS-5 合成IAA 的特性及其解盐促生效应
• 引言
• 6.1 菌株Rs-5 合成IAA 的特性研究
• 6.1.1 外源色氨酸添加对菌体合成IAA 的影响
• 6.1.2 色氨酸消耗量与IAA 合成量的关系
• 6.1.3 菌株生长与合成IAA 的关系
• 6.2 菌株Rs-5 合成IAA 的解盐促生效应
• 6.2.1 合成IAA 对棉花发芽生长的影响
• 6.2.2 合成IAA 对棉花抗盐性的影响
• 6.2.3 合成IAA 对棉花内源IAA 含量的影响
• 6.3 小结
• 第7章 盐胁迫效应与菌株解盐促生效应关系的初步研究
• 引言
• 7.1 不同盐浓度对棉花的胁迫效应
• 7.1.1 不同盐胁迫强度对棉花生长的影响
• 7.1.2 不同盐浓度对棉花的胁迫效应
• 7.2 菌株对棉花的解盐促生效应研究
• 7.2.1 菌株对不同盐浓度胁迫下棉花生长的影响
• 7.2.2 菌株对不同盐胁迫强度下棉花的解盐促生效应
• 7.3 不同菌体浓度对棉花的解盐促生效应
• 7.3.1 菌体对棉花的促生效应研究
• 7.3.2 盐胁迫下菌体的解盐促生效应
• 7.4 小结
• 第8章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表